Optimization of a Cryogenic System at Temperature 2 K for the PKU-FEL Facility

The conceptual design of a cryogenic system at temperature 2 K for the Peking University Free Electron Laser （PKU-FEL） facility is carried out. In order to minimize the scale of the cryogenic system and the running cost, the superconducting accelerator and the superconducting injector will mainly run at a long-pulsed mode. Optimization of the 2-K cryogenic system is carried out based on the heat load estimation and running parameters. Total cooling power of 52.5 W for the long-pulsed mode is necessary for the PKU cryogenic system. The PKU cryogenic system will be the first 2-K system for accelerators in China and will provide experience for similar facilities.     

振兴东北老工业基地必须加快发展现代化农业

长期以来，东北地区偏重型的工业结构、初级型的农业结构，以及工农、城乡之间的“双二元”结构，造成了工农业关联度的降低和互动机制的缺失。东北地区具有丰厚的农业资源和农产品规模优势，但长期得不到工业联动和支持，依托农产品原料的轻加工业落后，传统农业的规模优势弱化，致使农业产业化与社会化的进程缓慢，     

国际直线对撞机（ILC）高梯度射频超导加速腔研制

射频超导（sRF）加速技术已广泛应用于基于加速器的大科学装置．在国际直线对撞机和其他相关项目的推动下,近年来国际上多个射频超导实验室开展了高梯度射频超导加速腔的研制．在不断改进精密加工、电磁场调平、表面处理和电子束焊接等工艺流程的基础上,北京大学近期研制成功一只高质量9-cell超导加速腔,其加速梯度为32．6MV／m,品质因数大于1．0×10^10,性能指标全面达到国际直线对撞机（ILC）的要求．这表明我国已经掌握了高水平超导加速腔的研制技术,为未来参加ILC国际合作以及建设其他采用射频超导加速技术的大科学装置打下了良好基础．     

质子交换膜燃料电池流场设计最佳化的反问题求解方法

为寻求最佳的流道高度参数,利用由简化共轭梯度法(反向求解器)和完整的三维、两相、非等温燃料电池数学模型(正向求解器)构成的质子交换膜燃料电池多参数最佳化反问题求解方法,将流道各弯头处高度作为搜寻变量(最佳化对象),以电池输出功率密度的倒数作为目标函数,通过搜寻目标函数最小值,得到了流道各弯头处最佳高度(最优化设计参数值).结果表明,最佳的蛇型流场除出口流道为高度渐扩型外,其余流道均为高度渐缩型,其性能比传统蛇型流场提高了约11.9%.渐缩型的流道强化了肋下对流,可有效移除肋条下方多孔扩散层中的液态水,提高反应气向多孔电极的传递速率,因而改善了电池性能.渐扩型的出口流道可防止过强的肋下对流导致燃料"短路",直接跨过多孔扩散层从电池出口流出造成燃料浪费.     

环渤海地区地域多功能空间分异与演化特征研究

通过构建多功能性评价指标体系和指数分析模型, 开展了环渤海地区1990年和2008年的经济发展、粮食生产、社会保障、生态保育及综合功能的分级评判。结果表明: 2008年, 经济发展功能一级区主要分布在京津唐地区、沈阳都市区、胶东半岛、鲁中地区、城市辖区及周边县域; 粮食生产功能一级区主要分布在辽宁中部平原、鲁西平原、太行山山前平原和海河冲积平原; 社会保障功能与经济发展功能指数的空间分布基本一致; 生态保育功能强势区集中分布在辽东山地区、辽西北低山丘陵区、冀东北山地丘陵区。与1990年相比, 环渤海地区县域多功能均呈现上升趋势, 其中经济发展功能和社会保障功能迅速提升; 粮食生产功能提升幅度较小, 粮食生产重心进一步向平原农区集中; 生态保育功能变化不显著, 北部山地丘陵区的生态保育功能进一步凸显。     

轴向运动薄板的自由振动分析

首次利用解析法求解了轴向运动薄板的自由振动问题,并对解析结果进行了Galerkin法验证。基于Kirchhoff薄板理论,根据Hamilton原理推导轴向运动薄板自由振动的控制方程,分别采用解析法和Galerkin法求解控制方程,得到了四边简支条件下系统固有频率的解析解和数值解。同时,得到了第一阶临界速度的解析表达式。轴向速度为零时,对比了解析解、Galerkin数值解和ANSYS软件解,三种方法所得结果高度吻合。随后对比了不同速度条件下的解析解与Galerkin解,分析了预应力与临界速度的关系。发现在低速条件下离心力是影响系统振动的主要因素,科氏力影响可忽略;第一阶固有频率的解析解仅适用于低速条件,高阶固有频率的解析解适用的速度范围大。     

二极管泵浦激光器中泵浦光分布对激光器模式影响程度的计算方法

在激光器中,通常泵浦光呈不均匀分布,由此引起介质的增益也相应地出现不均匀分布,导致振荡光通过增益区时其分布发生变化。提出一种计算不均匀的泵浦光分布对于激光器内振荡光模式的影响程度,可以近似获得振荡光对原来场分布偏离的百分比的方法。在此基础上,对准连续运转的三向侧面泵浦激光器进行研究,分析不均匀泵浦光分布对振荡光场影响的规律。结果表明:当泵浦功率增加或谐振腔内损耗增加时,振荡光通过增益区时对原来分布的偏离程度也同时增加,呈单调变化关系;泵浦光不均匀分布对振荡光场的影响,与其沿振荡光轴向上的分布无关,仅仅取决于其在与振荡光垂直方向上的不均匀分布程度。通过计算还获得了此类效应的数量级,在2 000 W泵浦功率条件下,这种影响仅使振荡光偏离理想分布不到4%,而泵浦功率达到6 000 W时这种偏离则高达20%以上。     

Mn4+掺杂的新型铝酸盐红色长余辉材料

用高温固相法合成了红色长余辉发光材料LiAl₅O₈:Mn⁴⁺,Li₅AlO₄:Mn⁴⁺,LiAlO₂:Mn⁴⁺,发现前两种材料有红色余辉,这方面并没有报道过,并对这两种材料的发光性能作了研究,指明了不同基质中发光强弱不同原因。对不同Mn⁴⁺掺杂浓度的材料做了浓度依赖关系研究,确认Mn⁴⁺的发光是²E→⁴A₂的跃迁。Mn⁴⁺的发光是个宽带谱,材料在紫外区有强的吸收,发射谱范围可达620~770nm,峰值在675nm。对长余辉机制进行了探讨。     

G波段扩展互作用速调管的理论分析与设计

扩展互作用速调管是一种在毫米波、亚毫米波频段具有广泛应用前景的电真空器件.本文基于运动学理论、感应电流定理和电荷守恒定律,推导一间隙到五间隙谐振腔的电子负载电导和电子负载电纳的表达式,分析了谐振腔间隙宽度、间隙数和间隙周期等参数对电子注与微波之间能量交换的影响和谐振腔谐振频率的影响.根据理论分析结果,采用三维电磁仿真软件设计了一款工作于G波段的扩展互作用速调管,仿真结果显示,当电子注电压为24 kV、电流为0.15 A、输入功率为200 mW、轴向引导磁感应强度为0.8 T时,在中心频率217.94 GHz处,输出功率为225.5 W,电子效率为6.26%,增益为30.5 dB, 3 dB带宽约为470 MHz.     

南湖水体多相介质中重金属元素的分布特征

以南湖水体中的水、 沉积物、 生物膜和悬浮物为研究对象, 对重金属元素的分布与富集情况进行了研究. 结果表明, 不同采样点、 不同相中Zn的含量最高, Cd的含量最低, 但Cd的富集能力最强, 生物膜和悬浮物富集重金属的能力远大于沉积物的富集能力, 且Zn,Cu,Cd和Pb均表现出点源污染的特性; 采用社会科学统计程序（SPSS）相关分析方法分析了重金属元素（Zn,Cu,Cd,Pb,Fe和Mn）在固相介质中的相互关系, 结果显示, 沉积物、 生物膜和悬浮物中元素间的相关性趋势存在着一定差异, 3种固相介质中Cd与Fe的相关系数均大于Cd与Mn的相关系数, 而Pb与Fe的相关系数均小于Pb与Mn的相关系数, 说明铁氧化物对镉环境化学行为的贡献大于锰氧化物, 对铅环境化学行为的贡献小于锰氧化物.