可压缩气体合成喷射流数值模拟

为了更深入地研究合成喷射流性能与激励器结构参数的关系,在考虑气体可压缩性质的条件下,对合成喷射流进行了理论分析,得出了合成喷射流性能与激励器结构参数的函数关系式,并采用动边界条件模拟实际压电膜的振动,对合成喷外部射流场和激励器腔体内部射流场进行了联合数值模拟.计算结果与已有的实验结果及理论分析结果吻合较好,验证了该数值模拟方法的可行性.     

轴压-弯曲联合荷载下功能梯度材料圆柱壳的屈曲

将理论分析和数值模拟相结合,研究了轴压-弯曲联合荷载作用下功能梯度材料圆柱壳的屈曲行为.以经典Donnell壳体理论为基础,得到功能梯度材料圆柱壳的屈曲控制方程,并通过本征值分析方法得到结构屈曲的临界条件.理论计算结果表明,弯曲屈曲临界荷载随轴压荷载的增长线性递减,材料组分中陶瓷含量的增加有利于结构屈曲临界荷载的提高.理论结果与有限元软件ABAQUS的数值结果相吻合,验证了理论的可靠性.     

蓝色荧光硫化锌材料的制备及其发光特性

采用热扩散掺氯的方法,制备了在室温紫外光激发下发射蓝色荧光的硫化锌粉末荧光材料.用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究了不同扩散温度下得到的样品的晶格结构和形貌;用荧光光谱(PL)仪测量了不同扩散温度下制备的样品的荧光光谱,得出700~1 000℃是扩散掺杂氯制备蓝色荧光硫化锌材料的温度条件,并对发光样品的发光机理进行了研究.     

爆炸驱动载荷下结构瞬态响应研究

展开型定向战斗部可以最大限度地提高空空导弹的终端能力,对目标实现最大的杀伤效能. 研究了一种可展开结构在爆炸驱动载荷下的瞬态响应,设计实验方案并进行了相应的静爆实验;利用DYNA 3D有限元程序对可展开结构进行三维建模,采用ALE流固耦合算法对炸药爆炸驱动载荷下结构展开过程进行数值模拟;比较实验与数值模拟的结果,验证了所采用的实验方案和相关数值模拟方法的可靠性,并为下一步研究提供支持.     

威远江水电站溢洪道挑流鼻坎数值模拟优化研究

针对威远江水电站岸边式溢洪道挑流消能存在的问题,采用RNGk~ε双方程模型模拟湍流,利用流体体积分数法(VOF)确定自由水面线,采用非结构网格与自适应局部网格加密的方法,成功地对溢洪道挑流鼻坎挑流进行了三维紊流数值模拟,并利用数值模拟方法对挑流鼻坎的修改方案进行了研究,并经过计算提出了较优方案,并经试验验证得到较好的效果,为威远江水电站设计与优化提供了可靠的设计依据.     

钝体结构倒U形梁气动特性试验和数值研究

为了探索有效的钝体结构气动特性三维数值分析方法,对钝体结构倒U形梁的气动特性进行了风洞试验和数值模拟研究.通过风洞试验得到与结构气动特性相关的气动力系数和颤振导数.利用二维或三维模型分别对结构的气动特性进行了数值模拟研究,并计算了相关的气动参数.计算过程中基于分块迭代耦合方法考虑流体-固体耦合效应,利用自编程序结合CFX软件实现不同物理场间的数据交换和传递,采用快速有效的网格移动控制算法处理移动边界问题.风洞试验测量和数值计算中均考虑了湍流效应,其中数值计算应用了k-ω剪切应力输运模型和分离涡模型.通过风洞试验测量与数值模拟研究可以发现,钝体结构倒U形梁的气动稳定性较差.对气动参数的计算结果表明,本文的三维数值计算方法可以有效地获取钝体结构的气动参数,在风工程领域具有重要应用价值.     

织构化Sr_(0.4)Ba_(0.6)Nb_2O_6陶瓷的工艺研究

以熔盐法合成的各向异性的棒状铌酸锶钡陶瓷粉体为模板粉体,采用流延成型工艺,制备出织构化的铌酸锶钡陶瓷,研究了模板添加量及烧结温度与织构化陶瓷微观组织结构间的关系。实验结果表明:使用流延成型工艺可以制备晶粒定向排列的铌酸锶钡陶瓷,随着模板添加量的增加,陶瓷的织构化程度变大。在本实验的条件下,在1375℃烧结3h,模板加入量为30%时,铌酸锶钡陶瓷的织构化程度达到57%。     

CaBi4Ti4O15基陶瓷制备与镧掺杂的性能优化

两步法烧结制备一系列CaBi4-xLaxTi4O15（x=0,0．1,0．2,0．3,0．4）（CBLT—X）：以氧化物为前驱体用熔盐法合成片状粉体,然后通过晶体定向技术制备后烧结成陶瓷．通过SEM微观结构表征来确定增加镧掺杂和温度对晶粒生长和织构形成的影响．当镧掺杂（z=0．4）烧结温度在1150℃时,CBLT—X陶瓷在垂直于流延方向上介电常数可提高到570．CBLT—X系列陶瓷的介电常数和介电损耗在垂直于流延的方向的数值都高于平行方向上．控制CBLT—X陶瓷结构化和晶粒生长的机理首次用3D模式进行了讨论．     

卫星夹层结构夹芯层力学性能分析与数值模拟

由于高强、质轻的特点,夹层结构材料在工程领域得到了广泛的应用.本文对卫星夹层结构所采用的蜂窝夹芯进行力学性能分析,推导出六边形蜂窝夹芯结构的等效弹性常数;并选取某型号卫星蜂窝夹芯结构,对其进行数值模拟研究.通过对比理论计算和数值模拟结果,验证了等效弹性参数公式的正确性,可作为卫星蜂窝夹芯结构的优化设计的理论依据.     

无铅压电（1-x）Bi0.5Na0.5TiO3-xBaNb2O6陶瓷的热学性质及压电性能研究（英文）

利用传统的陶瓷制备工艺制备了(1-x)(Bi0.5Na0.5)TiO3-xBaNb2O6无铅压电陶瓷,并对不同含量BaNb2O6的陶瓷的热学性质、微观结构、介电性能以及压电性能进行了研究.通过DSC测试得到陶瓷的预烧温度和烧结温度分别为850℃和1 180℃.XRD结果显示在850℃下合成的陶瓷粉料为单一的钙钛矿结构.随着BaNb2O6含量的增加,材料的弥散性相变使材料又典型铁电体向弛豫铁电体转变,这种行为是由于A离子空位所引起的.BNTBN-x陶瓷的矫顽场也随着BaNbO含量的增加而降低.     

X 射线超反射镜设计、制作与表征

探讨了 X 射线波段超反射镜的设计, 采用了周期膜堆作初始条件加单纯形局域优化和模拟退火全局优化方法, 设计了工作能量为Cu的Kα(8.0 keV)线的不同掠入射角和不同角度带宽的宽角度X射线超反射镜和8~25 keV范围内不同掠入射角和不同能量带宽的宽带X射线超反射镜. 同时, 还系统研究了非周期多层膜超反射镜的制备工艺, 解决了多层膜制备过程中遇到的一些工艺性问题和精确定标的问题, 进行了不同膜层材料对组合的超反射镜制备实验, 成功制备了相应的多层膜样品. 利用高分辨率X射线衍射仪测量了样品的反射率, 所得结果与设计值基本相符.     

负泊松比负热膨胀超材料微结构拓扑优化设计

提出一种拓扑优化设计方法,用于设计同时具有负泊松比和负热膨胀系数的超材料.超材料是人工设计的复合材料,由微米或纳米结构的周期性阵列组成,并具有天然材料难以具备的超常物理性质.基于拓扑优化理论,建立了一个表示多材料微观结构的多相边界的水平集模型,并采用数值均匀化方法来计算微观结构的等效性能,然后通过参数化水平集优化方法实现边界形状的演变和拓扑结构的设计.通过两个数值算例,给出超材料微结构材料分布的优化结果,证明了设计方法的可行性,为实现具备特殊性能的人工材料设计提供了一套系统的设计方法.     

一类差分方程退化不动点的定性性质

研究一类差分方程具有特征值±1的退化不动点附近的定性性质.首先,利用Picard迭代和Takens定理将模型嵌入微分方程的流;然后,利用极坐标变换和去奇化理论得到微分方程在退化平衡点附近的定性性质;最后,利用模型与微分方程的时间-1映射反射的共轭关系得到退化不动点附近的定性性质并进行数值模拟.     

一个具有四翼吸引子的超混沌系统设计与实现

为提高超混沌吸引子的拓扑结构的复杂性,构造了一个新的超混沌系统,对新的系统进行了理论分析和计算机仿真,并设计了一个模拟电路对系统进行实验,实验所得相图与数值仿真一致,是具有四翼吸引子的超混沌系统,从而证明了理论分析和数值仿真的正确性.     

Ge_xSi_（1－x）／Si应变超晶格的质量鉴别

采用分子束外延（ＭＢＥ）方法生长了ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ应变超晶格．利用Ｘ射线双晶衍射、小角衍射和宽角衍射方法测量了超晶格样品的实验衍射曲线．运用Ｘ射线运动学理论和动力学理论，分析、模拟了样品的实验曲线，得到了精确的定量结构参数数据．并根据实验曲线中衍射峰的位置和分布情况对应变超晶格的生长质量做了评价．     

热力羽流的大涡模拟

采用大涡模拟的方法对两无穷大平板间受热形成的羽流进行了数值模拟.控制方程为三维不可压N-S方程组,数值格式采用了高精度的伪谱方法,亚格子模型则采用了TNS模型.首先对槽道流进行了模拟,通过比较大涡模拟和直接数值模拟的结果对此方法进行了验证.随后数值模拟了热力羽流的输运过程,分析讨论了相关的温度场和速度场,并比较了不同Rayleigh数对流动特性的影响.结果表明当Rayleigh数比较大时,热浮力对流动的影响比较大,形成了比较复杂的流动结构.     

无线电能传输中非正定磁介质的部分聚焦效应

对无线电能传输中非正定磁介质部分聚焦效应进行了数值研究.采用印刷电路板掩模蚀刻技术制备平面圆螺旋超材料,在兆赫兹波段,该超材料显示了非正定磁导率.数值模拟了磁偶极子的磁场强度经过空气与非正定磁介质后的空间分布.仿真分析发现,插入非正定磁介质后,在距离磁偶极子一定距离处的观测点,磁场强度得到了很大增强.此研究表明,利用非正定磁介质对倏逝波的部分聚焦效应,可以有效提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的近场区磁场强度.     

Ba_(1-x)Ca_xTiO_3陶瓷的介电性和正电子湮没研究

采用固相反应法制备Ba1-xCaxTiO3陶瓷样品,运用X射线衍射技术进行物相分析,利用HP4294A阻抗分析仪测量样品在室温下的介电特性随频率和Ca2+掺杂量的变化.实验结果表明:Ca2+掺杂可以提高BaTiO3陶瓷的介电常数随频率变化的稳定性,降低BaTiO3陶瓷的介电损耗,随着掺杂量增加,效果就越明显;用正电子湮没寿命谱学的方法研究样品中的结构缺陷与掺杂量的变化关系.分析了样品的微观结构与掺杂量的大小有关.     

完全烧结牙科氧化锆陶瓷延性域铣削的研究

为提高完全烧结牙科氧化锆陶瓷的加工质量,降低加工成本,进行了陶瓷铣削的延性域试验研究. 根据小切削量条件推导得出铣削深度与其它切削参数的关系式,同时根据能量法估算出理论脆延转变临界切削深度值. 进行了不同铣削深度下的铣削试验;利用扫描电镜观测代表不同铣削深度的试样表面形貌,得出陶瓷的实际脆延转变临界铣削深度值. 根据试验的结果,综合运用应力均布效应理论和滑移理论阐释了陶瓷铣削脆延转变的机理. 通过切削力、切削温度、表面粗糙度和表面残余应力的测量和分析,研究了陶瓷延性域铣削的性能. 切削性能研究结果表明陶瓷延性域铣削可行,实现了高质量的表面加工.      

稀土Tb3+掺杂SiO2纳米材料的溶胶-凝胶法制备及发光性能分析

利用溶胶-凝胶技术制备了不同浓度Tb~(3 )掺入SiO_2纳米玻璃材料,并通过对样品的X-射线衍射以及激发光谱、发射光谱的测试来分析研究纳米材料在不同稀土离子掺杂浓度和不同退火温度处理下的材料结构和发光性质.同时,对于Ce~(3 )和Tb~(3 )共掺杂的SiO_2材料的发光性质进行了较为深入的研究,得到了一些新的有趣的实验结果.