EAST自举电流条件下离散阿尔芬本征模

针对先进实验超导托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)装置,本文研究了自举电流和由气球模驱动势阱捕获的离散阿尔芬本征模(α-Induced Toroidal Alfvén Eigenmode,αTAE,α是等离子体压强梯度的标度)的联系;在自举电流条件下,高能量粒子激发αTAE为不稳定模式的情况.理论分析可得自举电流密度大的位置往往存在较大的等离子体压强梯度,而大的等离子体压强梯度很可能诱导产生αTAE.运用磁流体力学模型探讨了在自举电流条件下αTAE存在的特点,发现在小半径方向上自举电流密度较大的区间,集中存在αTAE;运用磁流体力学与回旋动理学混合模型探讨了αTAE被高能量粒子激发为不稳定模式的情况,发现在中性束注入加热等离子体和驱动等离子体电流条件下,当托卡马克中的高能量粒子和αTAE满足波粒共振条件时,αTAE都会被高能量粒子激发为不稳定模式.     

脉冲激光沉积纳米Si晶粒气相生长的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟方法,引入粘连成核模型,模拟了脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒的气相成核与长大过程,并研究了初始烧蚀Si粒子总数对纳米晶粒尺寸和密度分布的影响.研究结果表明:随着初始烧蚀Si粒子总数增大,纳米晶粒数目增多,尺寸分布变宽,Si晶粒尺寸分布近似满足幂函数衰减规律.给出了烧蚀粒子和环境气体密度随时间演化图,所得结论可为进一步研究纳米晶粒生长动力学提供理论依据.     

复杂应力条件下饱和南京细砂门槛剪应变特性

利用GDS空心圆柱扭剪(HCA)仪,对相对密度Dr=50%的饱和南京细砂进行三向非均等固结条件的循环扭剪试验,研究初始主应力方向角(αo)、初始偏应力比(ηo)、初始平均有效主应力(po)和初始中主应力参数(bo)4个初始固结应力参数对门槛剪应变(γt)的影响.研究结果表明:当其余的3个初始固结应力参数不变时,γt随着任一参数η0po、或bo的增大而增大;αo对γt的影响较大,且当αo从0°到45°的增大过程中,γt逐渐变小;当αo从45°增大到90°的过程中,γt逐渐变大;当αo≈45°时,主应力方向对γt的影响起主导作用,偏应力比的影响被弱化.     

跃移雪颗粒运动特性的数值模拟研究

运用拉格朗日方法,根据雪颗粒的运动机理,对单个跃移颗粒运行轨迹进行了数值计算.同时,结合颗粒的受力特征,对影响其运动的一些参数,如粒子直径、摩擦速度和颗粒密度等进行了分析.结果表明,随着雪颗粒直径或雪粒密度的增大,粒子竖向受力与重力之比减小,粒子的跃移高度则随之增大;而当粒子起跳速度不同时,水平方向受力与重力之比的变化规律也表现不同,进而影响其水平方向的跃移长度.基于经验公式,建立了雪面侵蚀质量通量与跃移粒子数目之间的关系,计算了雪颗粒质量传输率,并与经典文献的计算方法进行了比较.结果显示,随着雪颗粒直径和摩擦速度的增大,粒子质量传输率随之增大;随着阈值摩擦速度增大,粒子质量传输率随之减小.所得计算结果与Iversen经验公式吻合较好.     

陇东地区非饱和黄土广义土水特征曲线试验

为研究陇东地区非饱和黄土广义土水特征曲线,利用非饱和土三轴仪,研究初始干密度和净平均应力对非饱和黄土土水特征曲线的影响.结果表明:基质吸力相同时,试样的含水率随着净平均应力的增大而减小;初始干密度越大,试样减湿率越小,最终含水率越大.利用van Genuchten模型对试验数据拟合发现:残余体积含水率θ_r随着净平均应力的增大逐渐减小;拟合参数α和n随净平均应力的增大数值变化不是很大;初始干密度对土水特征曲线的影响主要表现在参数θ_r和参数α上,而参数n受其影响不大.     

低频(2,1)模磁扰动下CFETR高能α粒子的损失研究

针对中国聚变工程试验堆(Chinese fusion engineering test reactor,CFETR)的正常磁剪切平衡位形,采用测试粒子模拟方法,研究了存在磁流体动力学(Magnetohydrodynamics,MHD)低频(2,1)模磁扰动条件下CFETR聚变产物高能α粒子的损失规律。模拟结果表明:在无磁扰动时,α粒子的损失率很低,但在有磁扰动时,α粒子与(2,1)模发生了强烈的相互作用,α粒子的损失率随着(2,1)模磁扰动幅值的增大而显著增大,损失的α粒子的初始位置主要集中在(2,1)模中心位置附近,初始位置分布在靠近磁轴芯部区域的α粒子没有损失,所有损失的α粒子几乎都是从等离子体赤道面以下飞出。     

基于遗传算法的改进粒子滤波算法

针对粒子数量和质量对粒子滤波(Particle Filter,PF)的退化问题具有重要影响,从大量采样粒子中采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)获得采样重要性重采样粒子滤波（Sampling Importance Resampling Particle Filter,SIRPF）的初始粒子,改善初始粒子质量,并保证其随机性和统计性.在车辆定位仿真中,采用定位精度、滤波发散次数和计算时间为指标对改进的遗传 粒子滤波算法GA SIRPF和传统SIRPF进行比较.结果表明,GA改进了初始粒子质量,减少了粒子退化可能性,提高了系统定位精度.     

壁处理对HT-7托卡马克欧姆放电时自举电流的影响

分析了HT-7托卡马克壁处理前后欧姆放电时的自举电流占总等离子体电流比例的变化情况.壁处理以后,等离子体的密度分布变宽,等离子体压力梯度在边界较大,边界的电子温度比壁处理前高,从而碰撞频率降低,使得自举电流成份比例从壁处理前的小于5%增大到百分之十几.这一变化解释了壁处理后稳态放电时,等离子体电流可以轻松放大且等离子体电流分布变宽的现象.     

p-24Mg弹性散射对24Mg原子核的α粒子结构的检验

基于24Mg原子核的α粒子结构观点,利用已知的通过拟合电子散射实验得出的24Mg原子核基态电荷分布密度,得到24Mg原子核基态α粒子分布的形状因子.在Glauber多重散射理论框架下对入射能量为800 MeV的p-24Mg弹性散射微分截面进行了研究计算.理论计算结果给出了合理的p-24Mg弹性散射截面角分布曲线,但截面量值与实验数据有一定的偏离.计算结果表明,本文基于24Mg原子核的α粒子结构观点得到24Mg原子核基态α粒子分布的形状因子有一定的合理性,但仍需进一步通过各类散射过程对24Mg原子核的6α、16O+α+α等结团结构进行比较研究,深入研究分析24Mg原子核的α结构特性.     

随钻中子伽马密度测井的双源距含氢指数校正方法

针对中子伽马密度测井中利用单探测器信息进行含氢指数校正计算密度结果的不稳定问题,开展双源距含氢指数校正方法研究;采用蒙特卡罗方法模拟热中子、伽马分布与密度和含氢指数的响应规律,建立热中子、俘获伽马以及氢俘获伽马计数比进行含氢指数校正的密度计算模型,对比不同粒子含氢指数校正效果以及井径、矿化度的影响。模拟结果表明:含氢指数校正后密度准确度明显改善;其中,热中子含氢指数校正后的密度精度和准确度最高,氢俘获校正密度准确度略高于俘获伽马,但其密度精度远小于热中子和俘获伽马。双源距含氢指数校正密度误差随着井径和地层水矿化度的增大而增大;其中,热中子校正受井径和矿化度影响最小,氢俘获和总俘获伽马校正方法受影响较大。研究结果为随钻测井准确计算中子伽马密度提供了校正方法。     

Tokamak等离子体不同运行模式下产生的自举电流

在给定等离子体密度分布下，从电子、离子的能量方程出发，根据不同运行模式下等离子体的热传导率，分别求出了常规剪切L模式和H模式下，以及中心负剪切模式下等离子体电子、离子的温度分布；再根据自举电流产生机制，分别求出了这些运行模式下的自举电流分布，结果表明：在常规剪切模式下，产生自举电流比较小，特别是在L模式下的自举电流更小；在中心负剪切模式下，产生了较大的自举电流，特别在等离子体边缘区域，自举电流大于所要求的电流分布；由于等离子体中心区域自举电流比较小，为了满足等离子体平衡要求，非感应电流驱动是必不可少的。     

裂变优选重采样粒子滤波算法

重采样在缓解粒子退化的同时带来了粒子贫化问题,针对这种情况,提出一种裂变优选重采样方法。在需要进行重采样时刻,提取出有效粒子,该时刻有效粒子对应于上一时刻的粒子确定为裂变父代粒子,裂变子代粒子数正比于各有效粒子权值,将子代粒子进行一次滤波迭代,根据该时刻量测值和权值公式计算每个子代粒子的权值,选择权值大的粒子覆盖该时刻的无效粒子。蒙特卡罗仿真表明:与裂变自举粒子滤波、随机重采样粒子滤波相比,滤波精度更高,有效粒子数增加,而且重采样后粒子退化速度变缓。     

非水溶液四氢呋喃有机体系铜基电镀铝的研究

主要对AlCl3和LiAlH4溶于四氢呋喃有机体系镀层的表面形貌、电镀参数、温度以及镀层的厚度进行了研究.结果表明:当电流密度或电压低时,核密度低,形变能是控制颗粒形状的主要因素,析出铝颗粒呈碟状;当电流密度或电压高时,核密度高,表面能成为主导因素,铝颗粒呈球状.实验结果还表明,电流密度或电压是影响形核密度和颗粒形貌的关键因素.采用此方法可以获得平滑、光亮、致密与基体附着良好的镀层.     

电流对金属超塑性变形中晶内位错形态的影响

在7475铝合金超塑性变形过程中沿拉伸方向对试样通以脉冲电镜，对变形后试样的透射电镜观察发现晶内位错呈顺电子流动方向排列的形态，而且位错密度有增加的迹象，分析认为这种位错形态的产生源于由脉冲电流而引起的电子风对位错段产生的一个类似于外加应力的电子风力，此力促进了位错的运动。由于大部分位错被合金中的沉淀相粒子钉扎住，因此位错的自由端在电子风力的推动下绕沉淀相粒子转动，直至位错线与电流方向平行，另外电子风力也会促进被阻塞在沉淀相粒子处的位错团的移动，从而促进了晶内位错的增殖，提高了位错密度。     

镀液流速对复合电沉积的影响

通过对Ag-MoS_2复合镀层在氰化物镀液中电沉积的研究,定量测定了镀液流速、微粒在镀液巾的悬浮量以及阴极电流密度对MoS_2微粒与Ag共沉积的影响。发现复合镀层中MoS_2含量是镀液流速、微粒悬浮量及电流密度的函数,并由此提出了能比较满意地反映在该复合共沉积体系中微粒共沉积量与镀液流速、微粒悬浮量和电流密度间关系的数学模型。     

泡沫镍基Ni-S-Co涂层电极在碱性介质中的电催化析氢性能

以泡沫镍为基体采用电沉积法制备非晶态Ni-S-Co合金涂层电极。以扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)观察表面形貌和微观结构,电化学测试方法分析涂层的电化学行为。结果表明,所获得的镀层为非晶态结构,表面颗粒细小且具有丰富的表面积;非晶态Ni-S-Co合金电极的析氢催化性能较好,与Ni和Ni-S电极相比具有较低的析氢过电位、较高的交换电流密度和较低的表观活化能;经过KOH碱溶液活化处理后,镀层表面颗粒变细,活性表面积增加,析氢性能有所增强。     

Fe－SiC复合镀的工艺研究

研究了采用氯化亚铁为主盐，悬浮Ｓｉｃ微粒的低温直流复合镀工艺．详细介绍了镀液中ＳｉＣ浓度、镀液主盐浓度、镀液温度、镀液ｐＨ值、阴极电流密度及搅拌间歇时间等工艺参数对复合镀层中ＳｉＣ含量的影响，并以复合镀层性能，如结合强度、硬度、耐磨性等为考察参数，确定了Ｆｅ－ＳｉＣ复合镀层中ＳｉＣ的最佳含量．     

低杂波电流驱动托卡马克运行参数空间研究

利用CSD模型分析了粒子流和热流相空间中低杂波电流驱动托卡马克装置的运行参数空间,详细研究了边缘杂质辐射、边缘抽送气和芯部自举电流对托卡马克运行参数空间的影响.结果表明,边缘区域高杂质辐射、中性气体送气和芯部等离子体自举电流都有利于改善托卡马克运行参数空间.     

Electrophoretic assembly of colloidal crystals with optically tunable micropatterns

The production of materials with micrometre- and submicrometre-scale patterns is of importance in a range of applications, such as photonic materials, high-density magnetic data storage devices, microchip reactors and biosensors. One method of preparing such structures is through the assembly of colloidal particles. Micropatterned colloidal assemblies have been produced with lithographically patterned electrodes or micromoulds. Here we describe a different method that combines the well-known photochemical sensitivity of semiconductors with electric-field-induced assembly to create ordered arrays of micrometre-sized colloidal particles with tunable patterns. We show that light affects the assembly processes, and demonstrate how to produce patterns using electrophoretic deposition in the presence of an ultraviolet (UV) illumination motif. The distribution of current across an indium tin oxide (ITO) electrode can be altered by varying the illumination intensity: during the deposition process, this causes colloidal particles to be swept from darkened areas into lighted regions. Illumination also assists in immobilizing the particles on the electrode surface. Although the details of these processes are not well understood, the patterning effects of the UV light are discussed in terms of alterations in the current density that affects particle assembly on an ITO electrode.     

用阴极沉淀法制备超细金属氧化物粉体

针对超细氧化物粉体制备条件苛刻、体系复杂等问题,对阴极沉淀制备氧化物方法进行研究。采用自制的以阴离子渗透膜为隔膜的两室电解装置,在阴极电流密度为50~150 A/m2时,对热解Ti3+、Mg2+及两复合离子的阴极沉淀物进行对比分析实验,探讨分散剂、电流密度、溶液pH值等因素对氧化物形貌和粒度的影响。结果表明:三种沉淀均能得到粒度较均匀的超细氧化物,易于水解沉淀得到的TiO2粒度随电流密度增加变化不明显,经过热解氢氧化镁得到的MgO,其粒度随电流密度增加呈增大的趋势,而复合离子氧化物的粒度更接近同条件下得到的MgO粒度。添加分散剂前后制备的氧化物颗粒形貌未见明显变化。该方法具有一定的通用性,通过金属离子沉淀、热解可以得到粒度较均匀的超细氧化物。