难熔金属钽、钼、钨的高温高压状态方程及声速的第一性原理研究

难熔金属的高压熔化曲线在动-静高压实验之间存在巨大争议,而在发生冲击熔化之前是否存在固-固相变是目前的研究热点问题.本文以3种典型难熔金属钽、钼、钨为例,通过第一性原理晶格动力学方法,计算了钽、钼、钨的声子色散曲线.采用准谐近似的方法,获得了Hugoniot状态方程以及Hugoniot声速.对于钽和钨的声速计算表明,其基态体心立方结构在高压下一直保持其稳定性;而钼的晶格动力学计算表明其基态结构的稳定性在高压下消失,而钼的Hugoniot声速在175–275GPa区域内发生了拐折,这一结果证实了冲击波实验中对于钼的声速测量的结果:在210GPa压力附近声速发生间断.     

声速测量演示实验的设计与实现

数字示波器具有波形触发、存储、显示以及数字存储等功能,利用这些功能将其与计算机连接起来,进行数据处理和结果显示,以达到演示声速测量实验的目的。这样不但便于学生理解实验原理,而且形象、直观。     

180°弯道水槽表面流速分布研究

自然界中河流多是弯曲的,弯道水流结构分析是水力学及河流动力学最重要的课题之一,对河道管理和河流开发利用也有着重要意义.基于粒子跟踪测速(particle track velocimetry,PTV)技术对180°弯道水槽不同流量下的水流表面流速进行测量与分析.试验结果表明:除进口断面,凹岸侧表面纵向流速均大于凸岸侧表面纵向流速,中心线上的表面纵向流速沿程变化相对较小;水流进入弯道后,凸岸的水流开始向凹岸方向运动从而产生横向流速,当水流流过弯顶后,由凸岸向凹岸的横向运动逐渐消失.对比两个流量的流速分布结果,较小流量下表面水流的"顶冲点"发生在弯顶前,较大流量下表面水流的"顶冲点"发生在弯顶后,较小流量下的凸岸侧水流更容易向凹岸方向运动.     

离散滑脱滞后时间法深井气窜速度计算

考虑气体滑脱对气窜速度的影响,从停泵/启泵两阶段中气体的流动特性入手,提出了离散滑脱滞后时间法气体上窜速度计算模型。在多相流气体滑脱速度计算中,提出了时间滑移网格的算法。以四川元坝某井为具体工程实例进行了计算,经现场验证,该模型可满足作业需求。结果表明,采用离散滑脱滞后时间法计算深井气窜速度是可行的;深井段气体处于超临界状态,超临界态气体滑脱现象不严重,对气窜速度影响不大,临近井口段气体滑脱较大;不考虑气体滑脱与考虑气体滑脱相比,气窜速度误差高达76.36%;随停泵时间延长、监测气体显示时间延长、油气层顶界位置上移,迟到时间减小,气窜速度均呈现减小趋势。     

速度谱低端法在MRR 反演雨滴谱中的应用研究

针对微雨雷达(MRR)反演雨滴谱时, 大气垂直气流影响较大(下沉气流达到1 m/s 以上时, 反演滴径的误差超过40%)以及如何剔除垂直气流的问题, 应用速度谱低端法估计垂直气流, 将降水粒子数密度最大处的速度作为速度谱的低端, 并以此计算垂直气流的速度。为了检验这个垂直气流速度对MRR 反演的修正效果, 将与MRR 放置在一起的Parsivel 雨滴谱仪的测量值作为参考进行对比。大雨强条件下修正后的相对误差减小20%左右, 中、小雨强时修正后的相对误差减小10%以上, 说明用速度谱低端法计算的垂直气流可用于修正MRR 的反演。     

超大能力超细全尾砂长距离自流输送临界流速ELM预测

 为准确预测司家营铁矿超大能力超细全尾砂浆体长距离管道自流输送的临界流速,对比传统的BP 神经网络、支持向量机(SVM),建立了以管道直径、物料平均粒径、浆体体重和体积浓度为输入因子,临界流速为输出因子的极限学习机(ELM)预测新模型。研究结果表明,ELM 模型与SVM 模型的相对误差均控制在5%以内,远低于BP 神经网络模型的9.56%。由于隐层节点参数均随机选取且无需调节,使得ELM 算法在隐层节点数为110 和200 时,训练时间仅为0.02 s 和0.05 s,远少于同节点状态SVM 模型的0.04 s 和0.095 s,且隐含节点数越多,训练时间差距越大,运算效率越高。     

超高速武器对地打击效应数值仿真

 以流体弹塑性模型为基础, 采用SPH 无网格方法, 对超高速武器打击花岗岩靶体进行数值仿真分析。结果表明:随着靶速度提高, 将依次呈现固体侵彻、半流体侵彻、流体侵彻3 种现象;出现流体侵彻后, 直接侵彻深度大幅减小并趋向固定值, 总弹坑深度增幅缓慢, 弹体前端形成静高压区, 并伴随以塑性冲击波为主的动应力区;亚音速流体侵彻应力波形为双波结构, 而超音速流体侵彻应力波形与空气冲击波类似为强冲击波, 但衰减指数>2.5, 且着靶速度越高, 衰减越快。     

非均匀电场下功能梯度压电材料板的振动主动控制

针对传统分层压电构件在连接处较容易破坏的问题,使用功能梯度压电材料板中压电材料组分来实现结构的振动主动控制。提出了一个改进的功能梯度材料特性分布方程,该方程由两个参数独立地控制压电材料总体积分数和沿厚度方向的材料梯度分布形式。基于材料特性在横向的梯度变化,推导了非均匀电场下机电耦合系统的运动方程。在振动控制中,使用速度反馈控制方法获得了有效的主动阻尼。在此基础上,研究了压电材料分布类型、梯度分布指数和压电材料总体积分数对功能梯度压电材料板振动控制的影响。结果表明,功能梯度压电材料板中压电材料分布对振动控制效果有较大影响;通过优化功能梯度压电材料板控制电压的施加位置,可以获得良好的振动抑制效果。     

福建陆缘壳、幔异常结构与深部热储潜能分析

中国东南陆缘福建省境内地热资源丰富,近地表主要属于中、低温和中温水热存储。这种清洁的绿色资源如何有序规划与高效利用是福建地域可持续发展并在一定程度上替代部分化石能源所必须面对的重要课题。通过地球物理场和壳幔介质物理属性与结构环境分析和研究提出:(1)福建省大量的浅层水热资源在发展地方经济和民用中可形成一个中、低温及中温长期利用的网络平台;(2)探查福建陆缘地域地下是否存在热岩体乃能否有效替代部分化石能源的核心;(3)福建热田区地球物理边界场响应和壳幔介质属性与空间结构是探索与厘定地下热能能否稳定、安全、可靠和长期供给的基石;(4)漳州盆地深部可能存在干热岩的背景和边界条件。     

平面波作用下浮体的有阻尼强迫振荡研究

采用线性波理论和特征函数展开法,在平面入射波条件下,求解了由于圆柱体作垂向运动(垂荡)时的辐射速度势和圆柱体固定不动的绕射速度势,推导了附加质量、阻尼系数、水波激励力表达式,进一步推导了垂荡运动响应表达式。最后分析了垂荡运动产生共振现象的条件。数学计算表明圆柱体的半径同其浸入深度的比值与圆柱体垂荡运动产生共振现象相关,只有这一比值小于一特定值才会发生共振现象,随着这一比值的减少,共振峰值急剧地增大。