轴向磁场作用下平均Taylor涡对湍流脉动的影响

采用基于高精度电流守恒格式的直接数值模拟方法，对轴向磁场作用下导电流体的湍流Taylor-Couette流动进行计算.在等电势边界条件的同心圆筒中，磁场与感生电流引起的反向周向速度分布、以及其对平均流动的影响被揭示出来.采用两种不同的湍流流场平均方法，将湍流中的全部脉动划分为平均流动(Taylor涡)的贡献和湍流的贡献.通过计算不同磁场强度下的湍动能的分布，对比分析轴向磁场对平均Taylor涡流和湍流两种贡献方式的影响.     

双自由度磁悬浮式桥梁振动能量采集器数值仿真和优化

提出了一种能利用桥梁振动能量为传感器持续供电的双自由度磁悬浮振动能量采集器(TMEH),该系统的能量采集效率远高于传统单自由度磁悬浮振动能量采集器(SMEH).推导了TMEH系统的运动控制方程和机电耦合方程;建立了TMEH的多目标优化模型,提出了基于NSGA2算法的能量采集器参数优化设计方法;最后将TMEH和SMEH在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下的响应特性和能量采集效率进行了对比.研究结果表明:1)通过NSGA2算法优化设计,TMEH能获得更宽的采能带宽和更高的输出功率;2)TMEH比SMEH的采能效率有明显提高.在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下,TMEH的输出功率比SMEH增加了约2倍.     

太阳磁场测量

20世纪初太阳黑子中磁场的发现将对太阳的研究从唯象观测带入真正的物理研究。太阳磁场将太阳内部以及各层大气联系在一起，其演化驱动了太阳大气中的各种活动现象。太阳磁场的精确测量对于我们理解太阳物理学中大多数尚未解决的问题至关重要。文章主要回顾了太阳磁场的发现和观测历史，介绍太阳磁场常用的测量方法和当前面临的挑战。     

基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统设计

针对矿热炉三相电极位置精确测量、节能降耗和安全生产的需求,设计一种基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统。首先根据矿热炉的实际构造,结合COMSOL Multiphysics软件,建立矿热炉仿真模型,并对矿热炉磁场进行分析,选取外磁场信号采样点。在选取的采样点,采集具有不同电极位置的矿热炉模型的外磁场信号,建立矿热炉外磁场信号样本集。根据该样本集,应用偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归分析、径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)和粒子群优化RBFNN(particle swarm optimized RBFNN,PSO-RBFNN)分别建立矿热炉三相电极位置检测模型,并结合MATLAB GUI建立基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统。实验结果表明,检测系统的三种模型都可以实现对电极位置的检测,其中PSO-RBFNN模型的效果最优,三相电极位置检测准确率达到94.98%(训练集),90.21%(测试集),均方根误差为0.053 5(训练集)、0.131 1(测试集)。提出的检测系统能够较精确地测量三相电极在矿热炉内的位置,实现非接触式检测,具有较好的实用价值和应用前景。     

半导体制冷器件原理及其应用

在功率较小的温度控制系统中,可以广泛运用半导体制冷,因为它在制冷时,没有污染、可靠性非常强。例如便携式汽车冷暖箱、冷热饮水机、微机芯片的制冷等。本文详细叙述了半导体制冷片(器件)的工作原理、工作过程及其特点,并研究开发了一套以单片机STC12C5A60S2控制为核心,数字式温度传感器,半导体制冷片以及固态继电器配合使用的微机芯片温度检测制冷控制系统。该系统具有很强的实用性和可移植性。     

分子水氧化催化剂及其光电催化分解水研究进展

 总结了近年来基于不同第一过渡系列金属的分子水氧化催化剂，包括贵金属分子水氧化催化剂和非金属分子水氧化催化剂；以及常用的氧化物半导体电极材料，例如α-Fe₂O₃、WO₃和BiVO₄等。概述了目前分子水氧化催化剂在电极表面的负载方式，包括物理吸附方式、共价键结合方式、分子催化剂修饰吸附基团方式、静电作用和π-π堆积作用等。提出构建高效稳定的光致水分解分子器件需要解决的问题，从而实现利用太阳能大规模裂解水制备清洁能源的设想。     

基于核磁共振技术的黄土内部孔径分布对逾渗特性的影响

黄土的逾渗特性作为黄土渗流中比较特别的性质，它涉及到了黄土渗透性突变的特殊问题，其重要性是毋庸置疑的。研究黄土内部的孔径分布对逾渗特性的影响可以为工程中的某些渗流问题提供理论依据与实践价值，然而前人的研究往往忽视了这部分内容。基于此，本文展开了一组原状黄土和两组重塑黄土的试验研究:采用变水头试验分析黄土渗流过程中的逾渗现象，然后利用核磁共振技术对三组试样进行孔隙分布评价，最终分析孔径分布对于黄土逾渗特性的影响。试验结果表明:（1）原状黄土由于原生结构较好，孔隙大小的分布较重塑黄土更为集中，孔径集中在0.011~ 0.11 μm的中孔隙最多；重塑黄土由于丧失了结构性，部分土颗粒会产生黏聚，从而导致土体内的微孔与大孔的比原状黄土多。（2）由于原状黄土孔隙更为集中，内部孔隙更不容易透水，所以更容易达到临界状态从而使得渗透性发生逾渗，原状黄土的临界水头比相同干密度的重塑黄土更高。而重塑黄土则是干密度越大，孔隙率越低，孔隙越小，临界水头越高。试验利用方便快捷的核磁共振技术，首次分析了黄土内部孔径分布对黄土逾渗特性的影响，富有创新性，试验可靠性高，成果可为黄土重大工程的基础建设中的有关渗流问题提供建议。     

强磁场陶瓷结合剂CBN砂轮制备及磨削性能

针对陶瓷结合剂CBN砂轮磨粒取向随机，砂轮强度低的问题，将强磁场引入砂轮制备工艺.制备过程中添加了镀镍CBN磨粒，研究发现，适当磁场强度可以实现镀镍CBN磨粒的偏转；另外，适宜的磁场强度有利于提高陶瓷CBN复合材料的强度，当磁感应强度为6 T时，陶瓷CBN复合材料的抗折强度最高，强度值达到79.5MPa.通过开展磨削试验，证实了强磁场陶瓷结合剂CBN砂轮在磨削钛合金TC4时，其磨削比能略低于普通陶瓷结合剂CBN砂轮的比能，此项研究对提高陶瓷结合剂CBN砂轮性能以及探索新的制备工艺均有现实意义.     

基于漏磁检测的桥梁拉索断丝识别

为实现桥梁拉索漏磁(MFL)检测中低信噪比(SNR)时的断丝识别,提出了基于有效短时互相关(STCC)的损伤识别方法.对拉索进行重复测试并提取对应的信号片段进行互相关分析,通过重新归一化,在短时互相关序列中融入短时能量特征,再结合双阈值法进行断丝识别.制作了含有多种断丝损伤的足尺拉索模型进行漏磁检测试验,基于试验结果验证所提出的方法.结果表明:该方法的损伤判别精度比既有方法提高了15.7%～16.9%,在低信噪比下仍取得了较高的损伤识别精度.