微型电推力器的研究与发展

随着微型卫星技术的迅猛发展,为了满足微型卫星各种飞行姿态变化的任务要求,兼具功能性和高可靠性的微推进技术,特别是微型电推进技术已经成为微型卫星发展的迫切需求。近年来,自由分子流微电热推力器、射频电容耦合放电微推力器、微射频离子推力器、微腔放电推力器、场致发射电推力器、微胶体推力器和微波激励微等离子体推力器等微型电推力器研究势头良好,已完成工程样机研制,有望于若干年内实现空间应用。     

用于大气环境中的氮等离子体枪放电特性及束流强度

为将等离子体用于材料表面局部处理的研究,对自行设计的一种用于大气环境中的辉光放电氮等离子体枪的放电特性和束流强度进行了实验测量和理论分析,得出了放电伏安特性曲线和气流量对枪炬工作电压电流的影响,分析了其原因,并给出了拟合解析方程式,发现工作电压和工作电流分别与气流量成e 指数增长和e 指数衰减关系;同时得出了该等离子体枪束流先膨胀后收缩特征分布,在束流喷出5mm处达到最大作用面积,找到了得到最佳强度气流量值0 2m3/h,给出了有关的机理分析,进而得出制备样品的最佳条件·     

离子聚合物金属复合材料电致动特性数值模拟

基于ANSYS参数化开发平台,通过编制龙格-库塔算法用户子程序求解离子浓度偏微分方程,采用温度场模型等效模拟水分子重新分布引起的机械变形,制定分析流程,对离子交换膜金属复合材料(IPMC)的电致动特性进行了数值模拟.研究了在外加电场作用下,Na 迁移运动规律与IPMC变形过程特征,通过结果比较证明了所提出方法的正确性.     

用于大气环境中的氮等离子体枪束流模拟

为了对等离子体应用设计提供依据,在局部热力学平衡条件下,应用差分网格法,通过解RNGk-ε方程模拟了用于大气环境中的氮等离子体枪的束流,得到了与实验测得的基本一致的等离子体束型.计算了不同气体流量条件下等离子体束流的温度场,并通过描绘等离子体束流中温度为600 K的边界得到了等离子体束型.结果表明:当流量F0.8 m3/h时,等离子体束型分布趋于稳定,此时能够为等离子体的应用提供较好的离子源.等离子束径在7~8 mm处达到最大,此处应为等离子体应用的最佳范围.     

对离子光学系统数值模拟算法的分析

介绍了对离子推力器光学系统中的屏栅和加速栅区域进行数值模拟的基本思想,集中分析了目前常用的两种算法：OPT算法和igx算法.最后对两种算法进行比较并得出结论.     

基于离子回旋共振有质动力加速的螺旋波推力器的原理研究

基于离子回旋共振有质动力加速(ICR/PA)的螺旋波等离子体推力器为一种先进概念的无电极推力器,具有无电极烧蚀、比冲高、寿命长的优点,在未来的深空探测和卫星的动力系统中具有广泛的应用。分析了该推力器的结构组成、工作原理、发展现状,并利用准线性理论推导了基于ICR/PA加速方式的离子获得能量的过程,给出了推力计算公式。理论分析结果为后续推力器的设计提供指导。     

污水生物处理工艺对重金属离子的去除特性分析

以福州市A、B两座污水处理厂为研究对象,Mn、Fe、Ni、As、Cr为检测项目,对各重金属元素的去除特性与去除机制进行分析讨论.研究结果表明:1两座污水处理厂进水重金属离子污染情况不严重,仅Mn、Fe含量略高,可能与福州地区环境背景有关;2以A/O工艺作为生物单元的A污水处理厂对重金属离子的去除率在49.3%(Mn)至93.1%(Fe)之间,以CASS工艺为主的B污水处理厂去除率整体上劣于A污水处理厂,各重金属离子的去除率在28.5%(Mn)至88.2%(Fe)之间;3在城市污水生物处理过程中,重金属去除主要依赖于生物单元,物理单元的去除作用不显著;4预测两座污水处理厂对各重金属离子的去除能力为0.03~18.10 kg·d-1.     

复合材料板弯扭耦合特性数值模拟

为研究复合材料风机叶片弯扭耦合特性,将风机叶片简化为对称非均匀复合材料层合板,研究不同的耦合区域对弯扭耦合效应的影响.在复合材料层合板不同区域对称铺设相同纤维角度的增强板.分析在集中静力荷栽作用下,层合板的静态弯扭耦合特性;结合模态分析方法,利用模态置信准则(MAC),定量分析不同位置耦合层合板的弯扭耦合动态效应.结果...     

氩离子等离子体源离子注入的数值模拟

应用PIC-MCC方法模拟了氩离子等离子体源离子注入过程,考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,模拟了不同电压、不同气压及不同等离子体密度下氩离子到达靶表面的能量分布和入射角分布,讨论了碰撞对能量分布和入射角分布的影响.     

有关离心模型试验的路桥变形耦合特性数值模拟研究

路桥在变形特性方面是存在差异的,这就对行车的安全性造成了影响,因此,如何完善不同结构物连接处的过渡段设计是工程设计者普遍关注的问题。该文通过建立路桥过渡段三维数值分析模型,对计算结果和离心模型试验的结果进行分析,对路桥变形耦合特性进行了研究,并得出了相关结论。     

高频离子源物理参数对离子束性能的影响

作者从静电加速器用高频离子源的结构出发,通过实验台上的调试,测试并分析了振荡器板压、气压和引出电压对离子束性能的影响.结果表明,在575 V板压、7.7×10-4Pa气压、1.6 kV引出电压和21 kV聚焦电压的状态下,可得到束流为169μA、质子比为88%的稳定离子束.     

中子管离子束系统

对国内研制使用的测井中子管离子束系统作了理论分析，并讨论了与此有关的中子管性能。     

电感耦合式射频离子源放电与引出特性实验

为研究电感耦合式射频离子源性能受离子束流、功率强度、工质流量和栅间电压的影响,以束流直径11 cm射频离子源为对象,完成了射频离子源点火起弧关键物理参数的设计和选择,设计并搭建了电感耦合式射频离子源性能试验系统,通过试验研究了射频放电中离子束流、射频功率、工质流量、栅间电压之间的规律。结果表明:射频离子源试验系统设计合理,能够可靠稳定地工作,真空度低于1. 0×10~(-3)Pa的氩工质条件下离子束能量大范围独立可调,在100～1 500 eV范围引出80～460 mA的离子束流,当工质流量一定时,离子源离子束流随射频功率的增大以1 mA/W比率增加,射频功率一定时,离子源束流强度随工质流量增大,在20 sccm时,离子源束流强度至稳定值或者略微增加,合理控制离子源工作参数可以提高离子源工作性能和效率。     

束参数对离子束溅射法所淀积非晶硅电特性的影响

本文论述了用离子束溅射淀积非晶硅(a-Si)和氢化非晶硅(a-Si:H)的方法,提供了加速电压和衬底位置改变对薄膜暗电阻率的影响结果,通过有关淀积工艺条件的研究,得出了一些有用的结论。     

粘弹性基础上的粘弹性梁的动力特性

本文在线性粘弹性的范围内,研究了粘弹性基础上的粘弹性梁的动力特性。建立了适合于各种粘弹性模型的普遍动力学方程;通过拉普拉斯变换,导出了普遍形式的本征方程并且给出了一些模型及其组合情况下的具体形式。得到了基础和梁均为 Kelvin-Voigt 固体情况下的固有频率和模态阻尼比的解析式,并讨论了其过阻尼问题。对基础和梁均为标准线性固体(SLS)情况,进行了数值计算,并对计算结果进行了详细分析和讨论。     

索-混凝土组合梁结构自振特性

针对索-混凝土组合梁这一新型结构体系,应用ANSYS有限元软件进行自振特性分析,求出结构的自振频率及相应的振型。而后对索—混凝土组合梁结构的各项参数（包括索截面面积、索初始应变、梁跨度、刚性杆高度）进行了分析,研究其对结构自振特性的影响。研究发现：索—混凝土组合梁结构较柔,刚度偏弱,基频较小;索截面面积对结构自振特性影响不大;索初始应力主要影响结构的前几阶振型;随着梁跨度的增大,结构的频率明显减小,结构变柔,刚度变小;刚性杆的高度主要影响结构的前几阶振型,在实际工程应用中,刚性杆的高度以0.5～0.7 m为宜。     

强流脉冲离子束与钛靶相互作用数值研究

简要讨论了强脉冲离子束与钛靶相互作用的理论模型,选取特定参数,应用数值计算的方法模拟计算离子能量为100 keV、300 keV和450 keV的H 、C 离子束与钛靶相互作用,给出了钛靶在辐照后离子浓度-深度分布、能量梯度分布等模拟计算结果.H 与钛靶相互作用过程中的能量损失在钛靶内部出现峰值,然后迅速减少为零,而C 在钛靶表面沉积较多的能量.     

部分浸入水中弹性支承Timoshenko梁动力特性

研究了部分浸入流体中自由端具有集中质量块的等截面弹性支承Timoshenko悬臂梁横向振动的固有频率和振型特征.考虑梁横截面转动和剪切变形以及集中质量块引起轴向压力的影响,建立了支承处弹性水平位移约束和转动约束耦合情形下悬臂梁横向自由振动的数学模型.由于集中质量块的惯性力和惯性矩,此模型的边界条件与振动频率相关.推导了Timoshenko梁的频率方程和振动模态的广义正交条件.数值研究了集中质量块质量、转动惯量、质心距以及弹簧刚度系数等参数对Timoshenko悬臂梁固有频率的影响.数值结果表明：由于横截面转动和剪切变形效应的影响,相比于Euler-Bernoulli梁模型,Timoshenko梁的固有频率减小,对高阶频率的影响尤为显著;弹簧刚度耦合项的增大将减小梁的固有频率;轴向力的增加将减小梁的低阶固有频率,但对高阶固有频率的影响不大.     

聚焦离子束无掩膜注入单晶硅离子浓度深度分布的研究

随着聚焦离子束(focusedion beam,FIB)无掩膜微细加工能力的迅速发展,结合精确定位能力,FIB已成为新型且出色的纳米制造工具.对FIB无掩膜注入单晶硅衬底的注入效果与离子束流、注入剂量的关系进行研究发现,以固定能量注入的离子,当注入剂量恒定,离子浓度随深度的分布与离子束流大小无关;当离子束流恒定,注入离子的表面浓度随注入剂量的增加而增加,但是由于FIB注入的同时会刻蚀材料表面,注入剂量达到饱和值后,会造成材料一定程度的减薄.