40 kW热离子月面堆电源堆芯方案研究

针对月球科研站的用电需求,笔者开展了电功率为40 kW、寿期为10年,以氢化钇为慢化剂的热离子月面堆电源堆芯方案的研究。对该型反应堆的温度效应、燃耗效应、慢化剂氢泄漏效应以及临界安全特性进行了分析研究。经综合分析和权衡研究,给出了经过优化的堆芯布置方案。计算给出了堆芯的临界参数、各种反应性效应、反应性平衡、特殊临界安全特性以及堆芯热工特性。结果表明：堆芯方案设计满足物理、热工的要求。     

电场对暴时低纬电离层foF2变化的影响

电场在低纬电离层的演化过程中扮演着重要角色. 以2003年10～11月的两次强磁暴事件为例, 分析105°E附近由赤道区域扰动电场引起的等离子体输运对低纬指定区域内电离层的影响, 并用电离层模型SAMI2进行数值模拟. 研究表明, 电场能引起电离层foF2的复杂变化. 在2003年11月19～24日孤立磁暴事件中, 扰动电场在电离层暴初期起主导作用, 向上和向极漂移的等离子体造成赤道异常峰南侧海口站电离层负暴和北侧重庆及兰州站正暴. 在2003年10月28日～11月2日连续磁暴事件中, 电离层暴初期以电场影响为主, 随后电场和中性扰动成分共同作用于电离层, 表现出复杂的暴时变化. 电场扰动能迅速引起电离层的响应, 只是后者能维持较长时间. 上述结果对区域电离层短期预报具有重要意义.     

高压脉冲电场对反相离子对色谱中溶质保留行为影响的研究

设计出能同时引进纵向电场与横向电场的色谱柱和高压脉冲电路,以０．００２ｍｏｌ／Ｌ四丁铵盐－甲醇为流动相,研究了不同方向、不同大小的高压脉冲电场对反相离子对色谱中溶质保留行为的影响     

晶体电场对离子自旋─轨道耦合参数的影响

晶体电场对三价稀土离子自旋─轨道耦合参数有影响，是人们长期怀疑但尚无人作过定量分析与计算的问题．本文从相对论Ｄｉｒａｃ方程式给出的电子自族─轨道耦合参数表达式出发，以稀土氯化物为例，首次详细计算了晶体电场对稀土离子（Ｃｅ３＋、Ｐｒ３＋、Ｎｄ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｄｙ３＋、Ｅｒ３＋、Ｙｂ３＋）４ｆ自旋─轨道耦合参数贡献的相对大小．计算结果表明：晶体电场对电子自旋─轨道耦合参数的贡献至多占稀土离子核库仑场贡献的万分之一，因此可以忽略不计．寻找电子自旋─轨道耦合参数实验值与理论值差别的途径，应该从离子的电子结构本身着手来研究．     

轴向电场对纳米管道中溶液离子径向分布的影响

用分子动力学模拟的方法,研究了轴向外加电场强度对圆柱形纳米管道中NaCI溶液离子径向密度分布的影响.仿真结果表明,纳米管道两端的外加电场强度增大时,系统的瞬时动能增加.离子获得较大的径向动能就可以克服所在位置势能束缚,运动到使原来浓度峰值减小的径向位置,以保证系统的自由能减小,从而导致离子径向浓度峰值变小.壁面电荷密度越小,离子受到壁面电荷的束缚就越小,这一现象越明显.由于离子的径向分布对电渗流有直接影响,因此这一仿真对电渗流的理论研究和利用外电场实现离子分离的纳流体器件的设计具有重要的参考价值.     

电场分布对静电纺丝纤维直径的影响

为了研究电场对静电纺丝纤维直径的影响,设计两种具有不同电场分布的单针头和辅助板静电纺丝装置,采用聚氧化乙烯(PEO)为原料,在两种纺丝装置中,分别设计不同纺丝电压、纺丝接收距离和纺丝流量参数下的对比试验.并用Maxwell软件模拟纺丝装置中的电场强度分布,结合试验结果说明电场分布影响静电纺丝的纤维直径,从而得出在均匀电场中所纺丝的纤维直径较小.     

脉冲电场对取向硅钢磁性能及织构的影响

采用硅钢自动测量装置及X射线衍射仪检测出样品在实验前后的磁性能参数和织构强度.结果表明:较低的电压、9 Hz、较长的处理时间以及退火温度为650℃有利于增高铁损降低比例;较低的电压、较高的频率以及退火温度为650℃有利于增加磁感应强度增高比例.最佳的提高磁性能的实验参数是:频率为9 Hz,电压为500 V,处理时间为6 min,退火温度为650℃.通过织构分析可以验证:取向硅钢磁感应强度的变化取决于{110}<001>晶粒取向度值,而{110}<001>取向度值可看成是一个反映总体平均偏离角大小情况的综合值.     

电场均匀性对三孔和三针头静电纺丝的影响

为了研究电场分布对静电纺丝纤维直径的影响,设计一种以孔代替针头的平面三孔静电纺丝装置,与传统三针头静电纺丝装置进行对比试验,同时用Maxwell软件对两种静电纺丝装置的电场分布进行模拟.试验与模拟结果表明:以孔代替针头的纺丝装置中的电场分布更加均匀,所纺纤维直径更小且分布更加均匀.     

非均匀电场对火焰传播速率的影响

在定容燃烧装置上,通过改变加载电压和电极结构形成了不同的非匀强电场,由此研究了电场对预混层流火焰形状和传播速率的影响.结果表明:在非均匀电场下,尖-网电极对应的火焰形状发生了显著变化,尖-柱电极对应的火焰形状变化较小;受离子风的影响,沿电场方向的火焰水平方向传播速率增加,加载电压越大,火焰水平方向传播速率增加得越多;当加载电压为-5 kV、-10kV、-12 kV时,尖-网电极对应的水平方向平均传播速率分别增加了10.4％、23.7％、34.1％,尖-柱电极对应的水平方向平均传播速率分别增加了2.5％、7.5％、8.8％;加载电压相同时,尖-网电极比尖-柱电极对应的火焰水平方向传播速率增加得更多.     

月壳厚度横向变化对月震波传播影响的数值模拟研究

采用基于交错网格的二维伪谱与有限差分混合的方法, 根据现有的月球结构研究结果, 设计月壳?月幔分界面起伏的模型, 模拟浅震和深震月震波在不同起伏高度、宽度和位置情况下的传播, 讨论不同起伏高度、宽度和位置对月震信号传播的影响, 揭示月壳厚度横向变化对月震波形成强烈尾波的作用。结果表明: 起伏高度起主导作用, 主要影响尾波振幅和持续时间; 起伏宽度主要影响尾波振幅; 起伏位置的影响机制较为复杂, 不仅影响直达波到时, 还影响尾波振幅和持续时间。     

不同高压脉冲电场条件对小球藻破壁的影响研究

采用响应面法(box-behnken)对影响小球藻破壁的4个因素(处理时间、脉冲场强、脉冲频率和脉冲宽度)进行了研究。通过对试验数据进行方差分析和多项式回归,建立了拟合度良好的模型(模型显著,失拟项不显著,R~2=0.980 3,R~2_(adj)=0.957 3),发现处理时间和脉冲场强对小球藻破壁的影响达到了极显著(P0.000 1),其他两个因素影响不显著(P0.05)。模型预测的最高破壁率和试验验证的值分别为72.51%和71.97%±1.65%,对应的条件为处理时间68.96 min、脉冲场强15k V/cm、脉冲频率1 500 Hz、脉冲宽度6μs。固定处理时间为60 min、脉冲频率为1 500 Hz、脉冲宽度为6μs,求解破壁率为100%时的脉冲场强,为18.45 k V/cm,可作进一步研究参考。     

高压脉冲电场对毛发染色效果的影响

为了研究高压脉冲电场对毛发染色效果的影响,试验以18～28岁年龄段人群的黑色头发和染发剂为试材,以染发后毛发的RGB(red green blue)模型提取值作为响应值,并采用等响应面试验法设计试验,以构建和分析高压脉冲电场的电场强度、脉冲宽度以及脉冲个数对毛发染色效果影响的数学模型和机理。试验结果表明：高压脉冲电场同时处理头发和染发剂后最高可提升RGB参数中的蓝色通道值B为3.7%,对应的最优化工艺化参数为：电场强度1 125V/mm、脉冲宽度175μs、脉冲个数52个。因此,高压脉冲电场对头发和染发剂进行处理后再进行染色可改善着色效果,并为毛发染色工艺优化奠定一定基础。     

磁刺激作用下感生电场对网络同步的影响

磁刺激作为一种无侵入式的物理技术,在治疗某些精神疾病方面取得了一定的发展．但是由于对磁刺激和大脑之间的相互作用机制的认识不清,极大限制了此技术的发展．磁场对脑部的影响体现在其产生的感应电场可以调节神经网络的活动．在基于模型的基础上研究了磁场刺激作用下的感生电场对神经元及其网络的影响．在对直流感应电场的分析中,研究了电场强度、突触电导以及网络规模对网络同步的影响,并发现由抑制性中间神经元所组成的网络只能产生在gamma频段（30～80Hz）内的同步振荡;在对交流感应电场的分析中,发现只有当神经元处于单周期放电模式时才能产生同步的网络振荡．研究结果解释了感应电场对神经元及其网络的作用规律,有助于推动以磁刺激为核心技术治疗某些精神疾病的有效手段的进一步发展．     

海气耦合方式对月尺度气候模拟场的影响

将一个海洋表层流模式与ｐσ混合坐标系球带大气模式耦合，进行了三种月尺度的海气耦合试验，讨论了海气耦合方式对模拟结果的影响.表明，在一个月的时间尺度内，海温的变化主要受大气和海洋间的热交换影响，海流的影响是次一级的.因此，无海流的海气耦合方式足以描述月尺度的海温变化.但海流引起的海温对月尺度气候场的模拟特征还是有影响的，特别是东半球的夏季风系统有较敏感的响应.     

超声震荡与电场对冰升华法制备NaNO2纳米粒子的影响

将常规冰升华产物NaNO2纳米粒子在乙醇分散剂中超声震荡, 使小晶粒重新组合, 形成更稳定的方形聚集体, 并在冰升华过程中, 施加一个0.5 kV/cm的垂直电场. 结果表明, 电场导致一部分NaNO2纳米晶超过6 nm, 表现为相互分离的状态. 这是由于电场使NaNO2纳米晶粒沿电场方向被极化, 而同向极化使相邻晶粒间存在一个斥力, 从而导致离散的NaNO2纳米晶粒形成.     

电场对淀粉酶活性影响及存留时间的研究

用不同强度电场处理α-淀粉酶5 min,处理后分别在第1天与第10天测定电场对α-淀粉酶活性的影响.第1天测定结果表明,电场对酶产生明显影响,而且不同强度电场对α-淀粉酶活性的影响程度不同,在0.5~6.0 kV/cm范围内,酶活性随场强增加呈非单调性变化,与对照组相比,变化幅度在5.5%~26.2%之间.第10天测定,酶活性变化幅度在0.2%~16.3%之间,表明电场对酶产生的影响经过一定时间后趋于消失.     

交流电场气动效应对球形传播火焰影响的数值研究

为了验证电场对球形传播火焰的影响机理,通过采用给球形传播火焰锋面组分添加交变动量源项的方法,模拟了交流电场作用下火焰锋面受力产生的气动效应,以预测电场对球形传播火焰影响的机理。在N-S方程中通过为火焰锋面添加以流动时间t函数形式的水平方向动量源项并采用Fluent软件,来模拟交流电场对甲烷-空气球形传播火焰的拉伸影响,模拟时过量空气系数为1.6,体积力有效值恒为30 750N/cm3,交变频率分别为10Hz、100Hz和1 000Hz。模拟结果表明:在交流电场下,低频时电场对火焰的拉伸作用较为明显,在此阶段气动效应是电场对火焰形变产生影响的主要因素;高频时没有发现火焰出现明显的拉伸现象,可以推断此时气动效应不是电场对火焰影响的主要因素;气动效应的界定频率的数量级可以通过数值模拟来估计,约在102~103 Hz左右。     

电场对尾矿浸出过程中溶质迁移规律的影响

为探究外加直流电场对堆浸过程溶质迁移规律的影响,利用标记物穿透曲线法,以Na+为示踪剂,进行尾矿堆浸体系溶质运移管柱实验.研究结果表明:电场作用加快了浸出体系被溶质穿透的进程;施加电场后浸柱各高度尾矿样中的Na+质量浓度明显增大,同时,尾矿样中Na+质量浓度随着电场强度的增大而增大;在浸柱高度方向上,Na+质量浓度随深...