基于Schaaffs理论的有机液声速压力系数和温度系数

基于Schaaffs理论，从有机液声速与液体分子碰撞因子关系式出发，导出了反映有机液声速压力和温度特性的声速压力系数和温度系数表达式，并与由Jacobson分子自由程-声速理论导出的表达式进行了比较，比较结果表明，两级公式计算出的几种有机液的声速压力系数和温度系数相互吻合，且均与实验值吻合较好，从理论上讲，本文中推导出的有机液声速压力系数和温度系数公式更具合理性。     

液体声速压力系数与分子有效摩尔体积关系研究

由液体声速与自由程关系出发,导出声速压力系数表达式,并结合Ｋｕｃｚｅｒａ的结论,研究了液体分子有效摩尔体积与分子势能的关系．     

有机混合液体声速混合定则的研究

根据Jacobson理论及液体声速与分子自由程的关系 ,推导出有机混合液体声速与各组分声速之间满足的混合定则 ,并通过实验进行了验证。结果表明 ,实验测量结果与理论计算结果符合较好 ,最大误差为 3.4 % ,可以用来进行多元体系的声速计算。     

液体分子自由程压力系数与温度系数研究

Ｊａｃｏｂｓｏｎ在Ｅｙｒｉｎｇ分子模型基础上提出了液体分子自由程理论．根据这个理论，液体分子自由程即分子表面之间的距离应为Ｌ＝２Ｖａ／Ｙ．本文在Ｊａｃｏｂｓｏｎ理论基础上，给出了液体分子自由程压力系数与温度系数两个参量，研究了部分烷烃、烯烃、醇、苯及其卤代物的自由程压力系数与温度系数．在以后的研究中，我们还发现这两个参量与分子力及液体声速系数有密切联系     

Computation of the acoustic nonlinearity parameter in organic liquid binary mixtures

Based on Jacobson’s molecular free length theory in liquids and the relationship between the ultrasonic velocity and the molecular free length in organic liquids, the equation of the acoustic nonlinearity parameter in organic liquid binary mixtures is derived. The calculated values from the equation are in good agreement both with those from Apfel’s and from Sehgal’s mixture laws.     

二元混合液自由程压力系数与温度系数

给出了理想二元混合液自由程压力系数与温度系数的表达式.结果表明,理想二元混合液的自由程压力系数与温度系数均为组分自由程压力系数和温度系数的线性函数,其系数为组分的自由程分数.由各组分的压缩系数、膨胀系数、绝对零度时的摩尔体积和组分分数,可以求得混合液的自由程压力系数和温度系数.     

Cr-Mo钢平均晶粒尺寸的超声无损评价

对经过高温热处理的Cr Mo钢模拟试样进行了高频超声测试,对获得的底面反射波信号进行了时域分析和基于傅里叶变换的频域分析,得到了相应的超声波衰减系数、速度、底面反射波频率的变化,并建立了它们与试样平均晶粒尺寸之间的关系,对利用超声脉冲反射技术进行材料热疲劳损伤进展的早期评价具有实际意义.     

考虑表面粗糙度的接触式超声衰减系数校正方法

材料的表面质量会显著影响超声衰减系数的准确测量。根据表面粗糙度对垂直入射的超声波束传播的影响，提出了考虑表面粗糙度的接触式超声衰减系数校正方法。首先基于未耦合时粗糙界面反射系数校正理论和光滑界面耦合时的反射系数计算公式，推导出耦合时粗糙界面的反射系数表达式。在此基础上结合衰减系数计算公式提出了包含粗糙度信息的接触式超声衰减系数校正方法。最后，制备了不同表面粗糙度的45钢和304不锈钢柱体试件，搭建了衰减系数超声测量平台，通过实验分析了表面粗糙度对信号时域和频域的影响，验证了提出的校正方法的有效性和实用性。实验结果表明，提出的衰减模型能有效补偿粗糙度引起的超声背散射信号衰减，透射法相对测量误差在6%以内。     

碳酸盐岩孔洞模型中超声波传播特性

 以孔洞型碳酸盐岩的小岩柱为对象,采用二维超声波数值模拟与物理模型实验相结合的方法,从运动学及动力学角度,研究了多频率下超声波在不同尺寸、形状及分布的孔洞模型中的传播特性。结果表明,不连续分布的单孔洞,其尺寸变化对声波速度几乎无影响但与衰减系数呈正相关,在相同尺寸下随测试频率的增加声波速度有增加的趋势,衰减系数与频率间呈幂函数递增关系;圆形孔洞、方形孔洞对声波速度影响与孔隙度有关,孔隙度9%为临界值,低于9%时影响不敏感（可忽略）,高于9%时圆形孔洞对衰减系数的影响大于正方形孔洞的影响;椭圆形孔洞的影响与其纵横比有关,纵横比大于1时,随纵横比增加衰减系数的变化幅度较小,反之则衰减系数的变化幅度较大;随孔洞分布集中度的增加,声波速度呈线性规律减小,衰减系数呈线性规律增加。     

指数形负载超声变幅杆频率方程与放大系数的研究

求解了加负载时超声变幅杆的放大系数，得到了加负载时放大系数的统一算式．利用变幅杆纵向振动四端网络等效电路，计算了指数形变幅杆负载为纯阻与纯抗时纵向振动共振频率方程和放大系数．通过Matlab软件绘制了共振频率及放大系数随负载变化的曲线．结果表明，负载较小时，频率与放大系数有较快的改变；负载较大时，频率与放大系数变化较小，基本趋于稳定．     

有机液及有机混合液非线性声参量表达式--基于声速-碰撞因子理论

基于Schaaffs声速一碰撞因子理论,结合有关液体压力和温度对碰撞因子影响的研究结果,导出了有机液及有机混合液的非线性声参量表达式,该表达式给出了B／A参量与各组分的分子排斥力指数、热力学参量及外部温度、压力状态的关系．通过该表达式,不需知道各组分的B／A参量便能够预测混合液的B／A参量,反之,通过测定混合液的B／A参量,可以了解混合液的内部结构信息．     

基于非线性超声的混凝土高温损伤研究

在高温作用下,混凝土内部会发生物理和化学反应,引起材料的力学性能改变,影响混凝土的安全性能。文章对混凝土在不同高温受热温度和受热时间阶段下的力学性能进行测量试验,研究了混凝土高温损伤下超声波波速和非线性超声系数的演化规律,并讨论了非线性超声方法的适用范围。试验结果表明,当混凝土的高温损伤较小时,非线性超声检测对混凝土材料的高温损伤更加敏感,可以用来更为准确地评估混凝土结构在高温下较低损伤情况。     

岩石球砾与平板碰撞法向恢复系数

落石法向恢复系数是运动轨迹分析的关键参数。为研究碰撞速率和材料参数对落石法向恢复系数的影响,基于球板碰撞模型,在考虑材料弹塑性基础上建立岩石球砾法向恢复系数理论模型,并利用ABAQUS模拟球板碰撞过程,监测岩石球砾碰撞前后速率的变化。研究结果表明:数值模拟结果与理论计算结果吻合较好,最大差值在5%以内。随着碰撞速率的增大,岩石球砾法向恢复系数逐渐降低,且下降速率逐渐减小;球砾法向恢复系数随着弹性模量的增加而减小,随着弹性极限的增加而增大,且均呈线性关系;泊松比对球砾法向恢复系数影响较小。     

含氮气煤体超声各向异性特征实验研究

探讨含气煤体超声响应特征可为利用超声技术在煤岩物性特征测试中的应用提供依据。利用自主研发的煤储层物性特征实验系统,选取平煤八矿己_16-17煤层煤样,制备平行层理与面割理（x）、平行层理垂直面割理（y）和垂直层理（z）等3类煤样,对含氮气煤体在不同气体压力及不同吸附时间下的超声特征进行测试。实验结果表明：（1）轴压恒定时,随着围压增加,煤的弹性波速度不断增加,煤体抽真空状态下的纵、横波速度略大于常压下的波速;（2）煤柱从负压状态到注气吸附状态,随着注气时间的延长,波速先下降,然后缓慢升高;（3）轴压和围压不变时,随着气体压力的变化,纵波和横波速度均有所增加;（4）平行层理与面割理、平行层理垂直面割理和垂直层理方向各向异性明显,但超声响应规律基本一致;（5）煤样纵波和横波垂直、平行层理方向各向异性程度与吸附时间的关系差异明显,纵波各向异性程度对吸附时间更加敏感。     

受限Lennard-Jones流体自扩散系数的分子动力学模拟

基于平衡态分子动力学(EMD)方法,建立了受限空间中的Lennard-Jones(LJ)流体自扩散模型.采用径向分布函数对LJ流体微观结构进行了表征,模拟了LJ流体在纳米尺度受限空间中的自扩散系数,并将其与相应的自由空间内LJ流体自扩散系数进行了比较,同时从分子水平分析了温度、密度和受限尺度对自扩散系数的影响.研究结果...     

流体饱和储层砂岩超声波纵波速度频散的定量预测

针对岩芯的实验室超声波测试速度由于频散误差而不能直接用于涠西南凹陷声波测井速度标定的问题,利用涠三段5块不同物性的储层砂岩,通过比较盐水和4种不同密度油作为孔隙流体时的饱和岩样超声波纵波速度变化,优化和完善速度频散机制分析流程,提出和验证样品被喷射流机制统治时的非弛豫湿骨架模量与高压情况下的干骨架模量相当的假设,并探索出一种BISQ理论特征喷射流长度(R)的估计方法。最后建立对涠三段储层砂岩的纵波速度频散进行全频带定量预测的方法,从而能够确定速度频散的机制和大小。通过提出的全频带速度频散预测公式,可将实验室的超声波测试速度校正到不同频率条件,在实际应用中满足测井(中频带)和勘探地震(低频带)的岩石物理分析需求,具有一定实践意义。     

沉降速率系数确定方法

沉降速率法常用于确定路面施工时机,因此沉降速率系数的确定对路面施工非常重要。当路基的地质、地基处理、施工等方面的资料都齐全时,可以按照固结理论计算得到沉降速率系数。在工程实践中更多地利用施工监测资料反演计算沉降速率系数,目前常用的反演方法有三点法、孔压~时间曲线拟和法等。在固结理论等已有研究成果的基础上提出了t~1nSr法、St~Vs法、双曲线法、Asaoka法等方法,工程实践证明上述方法是可行的。理论分析和工程实践都表明多层地基的沉降速率系数随时间增加而减小。     

超声速法评价低碳钢的石墨化

低碳钢的石墨化是导致材料高温性能劣化的原因之一.试验选择石墨化程度不同的20#钢作为研究对象,通过测量超声波在其中的传播速度,考察声速法评价低碳钢石墨化的可行性.研究结果表明:随着石墨化程度的加剧,超声波速度随时效时间按照指数规律递减.声速降低的根本原因在于石墨化削弱了原子间结合力,割断了基体的连续性.依据弹性模量与原子间的相关性判断,这将导致弹性模量的降低.     

色散和Kerr系数扰动影响下光孤子传输演化的研究

从描述色散位移光纤中Kerr系数随机扰动爱响下皮秒）光孤的修正非线性薛定锷（NLS）方程出发，利用对称分步Fourier方法，对光孤子在Kerr系数和群速度色散随机扰动情况下的传输演化特性进行了数值研究。结果表明，Kerr系数的随机扰动使单孤子幅值随传输距离产生了微小波动，对两孤子传输的影响主要表现在孤子间相互作用被加强，同时还表明，群速度色散的随机变化没有加强Kerr系数随机扰动对孤子间相互作用的影响，而是部分地互相抵消。     

金属微粒与电极碰撞恢复系数的理论和实验研究

金属微粒是降低气体绝缘金属封闭输电线路(GIL,gas insulated transmission lines)绝缘强度的关键因素之一,研究金属微粒与电极的碰撞恢复系数可为微粒陷阱等金属微粒抑制措施提供理论基础。基于弹塑性变形理论,给出了法向恢复系数和切向恢复系数计算公式,并通过碰撞恢复系数测量平台研究了微粒材质特性、微粒直径以及碰撞速度对碰撞恢复系数的影响规律,实验测量结果验证了理论计算公式的可靠性。理论计算和实验测量表明:按金属材质铝、铜、钢的顺序,法向碰撞恢复系数逐渐减小,切向碰撞恢复系数逐渐增大;法向碰撞恢复系数和切向碰撞恢复系数均与微粒直径呈负相关;同一斜碰撞角度下,法向碰撞恢复系数随碰撞速度的增加而减小,切向碰撞恢复系数随碰撞速度的增加先减小后增加,并且不同斜碰撞角度下的法向碰撞恢复系数或切向碰撞恢复系数变化规律类似。文中关于碰撞恢复系数的计算方法可为微粒陷阱等工程设计提供理论支撑。