钢板坯连铸初拉阶段凝固过程数值模拟

建立了钢板坯连铸初拉阶段的三维非稳态传热凝固模型，且实现了该过程的模拟，建立了铸坯凝固层厚度与其表面热流率间的关系，用以表达不同位置上铸坯与结晶器间的换热边界条件，用直接差分法获得了不同高度断面上宽面和窄面的凝固壳厚度及其与拉坯速度随时间变化的关系。模拟结果与实际生产结果基本吻合。     

一种应用于反射表面厚度测量的新方法

讨论了垂直入射与斜入射两种方式的主动式三角法的测量原理,提出在被测物面为反射表面的情况下,用斜入射主动式三角法进行距离和厚度的测量．分析了被测物表面细节形状的变化对测量结果的影响,以及在厚度测量时消除这种影响的方法     

脉冲涡流参数对金属测厚影响的仿真分析

脉冲涡流(PEC)检测技术是近年发展起来的新型无损检测技术,可以进行金属板材或金属设备的厚度测量,具有频谱宽、信号穿透能力强及精确度高等优点.文中建立了脉冲涡流测厚系统的有限元分析模型,仿真分析脉冲涡流探头参数对金属测厚的影响,包括激励和检测线圈的高度、厚度、内径、匝数等,从而为脉冲涡流检测设备的国产化研究和提高精度提供理论依据.     

生物组织热导率的脉冲衰减法测量

采用脉冲-衰减法测量生物组织的热导率,通过合理设计测量电路、选择电路参数,可以使脉冲输入期间探头输入功率的变化小于1％．当测量工况变化时,探头输入功率会产生较大变化,为此,提出了改进的脉冲衰减法．采用本方法,还可以适当提高脉冲输入期间探头的输入功率以增加探头温升,从而减少探头输入功率测量误差以及温度测量段温度测量误差的影响,提高热导率的测量精度．测量结果表明,由于脉冲-衰减法在推导时没有考虑探头尺寸的影响,造成热导率的测量值偏大;为此,进一步给出了一种热导率的测量值的简单修正方法,经修正后的热导率的最大误差为4．25％,平均误差为2．05％．     

基于Hot Disk方法测量热导率的影响因素

基于hotdisk方法测量材料的热导率时,探头热容及时间延迟的存在会直接影响热导率测量的准确度．为了有效地评估这种影响的程度,本文基于探头表面平均温升理想模型提出了一种可实现热容补偿及时间补偿的修正模型,并利用hotdisk热物性分析仪的数据采集系统分别搭载两个不同半径的探头对Pyroceram9606标准材料在常温常压条件下的热导率进行了测量．实验结果表明,对于测试时间比较短的情况,对理想模型进行探头热容补偿及时间补偿能够较大幅度地提高热导率的测量准确度,并且与hotdisk热物性分析仪的测量结果非常接近,探头四线电阻散热的影响是造成差距的主要原因．     

考虑热探针接触热阻的热物性测量方法研究

提出了基于考虑接触热阻的热探针导热微分方程的精确解,利用蒙特卡罗反演和分层修正的热探针热物性测量方法,可以同时测量热导率、比热容等热物性参数.利用该方法,对一些液体和固体材料的热导率进行了测量,并与其他测量方法的结果进行了分析与比较.结果表明,采用该方法所得热导率具有较高的精度,平均测量误差约为1.1%;进而针对比热容反演精度较低的问题,论文采用分层修正方法后,比热容的平均测量误差可达到2.6%,精度有了较大提高.对测量结果进行比较发现,接触热阻对固体热导率影响较大,对液体热导率的影响可以忽略;接触热阻对比热容的测量结果的影响不大.     

一维FPU-β介电原子链中的热传导特性研究

运用椎广的FKM方法对一维FPU-β介电原子链的热传导特性进行了研究，在一定的条件下，分别得到了热流、热导率和局域动能的近似表达式。通过数值模拟发现，不同的边界条件、非线性相互作用对热传导特性有很大的影响。     

单脉冲激光热弹超声脉冲特性理论研究

对梯形激光脉冲入射到半无限弱吸收媒质中热弹激发的超声应力脉冲进行了理论研究,给出了媒质表面束缚和自由两种情况下的超声应力脉冲表达式及其理论曲线.分析表明,表面束缚时应力脉冲为单极性,表面自由时为双极性;应力脉冲比激光脉冲宽,其特性受激光脉冲形状的影响.     

脉冲涡流热成像检测金属缺陷的激励参数研究

针对脉冲涡流热成像检测中激励参数选择难的问题,提出了一种激励参数优化选择方法。利用COMSOL4.4仿真软件建立金属铝材料裂纹缺陷检测的脉冲涡流热成像仿真模型,研究提离高度、激励频率、渗透深度、激励电流、加热时间等激励参数下裂纹缺陷的脉冲涡流热特性,分析不同激励参数脉冲涡流作用下的裂纹缺陷周边温度场分布与变化规律,给出相应的最优激励参数。实验结果表明,实验仿真结果与理论分析一致,可为检测系统设计提供参考。     

脉冲激光线源热弹激发超声导波的数值研究

考虑激光作用过程中材料热物理参数随温度变化的非线性效应,在两维平面内建立了平面应变有限元模型,基于热弹耦合理论数值模拟了脉冲激光线源辐照金属铝板表面激发超声导波的物理过程.数值模拟分别得到了脉冲激光线源在厚度为1 cm与0.2 mm的铝板中激发出的声表面波与Lamb波的时域波形.其中声表面波包括掠面纵波、表面横波与瑞利...     

激光超声非接触测量固体材料厚度的实验研究

利用高功率激光脉冲在固体材料中产生超声波这一物理现象,研究以非接触方式测量固体材料的厚度,通过专门设计的连续激光器探测系统,测量出的钢板厚度与实际数据相一致,为开展实际应用技术的可行性方面提供了理论和实验依据。     

非辐射复合对1.3μmInGaAsP/Inp激光器T_0的影响

分别用宽、窄脉冲电流激励1.3μm InGaAsP/InP激光器,测量了其特征温度T_0,得到了窄脉冲下T_0为178.9 K,宽脉冲下T_0为74.7 K,用电光延迟法测量了激光器阈值载流子寿命τ_(th)随温度的变化,讨论了引起高T_0的原因。     

水火弯板成形因素对角变形的影响

对于采用完全水火弯板方法成形双曲度船体板的情况,探索水火弯板成形因素和角变形之间的关系是必要的.利用数值模拟方法研究了热输入量、加热线距离板边的位置和钢板尺寸对于角变形的影响.为了描述钢板的热输入,提出了综合考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度的热源体功率模型,它可以更好地反映这些热输入影响参数所引起的综合作用.     

用分子动力学方法预测硅纳米薄膜的热导率

采用非平衡分子动力学方法,基于优化的集成势函数COMPASS力场,预测了室温下(300K)硅纳米薄膜的热导率.模拟结果表明:厚度约4~10nm的硅薄膜的热导率在3.06~7.28 W/(m·K)范围,并且随着膜厚的增加而增大,表现出明显的尺度效应.在所计算的薄膜厚度范围内,硅纳米薄膜的热导率与薄膜厚度呈现近似线性变化的关系.应用气动理论对产生的尺度效应进行了初步的理论分析,当薄膜厚度在几纳米到十几纳米时,有效声子平均自由程与膜厚有关,不再等于体材料的平均自由程.同时也将本文的预测结果与其他研究者采用Stillinger-Weber势所进行的模拟结果进行了比较.为分子动力学方法在低维材料热物性方面的研究提供了有益的参考.     

连续-脉冲复合激光毁伤金属材料分析与优化设计

战术激光武器具有改变战争形态的潜力，是各军事强国优先研发的新概念武器。以连续激光作为光源的激光武器因较长的打击点驻留时间削弱了其战术应用价值，而连续-脉冲复合激光能够提高毁伤效能，有效应对多种军事目标。建立了连续激光与毫秒激光复合损伤金属材料的理论模型，理论分析了连续-脉冲复合激光与钢板的热力学过程。以0.2 cm钢板为目标靶材，用2 000 W连续激光和10 J、脉宽500 μs脉冲激光进行复合毁伤模拟。靶材被连续激光照射3 s后出现明显熔池，后被脉冲激光照射产生不超过1.8×10^(-4) cm3的气化量，带来0.9 N的反冲力，剥离了熔池中的液态钢。建立了毁伤孔径与最低连续激光功率和最小脉冲能量之间的对应关系，可用于指导复合高效激光毁伤系统的设计，避免连续激光在对目标金属过度加热时浪费能量。     

低频宽脉冲电场作用下钢筋笼结构的时域峰值屏蔽效能

针对低频宽脉冲电场的高能量电磁环境，研究了防护工程中钢筋笼结构的时域耦合响应和峰值屏蔽效能规律，为地面核爆辐射区域敏感电子设备的正常运行提供有效参考。采用多组不同上升沿的宽脉冲模拟激励源，结合频域矩量法和Fourier逆变换，给出了有效且计算耗时较短的宽脉冲时域耦合计算方案，并对10种不同结构的钢筋笼在不同脉冲辐射下的瞬态耦合响应进行了计算。分析了时域峰值屏蔽效能的规律，并给出了实验测量结果进行验证，为难以开展的钢筋笼屏蔽实验提供了有效和简单的计算方案，同时，给出了部分钢筋笼的电场时域峰值屏蔽效能。结果表明，相比增加钢筋直径和钢筋笼大小，增加钢筋笼的层数和减小钢筋网孔的尺寸可以更加有效地防止低频宽脉冲电场耦合进入钢筋笼内部；另外，钢筋笼内部的时域响应较为均匀，达到了区域性的有效电场电磁防护。     

金红石型二氧化钛薄膜热导率的数值模拟

在COMPASS力场下,基于NEMD方法,选用NVE系综,在温度300 K下对不同薄膜厚度和不同空位浓度下的金红石型二氧化钛薄膜热导率进行计算模拟研究.结果表明:在5.92～8.29 nm厚度范围内,二氧化钛薄膜热导率为1.899～2.522 Wm-1 K-1,且随着二氧化钛薄膜厚度的增大,其热导率也随之增大.在相同二...     

脉冲激光工作物质热焦距的测量

本文采用高斯光束的复参数形式,导出脉冲激光工作物质热焦距的表达式。提出脉冲激光工作物质热焦距的精确测量方法,并对其进行了讨论。     

脉冲涡流测厚技术理论与应用

脉冲涡流(PEC)检测技术是近些年来发展起来的新型无损检测技术,具有频谱宽、信号穿透能力强以及精确度高等优点.实验对脉冲涡流测厚系统建立了有限元分析模型,仿真分析检测线圈上电压的衰减规律,通过改变被测体厚度,分析了检测线圈上的电压随被测体厚度的变化规律和定量关系.实验最终给出检测线圈电压与被测体厚度关系的数学模型,并为将来进行脉冲涡流测厚仪的研制提供理论依据.     

盾构隧道钢板加固黏结面作用机制与参数影响分析

钢板加固为盾构常用的加固方法,但是目前对钢板与管片黏结面作用机制认识不足,导致钢板加固设计盲目性较强。为此,采用ABAQUS软件中的cohesive单元和trace单元来模拟钢板加固及黏结面损伤行为,建立可反映钢板-管片黏结面损伤特征的钢板加固衬砌三维实体非线性模型,并通过模型试验验证其合理性。结合数值计算和理论分析,揭示外荷载作用下钢板-混凝土黏结面的作用机制,定量分析加固参数对黏钢加固效果的影响,提炼钢板加固效果的关键影响因素。研究结果表明：当钢板-混凝土黏结面出现损伤时,结构承载能力损失65%以上;当黏结损伤区域面积占比超过8%时,结构承载能力损失80%以上并且承载力急剧减小;当黏结损伤区域面积占比超过56%时,结构基本丧失承载能力。加固结构的承载能力对钢板厚度最敏感,抗剪黏结强度次之;加固结构的延性对抗剪黏结强度最敏感,钢板厚度次之;钢板厚度和抗剪黏结强度对加固结构各项性能的综合影响最大,应作为钢板加固设计关键参数。