多孔断裂材料的流动和扩散

本书中研究原名“碎石含水层模拟方法”，是1996年由德国研究基金资助启动的课题，由几所大学共同合作完成，是一项综合了多领域知识的研究成果。     

泄压条件下绝热多孔材料的水蒸发速率研究

航天器泄压过程中水分蒸发在低于2 k Pa时对气闸舱泄压速率影响较大,并且影响泄压时间这一出舱活动指标,而检索后未见泄压条件下多孔材料水蒸发的研究。文中设计实验研究了航天器内壁铺设的绝热多孔材料在泄压条件下的水蒸发速率。实验参考目前气闸舱的地面试验方法搭建泄压环境,将试验舱分为主副舱,通过将主舱抽真空,副舱向主舱泄压来模拟超临界泄压状态。同时,为了与泄压工况进行对比,实验还进行了不同定压下的绝热多孔材料的蒸发实验。定压工况各压力间隔设置为10 k Pa,低压状态设置为2 k Pa到0 k Pa的中点1 k Pa.通过测量放置于舱内的吸水多孔材料的质量,实验获得了不同工况下多孔材料的蒸发规律。实验结果表明,在泄压工况下,泄压全过程中水的蒸发速率均为定值,为2.171 g/(min·m2),与压力值等因素无关。在定压工况下,在10 k Pa向1 k Pa转变时会出现拐点,拐点两边的蒸发速率均为定值,分别为0.870和2.141 g/(min·m2).实验结果可为研究水蒸发对气闸舱泄压时间的影响提供支持。     

高温高压下干热辉长岩的阻抗谱实验研究

在1.0和2.0GPa,593～1173K下研究了干热辉长岩的阻抗谱.研究表明,复阻抗对频率具有依赖性,复阻抗平面上出现了反映颗粒内部和颗粒边缘传导机制的阻抗弧.颗粒内部的阻抗弧出现在10 2～10 5 Hz的频率范围内;颗粒边缘的阻抗弧出现在12～100Hz的频率范围内.用CNLS程序拟合了对应颗粒内部传导机制等效电路的各个元件.当辉长岩中有石榴石出现时,电导率发生突变.     

大温差条件下多孔材料干燥过程数值模拟

基于热力学平衡假设并结合动态边界条件,对大温差下多孔保温材料中的水分迁移及三态相变过程进行数值模拟,并以海绵干燥过程为例给出了实验验证.在数学模型中考虑了由于温差引起的自然对流效应,分析了不同时刻海绵内部的温度、水蒸气浓度、液态水及冰体积分数的分布规律,讨论了材料主要物性参数对水分传递过程的影响.结果表明:数学模型能够实现对大温差下多孔介质中水分传递过程的准确预测;由物性参数分析的结果可知,相比于影响多孔保温材料水分传递的有效扩散系数和孔隙率两个关键物性参数而言,有效导热系数影响相对微弱.     

镁合金涂装体系盐雾条件下失效过程的电化学阻抗谱特征

对比碳钢涂层试样,对镁合金涂装体系进行了盐雾实验,跟踪检测了涂层失效过程的电化学阻抗谱特征.结果表明:镁合金涂装试样均比碳钢涂层试样易受扩散控制,扩散特征直线斜率均小于1,并分析了可能的原因;证明了铬酸盐体系中感抗因素的存在;同时利用数学解析的方法获得了涂层电容与电阻的信息,表明介质渗透至界面后,镁合金涂漆试样吸水量急剧增加,且腐蚀程度也远比碳钢涂漆试样严重;涂层电容与电阻的计算值并不恒定,为弥散区间,并且腐蚀越严重,区间变化幅度越大.     

水泥稳定碎石材料水化过程的电化学阻抗谱

研究不同水泥掺量下不同水泥稳定碎石结构水化过程的交流阻抗谱特性,通过准Randles型等效电路模型拟合得到的电化学参数分析材料的水泥水化演变规律。研究表明：不同结构在不同水泥掺量下阻抗曲线具有相同的变化规律。随着龄期和水泥掺量的增加,阻抗参数Rs和Rct不断增大,而表征材料微观结构特性的分形维数ds和d则呈现减小趋势,材料的孔隙率不断减小,逐渐形成致密结构。悬浮密实结构由于细集料较多,过多的细集料将粗骨料形成的骨架结构撑开,所形成的结构较疏松,与骨架密实结构相比,总孔隙率偏大。     

复杂地形条件下气体泄漏扩散规律仿真与试验

针对复杂地形气体泄漏扩散问题,基于计算流体动力学方法,建立复杂地形气体泄漏扩散数值仿真方案,确定地面气体分布特点、监测点气体质量浓度随时间变化规律、地形及环境风向、风速等对气体扩散的影响作用。以SF6为示踪气体,设计并在川东北某山区集气站实施气体释放试验,以有色烟雾发生器为工具确定采样点布置,采用电子时控大气采样器和气相色谱-电子捕获检测法进行样品采集和分析,得到不同采样点、不同时间段内示踪气体浓度值。SF6释放试验结果表明,试验方案设计合理、可靠、具有广泛的适用性,能够有效降低采样点数量,提高采样数据的有效性,实现对试验数据的采集和分析。试验与仿真计算数据的一致性验证了建立的数值模型处理复杂地形气体泄漏扩散过程的有效性。     

高压下纳米CaF_2的阻抗谱

利用金刚石对顶砧技术测量了高压下纳米CaF_2的阻抗谱.得到了不同压力下纳米CaF_2的阻抗Nyquist图.给出了等效电路模型,利用模型对纳米CaF_2不同压力下的阻抗谱进行拟合,拟合结果和实验结果吻合很好.得出纳米CaF_2应为离子和电子混合导电.     

非时齐高维扩散过程耦合的矩有限条件

利用二阶椭圆型微分算子，通过引进新函数，利用随机积分中的伊藤公式，给出了耦合时间的矩有限条件。     

开敞条件下多孔可燃物阴燃实验研究

与有焰火火灾相比,阴燃及其引起的火灾在实验和理论方面的研究较少,尤其是开敞室内空间全尺寸阴燃实验研究比较缺乏。该文基于ISO9705燃烧室自制的阴燃试验台,开展多孔可燃材料(聚氨酯软泡)阴燃实验,分析聚氨酯软泡在不同的热流强度条件下引燃温度和升温速率的变化规律,得到聚氨酯软泡在开敞条件下阴燃点燃过程中的化学变化过程和临界点燃温度。     

交流阻抗谱法研究高压下CdSe的电学性质

利用集成在金刚石对顶砧上的测量微电路研究了CdSe粉末在高压条件下的交流阻抗谱,在低于2.8GPa时显示出两个交叠的半圆弧,在高于2.8GPa时显示出一个不完整的半圆弧和一个压缩的半圆弧,这表明在高压条件下CdSe粉末中始终存着两个电传导过程,分别对应于晶体内传导过程和晶界传导过程.运用等效电路法我们获得了CdSe晶体体电阻随压力的变化关系,分别在2.8GPa,10.0GPa和17.0GPa附近观察到了体电阻的异常变化,这些异常变化源于CdSe在高压条件下的结构相变和电子相变.     

交流阻抗谱法研究高压下CdS的电学性质

利用金刚石对顶砧(DAC)原位交流阻抗谱测量技术,研究了硫化镉(CdS)半导体粉末在高压下的电输运性质.结果表明,在高压条件下CdS中存在两个电传导过程,晶体内传导和晶界传导,而晶体内传导是其主要过程.通过选择合适的表象,获得了 CdS的体电阻随压力的变化关系,反映了CdS在高压下的相变过程:在2.7 GPa—3.6 ...     

Ag@SiO2纳米复合涂层在大肠杆菌作用下的电化学阻抗谱研究

研究了添加不同含量Ag@SiO₂ 纳米材料的环氧树脂涂层在大肠杆菌溶液中浸泡前和浸泡110h后的电化学阻抗谱特征，分别提出了其等效电路模型，并比较了浸泡前和浸泡850h后的涂层形貌变化。结果表明，浸泡后未添加Ag@SiO₂ 的涂层的阻抗降低了96%，添加0.3%的Ag@SiO₂ 涂层的阻抗也下降了73%，且两者都出现了明显的锈斑；而添加0.1%的Ag@SiO₂ 涂层的阻抗和形貌在浸泡前后基本保持不变。可见，添加适量的Ag@SiO₂ 可以显著提高涂层的耐微生物腐蚀性能。     

烧结氧化铁电极的阻抗谱研究

本文通过测量耗尽层电容,确定了N型和P型两种电极在碱性溶液中的平带电势及导带和价带位置,得出了一个详细的能级图,并利用N型和P型两种电极构成了一个光化学电池,即可得到光解水的目的.     

自然通风条件下炼钢厂煤气泄漏扩散研究

为评估炼钢厂中突发煤气泄漏的后果,通过建立二维简化平面模型,采用LES湍流模型对煤气在厂区的泄露扩散过程进行了数值模拟,得到了CO浓度随时空的分布规律.计算结果表明,在泄露过程中,泄漏口近的CO浓度分布比较集中;泄漏停止后,在自然风的作用下CO浓度并不能很快降低,而是呈现一个平缓的发展过程.本结果对突发煤气泄漏的报警和预案的制定有一定参考价值.     

CALPUFF在复杂地形条件下的近场大气扩散模拟研究

利用在湖南省丘陵河谷地区开展的高时空分辨率大气扩散综合实验资料, 研究美国国家环保局(USEPA)推荐的导则模式CALPUFF (California Puff Model)在复杂地形条件下近场应用的适用性。采用不同时间分辨率的诊断风场和不同扩散参数计算方案, 模拟不同气象条件下的近场地面浓度分布。通过与示踪实验实测采样浓度对比分析, 得到: 采用实测湍流廓线资料计算扩散参数能够较好地模拟近场浓度分布; 将实测湍流速度标准差与稳定度参数的拟合关系替代CALPUFF默认的湍流参数化方案, 能够改进默认相似性理论方案的模拟结果; 风速较大、风向稳定时, 模拟结果对风场的时间分辨率和扩散参数计算方案的敏感性较弱; 风速较小、风向多变时, 需采用逐10 min风场模拟地面浓度场分布, 且实测湍流方案模拟结果相较于相似性理论方案模拟值偏大, 并更接近实测值。总之, 采用逐时风场和实测湍流方案, 或逐10 min风场和修正后的相似性理论方案的CALPUFF模式能较好地模拟研究区域复杂地形的近场峰值浓度。     

交流阻抗谱技术用于研究塔中沙漠油田接地材料的腐蚀行为

在从室温到６０℃的４种温度下测定了７种接地材料在新疆塔中浙江省环境中的电极电位和极化曲线,并用电化学交流阻抗谱（ＥＩＳ）分析了温度对材料腐蚀速度和界面电阻的影响规律。实验结果表明,这７种材料的腐蚀速度相关３个数量级。常温下,钢、镀锌钢的腐蚀速度最高,高硅铸铁、铝的最低。界面双电层电容相关４－５个数量级,铜的电容最小,钢、镀锌钢的最高。随着温度的升高,高硅铸铁的腐蚀速度下降,其余材料的腐蚀速度都随温     

交流阻抗谱技术用于研究塔中沙漠油田接地材料的腐蚀行为

在从室温到６０℃的４种温度下测定了７种接地材料在新疆塔中沙漠环境中的电极电位和极化曲线,并用电化学交流阻抗谱（ＥＩＳ）分析了温度对材料腐蚀速度和界面电阻的影响规律。实验结果表明,这７种材料的腐蚀速度相差３个数量级。常温下,钢、镀锌钢的腐蚀速度最高,高硅铸铁、铝的最低。界面双电层电容相差４～５个数量级,铜的电容最小,钢、镀锌钢的最高。随着温度的升高,高硅铸铁的腐蚀速度下降,其余材料的腐蚀速度都随温度的升高而增大     

合金在湿法磷酸介质中的电化学阻抗谱研究

采用电化学阻抗谱研究ＵＢ６合金和Ｊ—１合金在湿法磷酸料浆介质中的冲刷腐蚀行为．测定了不同温度，不同转速，不同Ｃｌ－和Ｆ－浓度，不同电位下的阻抗谱．钝化区的阻抗谱呈单一的容抗弧。增加电极的旋转速度和对试件进行高速喷射只降低极化电阻的数值，而不改变阻抗图谱的性质．说明冲刷作用并未改变电极的腐蚀历程和溶解机制．增加［Ｃｌ－］和［Ｆ－］均降低界面电容和极化电阻，但［Ｃｌ－］对电容的影响大，而［Ｆ－］对极化电阻的影响大．说明［Ｃｌ－］的吸附作用大于［Ｆ－］，而对钝化膜的溶解破坏作用又比［Ｆ－］小．     

微重力下多孔可燃材料闷烧特性的实验研究

中国科学院力学研究所承担的“微重力下多孔可燃材料闷烧特性的实验研究”项目搭载实践-8号育种卫星,顺利完成预定空间实验任务,获得了颇具价值的完整实验数据。