以氦-3为工质的回热式气体制冷机性能分析

现有液氦温区回热式低温制冷机的实验测量和理论仿真研究几乎都采用氦-4为工质,改用氦-3为工质时低温制冷机理论上可突破氦-4的λ相变限制,获得低于2K的无负荷制冷温度,并在液氦温区获得更大制冷量.通过比较氦-3与氦-4的热物理性质差异以及低温制冷机回热器仿真计算,从回热器损失、制冷量、相对COP等多个方面定量分析了分别采用氦-3和氦-4为工质时低温回热器的性能.证明氦-3工质可以显著改进回热式气体制冷机的低温制冷性能.     

电力负荷预测的核偏最小二乘回归模型

利用高斯核函数将低维空间的非线性回归转化为高维空间的线性回归,建立了基于核偏最小二乘回归的电力负荷预测模型,克服了非线性因素对预测模型的不利影响.应用武汉市的实际数据进行了验证,结果表明,基于核偏最小二乘回归的电力负荷预测与线性偏最小二乘回归相比,具有更好的预测性能.     

金属银膜生长过程中的分形现象及动力学模型

1 引言有关用电化学沉积方法进行金属凝聚体生长规律的研究在过去的十年中取得了很大进展.这应归功于 Witten 和 Sander 在1981年提出的受限扩散凝聚(DLA)模型.将这一模型成功地用以解释二维空间金属电化学沉积过程及其形态的早期实验是日本的 Matsu-shita 等在1984年完成的.此后,对这一凝聚态物理中的重要领域的研究不断深入细致,从生长条件(如:溶液浓度,电场强度)的变化;到生长空间的改变(如:圆形、矩形等);从简单的维数计算到后来的多标度分形动力学模型等,都有了不少突破.1990年 Zhao     

2010年度诺贝尔奖获得者简介

物理学奖: 英国曼彻斯特大学科学家海姆(A.Geim)和诺沃肖洛夫(K.Novoselov)因在制备二维空间材料"石墨烯"方面的突破性实验获2010年度诺贝尔物理学奖.石墨烯是至今发现的厚度最薄、强度最高的材料,有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破,一旦投入实际应用将给人类社会带来革命性变化.     

钒的稳定相和亚稳相低温热力学研究

利用文献中的实验数据, 钒的稳定相热力学被多项式模型和德拜模型评估. 通过带限制条件的非线性最小二乘算法确定多项式模型和德拜模型中的参数. 在温度区间[0, 298.15 K]内, 热容C_p(T)和吉布斯自由能G(T )-H(298.15 K)的表达式被给出. 而钒的亚稳相热力学只能由德拜模型外推, 给出其对应的热容C_p(T )表达式.     

电力负荷预测的核偏最小二乘回归模型

利用高斯核函数将低维空间的非线性回归转化为高维空间的线性回归,建立了基于核偏最小二乘回归的电力负荷预测模型,克服了非线性因素对预测模型的不利影响。应用武汉市的实际数据进行了验证,结果表明,基于核偏最小二乘回归的电力负荷预测与线性偏最小二乘回归相比,具有更好的预测性能。     

电力负荷预测的核偏最小二乘回归模型

利用高斯核函数将低维空间的非线性回归转化为高维空间的线性回归,建立了基于核偏最小二乘回归的电力负荷预测模型,克服了非线性因素对预测模型的不利影响。应用武汉市的实际数据进行了验证,结果表明,基于核偏最小二乘回归的电力负荷预测与线性偏最小二乘回归相比,具有更好的预测性能。     

飞秒激光抽运探测方法测量液体热导率

基于双色飞秒激光抽运探测方法,本文提出一种能够快速测量液体热导率的实验方法,具有测量便捷、精度高,液体用量少等优点.该方法测量过程中液体温升小,液体自身热物性不发生变化,液体内部自然对流传热微弱,对液体热导率测量的干扰可以忽略.对测量过程中样品内部的热输运过程进行了分析,建立了用于分析测量数据的双向热输运模型,并利用该模型对可能影响测量精度的物理参数进行了敏感度分析,包括玻璃基底的热导率、铝传感层的厚度以及抽运激光的调制频率,敏感度分析可以对被测量样品的结构设计和实验条件的选取起到指导作用.利用该实验方法对水和十六烷2种液体的热导率进行了测量,测量结果分别约为0.6和0.14 W/(m K),测量误差分别为2%和10%,与文献报道值吻合程度较高,验证了该实验方法的有效性.另外,该方法还适用于熔点较低的固体热导率的测量(如石蜡等),以及固-液界面热导的测量等.     

奥谢罗夫的最后二十四小时

在自然界．存在着氦3和氦4两种同位素。自20世纪30年代末苏联物理学家卡皮查（1978年诺贝尔物理学奖得主）发现了氦4的超流动性后，30多年过去了，人们却一直未能在实验上发现氦3的超流动性。     

非线性映照法计算的一点改进

化学、地学、材料科学中不少现象系由错综的多种因素决定.将表征各种因素的参数作坐标,张成多维空间,用模式识别技术研究样本在多维空间的分布,是总结这些现象的规律的有效方法.非线性映照(NLM)法是这类技术中常用的一种,其原理是将高维空间点列映照到二维空间,并尽量维持点间距离,即使误差函数     

黄骅坳陷港西断裂带包裹体中氦同位素组成特征

对黄骅坳陷港西断裂带不同层位包裹体中氦同位素组成特征进行了分析. 发现包裹体中均见有幔源氦的侵入, 并受到NE向的港西断裂和NWW向的徐庄子断裂的控制, 幔源氦的侵入时间主要为新近纪. 幔源氦的侵入与构造活动密切相关, 研究区具有强烈的岩浆活动, 具有幔源气体良好的物源; 而且开启性好但延伸性不佳的港西断裂和开启性差但延伸性好的徐庄子断裂结合, 组成了幔源无机气上涌的良好通道. 幔源氦的异常中心位于两条断裂的交汇处, 并向四周减低. 在幔源氦的异常中心发现了高纯度的无机二氧化碳气田. 包裹体内氦同位素的组成特征对无机成因气藏的勘探以及构造活动性的研究具有重要意义.     

以氦-4为唯一工质的1.8 K复合制冷机及其应用验证

量子信息技术和深空探测等领域的蓬勃发展,对2 K以下温区高可靠、长寿命、小型轻量化、高制冷效率低温制冷机的需求日益迫切,高频脉冲管耦合Joule-Thomson(JT)的复合制冷循环是实现这一目标的重要手段.目前国际上以该循环获得2 K以下温区的成功实践,均是在脉冲管分系统使用氦-4而JT分系统使用氦-3作为循环工质的情况下获得的.氦-3在地球上存量稀少、价格高昂,是阻碍这一循环在更广范围内实用化的关键瓶颈.本文对以氦-4为唯一工质的四级高频脉冲管耦合JT的复合制冷循环开展了理论与实验研究,分析了基于该循环获取2 K以下温度的关键难点和可行性,从采用间隙密封的直流线性压缩机的低压压力和多级间壁式回热器的低压侧压降损失入手,理论预测出在40 kPa系统充气压力下可实现1.1 kPa的压缩机吸气压力和438.6 Pa的低压侧总压降,从而能获得1.54 kPa的饱和蒸气压,此时采用氦-4节流可实现1.78 K的制冷温度.同时,在氦-4超流态工况下,分析了小界面温差的Kapitza热导对冷头蒸发器内超流氦热传递的影响,并给出了在此基础上JT循环参数优化的限制条件.设计出的制冷机的无负荷温度经过...     

天才的品格

著名科学家福尔顿,曾经由于某项研究过程的需要,被迫测量固体氦的热传导度。他以完全正确的方法测量,可是测量的数字却比当时人们所想象的数字大500 倍。     

高压下固态氦中原子势的软化机理

近期的高压状态方程测量已证实,与原子束散射技术或精确量子力学计算方法所确定的氦原子对He-He间排斥势相比,高压下固态氦中原子间等效排斥势要弱得多。对凝聚态条件下引起原子势软化的机理,人们曾作过理论尝试。如LeSar曾研究过压缩状态下由原子中电子云收缩效应引起的软化现象,Loubeyre考虑过三原子关联引起的软化现象。这些工作之所以未能满意地预言更高压力范围的测量结果,原因是他们对高密度条件下多原子间复杂的关联作用缺乏全面的理论描述。本文提出一种孤立原子简单堆积方法,通过完全的量子力学计算研究压缩固态氦中原子势对邻近原子的依赖关系,并揭示原子势软化机理。     

聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论.在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量B/A值进行了实验测量.     

表征孔隙孔径分布的岩土体孔隙率模型及其应用

指出了现有岩土介质的孔隙率模型不能准确表示孔隙的孔径分布特性,提出了3种孔隙率模型.利用3种模型对黏土在二维空间和生态护坡材料在三维空间的微观孔隙孔径分布进行预测,显示了无论是总孔隙率或各级孔径下的累计孔隙率,预测值与实测值均非常接近.利用孔隙率模型,给出了基于土体微观孔隙结构的固结变形计算公式,在低固结压力下压缩应变计算值与实测值相差约0.007;建立了多种非饱和土的土-水特征曲线模型,从形式上包含了现有的土-水特征曲线模型,由于模型中的颗粒分布分维数是建立在孔隙分布特性的基础上,其物理意义更为明确;最后给出了土体黏聚力及体积密度与土样尺寸的关系式,验证了黏聚力及体积密度随土样尺寸增大而减小的规律.     

(1+1)维空间的相干态凝聚和零模

本文讨论(1+1)维空间的非相对性玻色体系。体系的模型哈密顿在二次量子化表象写出为■其中，μ是化学势，由总粒子数N守恒来决定；L是一维窨的长度；λ是无量纳参数，λ为正（或负）     

离子辐照的316L不锈钢中空洞密度的定量化电子显微镜测试

316L奥氏体不锈钢经过高剂量氦注入及高能铁离子辐照后,产生高密度空洞.本文采用聚焦离子束(FIB)技术从辐照后的316L不锈钢试样上制备出透射电子显微镜(TEM)样品,通过TEM定量分析样品薄区的空洞密度及分布状态,进而计算出样品的辐照肿胀率.该定量表征结果的准确性依赖于样品薄区厚度的精确测量.然而,Kelly和Allen早期提出的基于会聚束电子衍射(CBED)的膜厚测量技术无法直接应用于TEM样品较薄微区的厚度测量(厚度0.6ζ_g,ζ_g为衍射束g对应的消光距离).本文提出对同一样品较厚区域CBED花样进行测量拟合出特定衍射束的消光距离,再将该参数应用于待测薄区同一取向CBED花样的测量结果,从而估算样品薄区的厚度.讨论了CBED方法相对于电子能量损失谱(EELS)方法在透射样品厚度测量上的优势.以离子辐照后的316L不锈钢样品薄区厚度测量及空洞密度定量分析为实例,探讨了本文所提出的基于CBED技术的薄区厚度测量方案在实验过程中的主要影响因素及优化途径.     

柔性物体在卡门涡街中的运动和受力分析

在肥皂膜水洞中完成了柔性丝线在自由来流和卡门涡街中的实验, 观测了丝线在两种情况下的运动, 并基于实验所得的运动信息, 利用二维面元法计算了丝线在两种情况下的受力情况. 实验和数值模拟结果显示, 丝线在卡门涡街中的运动和受力情况都与自由来流中不同. 在卡门涡街中, 丝线的摆动频率等于卡门涡街脱泻的频率, 振幅变小, 身体曲率变大. 数值计算定量地证明了丝线在自由来流中受阻力作用, 在卡门涡街中受推力作用. 同时, 还研究了卡门涡街中丝线受到的平均阻力随丝线和涡街的相对相位的变化关系.     

大别山榴辉岩氦同位素组成及其地质意义

讨论了大别山榴辉岩中石榴石和绿辉石的氦同位素地球化学特征 .石榴石和绿辉石中3He和4 He的浓度分别为 3 9× 10 - 14 ～ 2 4× 10 - 14 cm3SPT·g- 1和 0 4 8× 10 - 7～ 9.4 2× 10 - 7cm3SPT·g- 1,3He/ 4 He值为(1 19～ 4 6 3)× 10 - 7.大别山榴辉岩中保留了原始的氦同位素 ,氦为地幔与地壳氦的混合物 .退变质作用使氦同位素部分丢失 .氦同位素地球化学资料表明 ,榴辉岩可能形成于亏损的地幔中 ,或成岩物质源于地幔 ;成岩时代应该是印支期