硅基微型振荡热管的流动可视化实验研究

利用MEMS技术,首次在硅基芯片上加工制作了梯形截面的微型振荡热管.借助摄像机,对以FC-72为工质的两个通道水力直径分别为352μm（#1）和394μm（#2）的微型振荡热管的启动和稳定情况下的运动特征和流型等进行了可视化观察.结果发现微型振荡热管的启动相当迅速,在启动过程中没有观察到明显的核化现象,蒸发段内的汽塞主要通过液塞断裂而产生;进入稳定阶段后,微型振荡热管对倾斜角度的适应性较强,在10°～90°的范围都可实现持续稳定的大幅振荡,但只在#2热管内明显地观察到工质的单向循环运动.实验中观察到泡状流、塞状流、环状流、半环状流和波环状流等,而核态沸腾只发生在#2热管的蒸发段,在其冷凝段还观察到了喷射流.     

半浮区小Pr数液桥热毛细对流的实验探讨

研究了半浮区汞液桥实验装置，以探讨小Ｐｒａｎｄｔｌ数流本的热毛细对流及其不稳定性，发展了非接触光学监测汞桥的表面流动及形变方法。实验观察到热毛细对流及其受表面膜的影响，证明表面膜的形成严重抑制了与热毛细对流有关的行为，实验给出发生振荡的条件及其特征。讨论了表面膜的生成条件和过程，以及观察到的有表面膜情况下的表面振荡现象，并给出了该振荡的特征和频率。     

汽泡扫荡现象及其机理分析

高速摄像观察记录细小铂丝上过冷核态沸腾过程, 发现存在汽泡往返扫荡现象. 描述了汽泡往复扫荡现象的一般过程特性和主要特点, 探讨了扫荡引起的沸腾系统内部相互作用以及对换热的影响, 提出了不对称温度场驱动模型并对汽泡扫荡现象进行了初步解释.     

化学发光分析技术在生命科学研究中的一些应用

生命过程是一个错综复杂的过程，人类对生命现象的探索由来己久。随着现代检测诊断技术，如X射线照影，B超，电子显微和CT技术等的出现，人类对生命活动的认识以及疾病的诊断取得了突飞猛进的发展。在应用这些方法观察生命过程中的宏观现象的同时，人们也把目光投向隐藏在这些宏观现象背后的微观过程，渴望从分子级别上认识生命的各种过程，即对参与生命过程的物质进行定性、定量和活性测试。核酸和蛋白质是在生命活动中最重要的两类物质，而要分析它们在生命体系中的活动并非易事，因为生命体系大都十分复杂。所以针对不同的分析对象建立有效的核酸和蛋白质分析方法已成为生命科学研究中的前沿和热门课题。目前世界上许多研究机构和商业企业在这方面投入大量的人力和财力，以期建立有效的方法和推出相应的商业试剂和仪器。纵观这方面的发展现状，我们不难发现许多当前流行的核酸和蛋白质分析方法中采用了化学发光体系。本文就化学发光法在分析核酸和蛋白质方面的发展现状做一些介绍。     

单步延迟无序量测滤波算法的最优性分析

不同的通信时间延迟和量测预处理时间，导致在实际的集中式多传感器融合跟踪系统中，常会出现多传感器量测数据不能按正常时序到达中心处理器的无序量测（OOSM）现象，中心处理器处理这类无序量测数据时将遇到负时间更新问题．针对单步延迟无序量测更新问题，从理论上分析了Bar-Shalom提出的A1算法的最优性，指出其最优性与过程噪声的离散化模型有关，证明A1算法在过程噪声直接离散化模型（DDM）下不是最优的，它仅是过程噪声连续离散化模型（DCM）下的最优滤波算法．提出了DDM条件下的一种改进算法，它能获得比A1算法更高的无序量测滤波精度．提出了一种与过程噪声离散化模型无关的最优无序量测滤波算法，此算法在两种过程噪声离散化模型下都能达到有序量测处理时的滤波精度．对两个新算法的滤波性能进行了理论分析，采用Monte Carlo计算机仿真实验比较了新算法和有序量测处理时的滤波结果，验证了新算法的有效性．     

基于新的树编码方式用免疫遗传算法解决DCMST问题

本文提出了一种新的树编码方式，可以方便地表达一棵树，简化了树在遗传算法中的编码表达。且新的树编码方式清楚地表达了边的信息，有利于疫苗的设计。此外，本文使用免疫遗传算法，有效地克服了传统遗传算法中解退化的现象。数值实验表明，解的振荡相对于传统遗传算法减小了，且收敛速度更快。     

具有第二声波的被囚禁的玻色凝聚体

基于超流体的二流体模型，在球对称的三维各向同性谐振子阱的边界面的温度做周期性变化的情况下，研究了玻色一爱因斯坦凝聚体中第二声波的传播，导出了球对称谐阱中的温度，声速，正常部分和超流部分（凝聚部分）数密度的时空分布函数．结果表明：在阱心处的声速最大，向外随径向距离的增加而非线性地减小．同时还讨论了存在一个涡旋时的情况，以及流动速度的表达式．得到了一些有趣并且新奇的现象。     

在非线性系统中的微观粒子的特性和非线性量子力学理论(下)

在非线性系统中由于存在着与粒子状态相关的非线性相互作用，微观粒子的状态和特征相对于线性系统而发生了很大变化。原有的线性型的量子力学理论不能很好地描述这些微观粒子的状态和特征。至此，必然要发展新的理论。本文研究了微观粒子在非线性作用下的运动特性和本性的变化，说明了在线性作用和非线性场中微观粒子的性质是明显不同的，启示我们必须建立微观粒子在非线性场中运动的新理论。接着我们研究了与微观量子效应迥然不同的宏观量子效应与非线性作用的孤立子运动的紧密关系，结合现代孤立子理论和超导与超流理论，我们首先提出了非线性量子力学的基本原理及在此基础上建立了系统、完整的非线性量子力学理论体系，并得到的一些新结论。最后我们还论证了这个理论的正确性和自洽性，它的运用范围以及它的重大意义。     

球形压力容器钢壁中氚和氦－3的浓度变化规律研究

随着时间延长,贮存在压力容器中的氚含量不断减少,减少量的一部分衰变产生氦－3,另一部分扩散到容器壁中．扩散到容器壁中的氚又一部分衰变产生氦－3,另一部分在壁中继续扩散直至渗透到容器外．在容器壁中的氚和氦－3会引起材料力学性能变化,从而导致容器承载能力改变．同时考虑容器内部和容器壁中氚的衰变和扩散,建立求解贮氚容器壁中氚和氦－3浓度的解析理论模型,导出了氚和氦－3浓度的理论公式．通过解析计算给出了器壁中氚和氦－3浓度的时空变化曲线和规律,提出了氦－3浓度的2倍定律,即处于开放空间的贮氚球形高压容器,器壁中氦－3的浓度呈内高外低的分布,时间越长,浓度沿径向的梯度越大,在时间足够长时,各处浓度逼近时间无限长时的最终值,也就是最大值,内表面处的最大值是该处氚初始时刻浓度的2倍．     

微通道内液体核沸腾时气泡形成的条件

鉴于微通道或微结构内液体沸腾所具特性，从热力学的相稳定性分析着手，推导出了微通道或微结构内液体沸腾时的气泡产生或核化条件，较好地阐明了微小尺度空间内的超常沸腾现象；给出核化条件的无量纲准则工将为最终的定量化奠定理论基础。     

沸腾系统的两象性及不确定现象

现论分析高热流下核态沸腾时干斑的相互作用,并用４种类型的金属板做了高热流下的核态沸腾传热实验,指出沸腾系统具有现两象性：流力学特性和自组织特性。在壁面温度相对均匀时,沸腾系统倾向于流体力学特性;而在壁面温度相对不均匀时,沸腾系统倾向于自组织特性。数据的分散性及不确定性主要是由沸腾系统内在的两象性引起的,而不是单屯表面特性的差异。解释了人们对核态沸腾中拐点存在与否的凝问,也指出了干斑的自组织相互作用     

基于系统动力学的价格振荡系统收敛条件

从离散动力系统的角度建立动态价格振荡系统模型。描述了中间产品价格振荡的动态过程,利用系统动力学中不动点的稳定性理论,给出了价格振荡系统收敛的一般性条件。并结合具体例子对最优产量反应函数为线性和非线性的情况进行分析,验证了振荡过程的收敛性,得出在一定条件下供应链能通过价格振荡过程达到均衡,并实现供应链总体利益最大。     

高强度聚焦超声辐照离体牛肝组织后回声与空化、沸腾的关系

目的 高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)辐照离体组织过程中焦域处空化、沸腾与回声强度的关系.方法 采用不同的声功率(50 W、100W、150 W、200 W、250W)辐照新鲜离体牛肝组织5s,辐照深度30 mm.在辐照过程中,使用热电偶组成的测温系统对焦域处的温升进行实时采集.5 MHz接收换能器和Labview软件组成的被动空化检测(passive cavitation detection,PCD)系统对焦域处空化信号进行采集,在Labview平台上对空化信号进行定性和定量分析,观察空化信号随时间的变化规律,并计算累积空化剂量.对比HIFU辐照前后的B超图像,计算焦域处的灰度差值.结果 声功率为50 W和100 W的HIFU辐照时,空化和沸腾均未发生,B超图像上未出现回声变化;声功率150W的HIFU辐照时,空化发生(1/2分谐波和宽带噪声)但无沸腾,累积空化剂量和靶区灰度差值增大,辐照后即刻出现弱回声;声功率200 W的HIFU辐照时,空化和沸腾均发生,累积空化剂量和靶区灰度差值继续增大,辐照后即刻观察到强回声出现;声功率250W的HIFU辐照时,空化和沸腾均发生,累积空化剂量和靶区灰度差值略有增大,观察到“明亮”的强回声出现.除声功率为50 W的HIFU辐照后未见凝固性坏死产生,其余各声功率组均产生了凝固性坏死.结论 空化在HIFU辐照后即刻回声的出现中有贡献,但强回声的出现来自于沸腾.     

啁啾飞秒激光脉冲在ZK7玻璃中成丝传输的物理特性

采用具有不同初始负啁啾量的飞秒激光脉冲, 研究了其在ZK7玻璃中非线性成丝传输的物理特性. 实验表明激光成丝的阈值功率随着脉冲初始啁啾量的增大而升高, 但啁啾导致的光学细丝长度将逐渐变长. 通过光丝超连续谱的测量与分析, 发现了啁啾激光成丝过程中等离子体的非线性作用随着初始啁啾量的增大而减弱, 并在较长空间距离内形成了非电离特性占主导的光学成丝的新现象. 另外, 实验观察到了啁啾脉冲激光成丝过程中的多光丝干涉图像, 理论分析和讨论了非电离光学成丝的物理机制. 这些研究结果表明初始啁啾量对于超短激光脉冲成丝过程将起到至关重要的作用.     

高速面铣刀气动噪声计算与分析

面铣削过程中的噪声大致上可以分为空转噪声和切削噪声, 空转噪声主要由铣刀气动噪声组成. 基于Ffowcs Williams-Hawkings 方程建立高速面铣刀气动噪声数学模型, 进行高速面铣刀空转噪声测试, 噪声预测值与实验结果吻合良好. 模拟刀具参数(齿数、齿距)及测试观察点位置变化的情况下面铣刀气动噪声的变化情况, 研究表明面铣刀气动噪声具有方向性,结合频谱分析, 发现不等距面铣刀旋转频率的峰值移到高频部分, 大大降低面铣刀旋转频率处噪声, 可为低噪声铣刀的设计提供理论依据.     

封闭空间内空气自然对流的非线性特性的实验研究

采用激光全息干涉照相技术和烟可视化方法，对底部加热长方体腔内空气自然对流的流动和换热的流场、温度场、三维特性及白维持振荡现象进行实验研究．通过仪表校核与误差分析，验证了恒温壁面均温性、激光干涉测量精度，并且得出如下实验结果：1）随着尺日数的增加，流动开始表现得不稳定，等温线也发生扭曲．当Ra数达到12500时，出现涡卷消融的现象，当Ra数超到18500时，不仅沿短轴方向出现涡卷，而且沿长轴方向也开始出现涡卷，上升的气流向四周降落，呈现羽毛状，流动由二维特性开始向三维特性转变．2）通过实验观察发现，在Ra数比较小的情况下，流动经过一系列变化过程之后，最后稳定在某一状态；随着R口数的增加，流动变得越来越快，越来越趋于不稳定，当超过某一临界值Rac=30500时，流动表现的不稳定，流场随时间不断变化，开始进入到非线性状态．3）当侧壁面向外漏热时，腔内流体会形成平行于长轴方向的两个长条状涡卷，涡卷从中间位置上升，从壁面两侧下降，并且实验过程中会出现三个涡卷的消融状态．     

二次注入锁定低相噪光电振荡器及其稳定性控制电路的研制

首次提出采用二次注入锁定的方案来实现低相噪光电振荡器的设计,通过注入锁定长光纤环光电振荡器来实现单模、低相噪的振荡信号,并以之为二次注入源,注入锁定另一长光纤环光电振荡器,通过该方案进一步提高注入源稳定性,最终实现超低相噪的振荡信号.实验表明,通过一次注入锁定,X波段光电振荡器的相位噪声在10 kHz频偏由-121 dBc/Hz降低到-135 dBc/Hz,二次注入后下降到-146 dBc/Hz,目前国内无如此高指标报道,接近美国海军实验室报道指标.为推进光电振荡器走向实用阶段,基于锁相原理设计了一种新型的稳定性控制电路并进行了相关实验,验证了该电路的有效性.     

晶体生长过程中的浮力对流现象研究

将实时相移Mach—Zehnder干涉技术与成像技术相结合，应用计算机技术、图象处理技术完成对NaClO3晶体的实时诊断，实时观测了NaClO3晶体溶解和结晶过程，得到了该过程的溶解条纹和生长条纹，反演计算出该过程的浓度场分布，同时分析了晶体生长过程中由重力引起的浮力对流现象，实验证明了这种对流现象直接影响着晶体各个晶面的生长速率．     

水蒸气抑制熄灭杯式燃烧器扩散火焰的机理

在自行研制的杯式燃烧器的基础上，采用实验与数值模拟相结合的方法对水蒸气抑制熄灭甲烷／空气扩散火焰的过程进行了研究，分析火焰抑制熄灭现象产生的过程与作用机理，得到了临界灭火浓度与协流氧化剂流量的变化规律．结果表明，水蒸气抑制熄灭杯式燃烧器扩散火焰是典型的局部火焰熄灭机理．随着水蒸气浓度的增加，杯式燃烧器扩散火焰的根部首先向内收缩并悬举至新的稳定高度，当根部反应核的燃烧速率随着火焰温度下降受到极大抑制后，火焰根部的预混区将因更多水蒸气的扩散稀释作用而无法继续维持火焰向外的振荡传播过程，火焰会脱离燃烧杯面而熄灭．破坏火焰根部核心燃烧区的反应条件是熄灭扩散火焰的关键．水蒸气临界灭火浓度在一定的氧化剂流量范围内不依赖于空气流量，在临界灭火浓度曲线上存在一“平缓区”．实验测得的临界灭火质量百分比浓度分别为水蒸气（16．7±0．6）％、二氧化碳（15．9±0．6）％、氮气（31．9±0．6）％，与数值模拟结果合理吻合．     

一种新的fMRI数据处理方法: 邻域独立成分相关法及其初步应用

独立成分分析(ICA)是信号处理领域中新近发展起来的一种很有应用前景的方法, 而脑功能磁共振(fMRI)信号的有效分离与识别是一个正在研究和实验之中的技术领域, 因此, 发展基于ICA的fMRI数据处理方法具有明显的理论价值和应用前景. 首先分析了现行ICA-fMRI方法采用的信号与噪声的空域分布相互独立的信号模型所存在的明显不足, 然后提出了微域中的信号与噪声的时域过程相互独立的fMRI信号模型, 从而建立了一种新的fMRI数据处理方法: 邻域独立成分相关法. 从理论和仿真实验两个方面阐明了新方法的合理性, 最后给出了实际fMRI数据的例子.