孔隙介质中应力波传播机制的实验研究

采用活性粉末混凝土和聚苯乙烯材料研制了具有与天然砂岩相似孔隙分布特征和物理力学性质的孔隙体模型,通过不同孔隙率模型的SHPB冲击实验和CT扫描实验观察和分析了孔隙体中应力波的传播特性以及传播过程中内部孔隙和固体介质的变化．研究表明：1）孔隙率显著影响应力波的传播特征．相同应变率时,孔隙率越大,反射波幅越大、波峰越多、透射波幅越小;孔隙率降至5％时反射波接近于单峰;应变率越高上述现象越明显;2）孔隙体的能量耗散率WJ／W1随孔隙率增加而线性增加,WJ／W1对应变率较敏感;3）应力波传播性质和能量耗散行为的差异与孔隙的演化机制有关．孔隙率低于10％时内部机制表现为固体介质破裂或形成新孔隙,应力波能量主要被消耗形成新开裂面或新孔隙,原有孔隙变形不大．此过程中应变率对改变孔隙形状的作用不明显;孔隙率高于15％时孔隙演化机制与应变率有关,低应变率时仍以固体介质开裂或形成新孔隙为主,但新增开裂面或新孔隙的数量相对较少;高应变率时内部结构变化同时存在固体介质开裂和孔隙变形两种机制,其中孔隙变形占较大比例,应力波能量大部分被消耗于孔隙变形,表明只有在高孔隙率和高应变率条件下内部孔隙才会发生明显的变形．孔隙离心率e可以较好地刻画应力波作用下孔隙的变形．     

ULF波及其与能量粒子相互作用研究进展

地球磁层中的超低频波（ultra low frequency wave,简称ULF波）的全球分布特性以及与能量粒子之间的相互作用,如ULF波和粒子之间的共振调制、对能量粒子的加速等问题一直是空间物理研究中的热门问题．深入研究这些问题对于理解太阳风和磁层之间的能量传输,能量粒子加速等机制问题有着很重要的意义．本文简要介绍有关ULF波的全球分布及其与能量粒子之间共振调制的最新观测研究进展,并对将来研究工作中的问题和方向做一个简单的总结和展望．     

基于互补理论的非连续变形分析方法

常规的非连续变形分析法(DDA)采用“开-闭迭代”来处理块体之间的接触, 在此过程中引入虚拟弹簧并假设其刚度(罚因子). 不恰当的刚度值会导致数值计算方面的问题. 为了避免引入罚因子, 同时也回避“开-闭迭代”, 本项研究将DDA在一个时步内的分析重提为一个混合互补问题, 并采用路径牛顿法(PNM法)进行求解, 通过算例的应用表明该方案是可行的.     

La和Nd掺杂的硅基Bi4Ti3O12铁电薄膜的无疲劳特性及其机理的比较研究

采用优化的溶胶-凝胶（Sol—gel）技术,同一工艺条件下在Pt／TiO2／SiO2／Si衬底上成功地制备了Bi3.25La0.75Ti3O12（BLT）和Bi3.15Nd0.85Ti3O12（BNT）铁电薄膜．X射线衍射（XRD）测试表明BLT和BNT薄膜具有单相的取向随机的多晶微结构;扫描电镜（SEM）的观测显示了这些薄膜具有50～100nm晶粒构成的均匀致密的表面形貌．利用铁电测试仪测定了以Cu为上电极而形成的金属-铁电薄膜-金属结构的电容器的铁电性能,得到了很好的饱和电滞回线．在最大外加场强为400kV／cm时,BLT和BNT薄膜的剩余极化强度（2Pr）和矫顽电场（2Ee）分别为25．1gC／cm^2,203kV／cm和44．2gC／cm^2,296kV／cm．疲劳测试表明,在1MHz频率测试下经过1．75×10^10次读写循环后,由BLT和BNT薄膜组成的电容器几乎没有表现出疲劳,呈现很好的抗疲劳特性．分析比较了La和Nd掺杂对薄膜结构及铁电性能的影响及其机理．     

多壁碳纳米管上的银纳米晶生长及Ag-C管的相互作用

针对Ag-纳米晶颗粒（Ag-NCP）与碳纳米管（CNTs）杂化结构中Ag-NCPs／CNTs的相互作用进行了实验探索,使用热蒸发沉积方法实现了在多壁碳纳米管（MWCNT）上生长Ag-NCP．高分辨透射电子显微镜和X射线衍射研究表明,Ag—NCP具有面心立方Ag晶体的相结构特征,Ag—NCP生长引起了CNTs的横截面形变．实验结果显示：合成的Ag-NCP／MWCNT杂化结构是准一维纳米线,并包含着Ag-NCP／CNT异质结;在Ag-NCP／CNT异质结界面处,CNTs存在着局部横截面形变．     

炉排-循环床复合垃圾焚烧炉内干燥和燃烧过程

本文从实验和数学模型两方面,系统研究了具有自主知识产权的炉排-循环床复合垃圾焚烧炉内干燥、燃烧过程．利用马弗炉模拟垃圾在固定炉排干燥床上的干燥情况,研究了垃圾种类、垃圾厚度、温度等对干燥过程的影响．实验结果表明：吸水性强的垃圾比吸水性弱的垃圾难干燥;温度越高干燥越迅速,垃圾层厚度越小越易干燥．干燥炉排上的热解实验表明,温度越高CO／C转化率越低,干燥床内的温度影响流化床密相区的温度分布．建立了炉排．循环床复合垃圾焚烧炉的燃烧过程的数学模型,主要包括物料分布模型、挥发分释放模型、炭颗粒燃烧模型等．用本文提出的模型对实际运行的垃圾焚烧炉进行了计算,并将计算结果与工业测试数据比较,表明炉膛内的压力分布、物料浓度分布与工业测试结果吻合良好,O2,CO2,CO浓度分布特征在趋势上与工业测试数据吻合．模型所用到的经验参数根据实验或者工业数据确定,具有半经验特性,模型可帮助分析、指导焚烧炉的设计与运行．     

约束切换非线性系统给出初始稳定区域的预测控制设计

有约束切换非线性系统的稳定控制是一个重要的研究问题．通常的预测控制方法可以很好的处理约束问题并使得系统稳定,但一般首先假设其中的优化问题初始可行,而对于初始稳定区域并没有具体的描述．本文针对一类输入变量受约束且状态不可测的非线性切换系统,提出了一种混合非线性预测控制方案．其主要思想是：利用李亚普诺夫函数和状态观测器,设计在预测控制器和有界反馈控制器之间适当切换的混杂控制器,以得到初始稳定区域的描述并使得子系统闭环稳定;对整个切换系统,基于状态估计,设计在各组件间平稳切换的切换律,以保证整个闭环系统的渐近稳定性．最后通过对一个化工过程实例进行仿真,验证了本文所提控制器的有效性．     

横岭山先秦墓葬群出土陶瓷的系统研究

横岭山先秦墓葬群的发现被评为2000年度中国十大考古新发现,其出土的大量陶器和原始瓷标本对研究我国广东地区的古代陶瓷发展史具有重要意义.通过对这些珍贵标本的系统组成、结构和物理性能测试,采用多元统计等数据处理方法,揭示了广东地区古代陶瓷发展不同于我国其他南方地区的显著特点,以及其阶段性的组成模式和独特变化规律,并探讨了我国瓷釉起源可能存在的不同模式.     

三角翼前缘涡轴向速度的数值模拟研究

本文通过数值模拟的方法研究了雷诺数和攻角对76°大后掠三角翼和50°中等后掠三角翼前缘涡轴向速度的影响.前缘涡速度沿轴向的变化趋势反映了三角翼前缘涡的产生、发展及其演化过程,计算结果表明,后掠角、攻角和雷诺数共同影响前缘涡轴向速度的发展和展向分布特征,其中雷诺数是最重要的影响因素.较高雷诺数下,大后掠三角翼和中等后掠三角翼前缘涡轴向速度呈现出常见的射流型轴向速度分布;而降低雷诺数至105以内时,中等后掠三角翼前缘涡轴向速度剖面为尾流型,大后掠三角翼在较小攻角下也表现出尾流型的特征.     

大空间索支承结构火灾下力学性能理论分析与数值模拟

大空间索支承结构近年来在我国大型公用建筑中得到了迅速的发展,然而,由于多采用高强度钢索等作为主要承重构件,而钢材在火灾高温下弹性模量和屈服强度都会急剧下降．此外,钢索往往无法进行防火保护．基于这样的背景,对几种典型的大空间索支承结构——索桁架、张弦梁和预应力索网等火灾下的力学性能进行了分析研究,推导了考虑几何非线性与高温下钢索材料非线性等影响因素下的理论计算公式,对于部分难以解析求解的情况,利用ANSYS有限元计算软件进行了数值模拟,得到了火灾升温过程中计算模型位移以及钢索中预应力随温升的变化规律,并给出了大空间索支承结构火灾升温下的具体计算公式与设计中应注意的问题,可以为设计人员提供一定的借鉴作用．