三维原子探针(3DAP)介绍

材料的性能与显微组织结构密切有关,而显微组织结构又决定于材料的成分和加工工艺．在开发高性能先进材料的过程中,正确利用现代分析仪器对显微组织结构进行观察研究是非常重要的．三维原子探针（3DAP）是在场离子显微镜（FIM）基础上发展起来的一种分析技术,在FIM样品尖端叠加脉冲电压使原子电离并蒸发,用飞行时间质谱仪测定离子的质量／电荷比来确定该离子的种类,     

de Sitter-Schwarzschild正则黑洞的质量标量场扰动

采用数值计算方法对de Sitter-Schwarzschild正则黑洞在质量标量场微扰下的稳定性问题进行了探讨,并计算它在扰动下的似正则模和分析了它的性质。首先讨论了de Sitter-Schwarzschild正则黑洞的构型:具有de Sitter时空的中心,外部平滑连接Schwarzschild时空,并验证它的时空无奇性。然后计算黑洞时空中的质量标量场扰动方程,分析有效势的特性。之后再利用3～6阶WKB近似计算扰动的似正则模,计算结果表明:de Sitter中心相关的参数r₀²=3/Λ对质量标量场扰动下的似正则模影响很小;角量子数l对似正则模的作用与Schwarzschild黑洞相似;标量场的质量m²变化对似正则模的影响与Schwarzschild黑洞的情况有显著的不同,这也成为区分该黑洞与Schwarzschild黑洞的关键因素。     

旋转磁场作用下磁铁矿粉运移规律与分选研究

为了研究磁铁矿粉在旋转磁场中的运移规律,首先,设计一种中间给料、底端排尾矿、顶端排精矿和部分尾矿的新型螺旋管式磁选设备,并搭建试验平台;其次,采用多物理场仿真软件COMSOL对其流场和磁场进行数值模拟,对螺旋分选管上下部出口截面位置的矿石颗粒进行受力分析与示踪模拟;第三,采用高速相机观察分选管内磁性颗粒的运移规律;最后,进行粗精矿分选试验。研究结果表明：在旋转磁场作用下,螺旋管内的磁性颗粒发生与旋转磁场转向相反的运移;在旋转磁场反向驱动作用下,下行分选管内磁性颗粒被螺旋向上提升进而被“回收”;上行分选管内磁性颗粒在被提升的同时与非磁性颗粒在磁场与离心力的作用下发生径向分离;在给料流量为4.85～6.00 L/min、给矿质量分数为10%的条件下,将原矿TFe品位由61.69%提升至68.15%～68.49%,精矿中SiO₂质量分数由10.14%降至5.61%～5.76%,精矿产率为90.03%～90.58%,精矿TFe回收率为98.13%。     

地铁空间典型灾变场景多场响应规律

为研究城市地铁运行过程中潜在坍塌、火灾、水害等工程灾变对地铁空间安全性的影响,基于Fluent软件研究了多灾变条件下风速场、压力场、温度场的响应规律,揭示了多场响应机制,并提出相应的防控措施。结果表明：坍塌区域后方风速和风压减小;火灾发生后地铁空间风速和风压显著下降,火源与出风口之间温度急剧上升,升温10 K以上的区域半径超过10 m;水灾发生后地铁空间风速和风压升高,温度降低,越靠近出风口温度越低,最高降温2 K左右,但地铁边界处可降温15 K。地铁空间多灾变响应机制在于：坍塌导致地铁空间内形成风障,堵塞通风路径;火灾导致空气发热膨胀,在背风向形成不均匀分布;水灾使得地铁空间总体减小,风速、风压升高,而水的低温特性及风流作用导致环境温度出现不同的降低幅度。对于坍塌事故,需要及时清除坍塌区域,减少通风阻力;对于火灾事故,应重点防控灾变发生后温度的升高;对于水灾事故,在排水时应重视地铁空间温度的变化。研究结果对地铁灾变机制分析及现场救援具有理论价值。     

非饱和粗、细颗粒混合土在动荷载作用下的细观力学响应

为了研究非饱和粗、细颗粒混合土在动荷载作用下的细观力学性质,进行了非饱和粗、细颗粒混合土动三轴的离散元数值分析。根据室内动三轴试验结果标定PFC2D接触模型参数,进行非饱和粗、细颗粒混合土动三轴离散元模拟,分析其细观力学机理。结果表明:离散元模拟结果与室内试验结果曲线拟合度基本一致,能较好地反映非饱和粗、细颗粒混合土在动荷载作用下力学特征。相同含水率条件下,粗、细颗粒混合土的累积动应变随动应力幅值的增加而增大;随围压的增加先小幅度增大后再大幅度减小。孔隙度随动应力幅值的增大而减小;随围压的增大也减小。试样颗粒在剪切过程中,上下端运动速度最大,整体呈现对称递减状,中部运动速度最小。     

双色阿秒钟的原理和应用

阿秒钟基于单色圆偏振光场中的角度-时间对应原理,是强场物理中具有阿秒时间分辨本领的重要工具.近年来,双色飞秒光场由于具有灵活的可操作性和丰富的多样性,逐渐发展为调控电子超快动力学的重要手段之一.将阿秒钟和双色光场相结合的双色阿秒钟得到了越来越广泛的关注,成为强场物理研究的前沿方向之一.本文将介绍两种双色阿秒钟方案.首先,基于同向旋转的双色圆偏振光场,提出并演示了一种全新的时间分辨的光电子干涉术,即双指针阿秒钟.利用该方案,提取了电离电子波包的相位信息和振幅信息,揭示了电子在势垒下的隧穿动力学.其次,提出并演示了一种改进型阿秒钟,在一束圆偏振飞秒激光场中加入另一束线偏振的倍频光来校准阿秒钟,使得测量隧穿时间所对应的光电子偏移角更加准确可靠.另外,我们在理论上证明了瞬时隧穿和Wigner延时隧穿这两种看似对立的隧穿图像可以被统一在同一个理论框架下(即强场近似理论)进行描述.对于改进型阿秒钟,这两种隧穿图像的理论结果都与实验结果相符合.     

热-湿-应力耦合作用下框架锚杆支撑的边坡冻融特性分析

为探究季冻区框锚支护边坡的冻融规律,根据传热传质理论,给出了土体在冻融过程中温度场、水分场和应力场的数学模型方程,使用有限差分法对温度场和水分场进行分析,在每个时间步长内使用有限单元法对应力场进行分析。同时,针对土体与结构的协同作用,提出了零宽度四节点单元作为二者的联结单元,来体现二者的联结关系。基于MATLAB软件平台编制了计算程序,并结合室外试验验证了程序的可靠性。结果表明：边坡顶部受温度影响较大,地表温度在冻结和融化时对土体最大影响深度分别是2.0m和1.5m;冻结时的剪应力大约是融化时的2.5倍,在坡面上分布较均匀,边坡处于稳定状态;融化时的剪应力在坡脚处出现应力集中,在融化区和未融化区交界面发生剪应力突变,边坡处于不稳定状态;3种工况下冻结时锚杆轴力最大,大约是初始工况的2.4~2.5倍,融化时锚杆留有残余轴力,大约是初始工况的1.1~1.3倍,表明冻融过程中的冻胀变形对锚杆内力影响较大,一旦超过其抗拉极限,就会发生锚杆被拔出的现象致使防护失效,边坡失稳。因此由冻结引起的变形会对锚杆内力产生不可忽略的影响,此类边坡工程中需要加以重视。     

强场液体太赫兹波研究进展

主要综述了近几年基于液体的强场太赫兹波研究进展,讨论了不同液体结构、激发方式以及不同液体种类等对太赫兹发射的影响,最后对液体太赫兹的发展进行了总结和展望.     

含瓦斯煤体内多场耦合及损伤断裂机理

为了揭示含瓦斯煤体内应力场-瓦斯场-裂隙场三场之间的耦合关系及其损伤断裂机理.运用弹性力学、损伤力学及瓦斯渗流理论,通过建立损伤变量,描述煤体在有效应力作用下裂隙场的变化,同时给出损伤变量对煤体内孔隙率的影响以及煤体受损伤后有效应力的变化方程;根据所建耦合方程,考虑煤体在应力场-瓦斯场-裂隙场耦合作用下煤体内的微小变形对煤体宏观性能的影响,给出了不同损伤情况下煤体内瓦斯压力的分布规律.揭示了多场耦合作用下煤体内大量微损伤积累通过跨尺度的非线性串级发展而诱发煤体的宏观灾变,并从能量角度给出了含瓦斯煤体的损伤断裂准则.     

极区场向电子事件持续时间的统计研究

利用Cluster卫星的4 s分辨率数据,对极区高高度4~8 R e范围内的场向电子事件进行了统计,分析了场向电子事件持续时间的分布特性,并研究了不同地磁条件下场向电子事件持续时间的分布。结果表明:极区高高度范围场向电子事件的持续时间为6~475 s,大部分场向电子的持续时间小于50 s,在持续时间10~20 s内,场向电子事件最容易发生;持续时间长的场向电子在北半球上行的情况下发生较多;持续时间较长的场向电子事件一般都发生在地磁场B y较小的条件下。