多参数耦合作用下海洋立管动力响应实验

为探究多参数耦合作用下的海洋立管动力响应,设计并开展了海洋立管动力响应模型实验。模型实验的主要研究参数分为立管设计参数与流场参数。立管参数：弹性模量,边界条件、顶张力,流场参数：流速和波浪参数（波高及周期）。综合考虑五种参数进行实验室的海洋立管模型实验,模型材料选取了铝（Al）和有机玻璃（PMMA）,分别定性的对应金属立管及纤维复合材料增强海洋立管;边界条件采用两端铰接（S-S）和铰接-固接（S-F）;顶张力选取 10N和30N;外流速采用 0.3m/s和0.7m/s;波浪考虑波浪的大小分别选择周期为1.0s波高为5cm的小波浪和周期为2.0s波高为15cm的大波浪。实验研究了立管模型在 32种不同工况参数搭配下的动力响应情况,通过对实验数据分析,得出了多参数耦合作用下各参数对海洋立管的影响效果。结果表明：立管振幅与弹性模量、约束数量以及顶张力的大小成反比,与流速及波浪大小正相关,特别是在垂直来流方向,直接影响立管是否发生明显的涡激振动。     

Ni-Zn铁氧体复合吸波涂料制备及性能的研究

对Ni-Zn铁氧体复合吸波涂料制备工艺进行了研究,采用沉降法对偶联剂和分散剂进行筛选;利用波导法对复合吸波剂电磁参数进行了测量;扫描电镜(SEM)对吸波剂的形貌进行了分析。结果表明:经过偶联预处理后的Ni-Zn铁氧体粉分散效果良好,有利于吸波涂料的均匀性和稳定性。添加La2O3后与单一的Ni-Zn铁氧体相比,磁导率和电导率得到了的改善,进一步提高了其吸波性能。     

有机热载体锅炉受热面管的瞬态传热模拟及结垢检测技术研究

以导热油为介质的有机热载体锅炉因其运行温度高,使用不当易发生有机热载体裂解和性能劣化、受热面结垢、过热,且较难通过宏观检验;发现常导致锅炉失效和火灾。建立了有机热载体锅炉受热面管的有限差分瞬态传热模型,研究了管壁结垢对受热面管温度分布的影响;并结合检验实例研究了红外热波无损检测技术在有机热载体锅炉检验中的应用,探索出一种有机热载体锅炉结垢检验新方法。     

飞秒光纤光源的波分解复用-复用实验

为研究飞秒光源作为链路初始光源的可行性,使用阵列波导光栅（AWG）对265 fs光纤光源进行波分解复用 复用实验。实验光源波长为1 52765～1 56505 nm,通道数为48,通道间隔为080 nm。研究发现:在分波实验中,飞秒光纤光源经过AWG后,扫描谱线3 dB带宽为064 nm ,相邻通道串扰为2726 dB,比连续光源增大502 dB;在合波实验中,观察到AWG多端口端对宽带光源的波长选择作用,验证了AWG的色散特性,发现多光束的输出谱线总体轮廓未出现太大变形;在波分解复用 复用实验中,谱线最大损耗为251 dB,输出谱线轮廓和初始光谱基本一致,信号在传输过程中未出现明显失真,证明飞秒光源作为链路初始光源的可行性。     

多稳态力学超构材料研究进展

通过人工设计的微结构,力学超构材料能实现天然材料不具备的超常力学性能,如负泊松比、负热膨胀、多稳态、可调刚度等等。其中,多稳态力学超构材料因具有可重复使用、能量存储与吸收、快速变形和放大输出力等优异性能,激发了研究人员的兴趣。多稳态力学超构材料通常是利用双稳态结构单元的串联和/或并联实现的,在外界载荷作用下展示出多个稳定构型且可以互逆切换,具有广阔的应用前景。该文综述了多稳态力学超构材料主要设计策略及最新的研究进展,阐述了双稳态的概念、稳态转换势垒及相应的力学响应特性,分析了双稳态单元的设计原则;根据研究对象的不同,对双稳态单元及其多稳态超构材料研究进展进行了分析;讨论了多稳态构成的力学超构材料在能量吸收、软驱动、机械计算和波调控等领域的应用前景。最后,对多稳态力学超构材料的研究进行了总结,并对未来可能遇到的挑战和机遇进行了展望。     

复合材料格栅增强夹芯梁弯曲性能研究

为研究含填充芯材复合材料格栅增强夹芯梁的弯曲性能,采用均质化方法对夹芯层等效弹性参数进行理论推导.结合平行移轴刚度理论、一阶剪切理论对含填充芯材复合材料格栅增强夹芯梁的弯曲刚度、最大挠度进行理论分析;然后对夹芯梁的弯曲性能进行了研究,结果表明:夹芯梁的相对弯曲刚度、挠度与格栅芯材弹性模量比之间存在一次分式函数关系,所用格栅可使相对弯曲刚度提高21.5%,相对挠度下降19.5%;当夹芯层与蒙皮厚度较小时,格栅对夹芯梁的相对弯曲刚度无明显提升;在相同条件下,格栅纵向分布比横向分布更利于夹芯梁提升刚度、降低挠度;当格栅纤维铺层角度在45°时,可使夹芯层弯曲刚度最大提升约21%,夹芯梁相对弯曲挠度下降约7%,而对夹芯梁相对弯曲刚度影响微小.     

首都圈地区地壳三维P波速度细结构与强震孕育的深部构造环境

利用首都圈密集数字地震台网123个台站记录的2973个区域地震48750个精确P波到时数据, 采用地震层析成像方法反演得到研究区内详细的三维P波地壳速度结构模型. 其空间分辨率在水平方向为25~50 km, 在深度方向为4~17 km. 该模型提供了区域地质结构和复杂地壳构造的新信息. 华北平原、太行山和燕山隆起区内展现出明显不同的速度结构变化特征. 在上地壳层位上, 速度图像与地表地质、地形和岩性密切相关; 隆凹相间的华北盆地呈现出地震波速度快慢交替的东北-西南向异常带, 速度异常方向与区域断裂和构造的走向相同; 基岩广泛出露的太行山和燕山隆起区, 在速度图上呈现出大面积的高速异常; 而分布在山间的第四纪沉积盆地显示出小范围的低速异常. 多数大地震(M≥6.0级, 如1976年唐山7.8级地震、1679年三河平谷8.0级地震)都发生在高速块体的边侧, 而在这些强震的下面存在明显的低速和高导岩层. 我们认为这与1995年日本神户7.2级地震和2001年印度普杰(Bhuj)7.8级地震的情况类似. 这些低速和高导异常与流体有关, 下地壳中的流体容易引起中上地壳中发震层的弱化, 使孕震断层易于破裂, 从而发生大震.     

过氧化氢-硫代硫酸钠-亚硫酸钠-高氯酸反应体系的脉冲波

实验研究发现过氧化氢-硫代硫酸盐-亚硫酸盐-高氯酸(H₂O2-S₂O₃^2−-SO₃^2−-H⁺)反应在凝胶扩散介质中呈现出化学脉冲波时空动力学行为,脉冲波在特定初始浓度组成中存在特定的最大半径和最大寿命,它们随着硫代硫酸盐初始浓度的增加先增大而后减小。过氧化氢初始浓度增大,脉冲波中心的pH值会出现二次下降,甲基红存在条件下体系呈现为带有红心的脉冲波。另外,脉冲波在演化过程中,出现有趣的回缩现象。本文还结合相关机理对脉冲波动力学进行了讨论。     

稀疏波对层流传播火焰干涉作用实验研究

为了揭示稀疏波对甲烷空气预混气中层流传播火焰结构及压力特性等的影响规律, 利用高速纹影摄像、压力测试等实验手段对小型密闭燃烧容器内甲烷-空气预混气中传播的层流火焰与稀疏波的相互作用规律进行了实验研究. 研究结果表明, 当稀疏波作用于层流传播火焰后, 在数毫秒内火焰就由层流燃烧充分发展成湍流燃烧, 其结果使得燃烧面积迅速增大, 压力上升速度加快.     

具有毛细出口的竖直玻璃管中的颗粒物质卸料过程

在一个下端具有毛细出口, 顶端为开口的竖直玻璃管中, 当颗粒堆积高度远高于某个阀值时, 颗粒出口流量呈现相当大的波动, 并且管中瓶颈以上的整体颗粒流动为走走停停波; 而当堆积高度降低到接近这个阀值时, 经过一个过渡阶段, 颗粒出口流量逐渐变缓和, 并且管中的颗粒流动也变平稳. 测量了颗粒上表面的下滑速度变化, 并且提出一个考虑颗粒压实和间隙流体效应的理论来解释这种走走停停波的出现和消失过程.