体外超声碎石机声场仿真

体外冲击波碎石机(Extracorporeal shock wave lithotripter,ESWL)是治疗结石的主要手段,现阶段对其微观工作机理、动态声场分布等问题的研究尚处于起步阶段。通过对ESWL声场的建模及仿真可以对上述性能的研究带来很大的帮助。应用非线性传播方程建立了ESWL声场的数学模型,并通过有限差分算法结合MATLAB软件的图形模块进行了数值仿真。模型不仅考虑了非线性的影响,还引入了衍射、和热粘性吸收对声波的作用,最大限度地与实际声场所受到的各种影响保持一致。仿真很好地反映出ESWL产生的高强度超声波传播的非线性及一些与线性声波传播显著不同的特性。对形象地了解ESWL声波的传播过程和ESWL反射罩优化设计有很好的参考价值。

材料自蔓延合成磁场环境的产生方法及强磁体研制

为了研究磁场环境对自蔓延高温合成的影响，从而利用磁场环境合成出所需材料，本文设计和制作了用于开展磁场环境下自蔓延高温合成（SHS）材料试验的强磁体。通过永磁铁磁场和通电线圈产生磁场的叠加。在实验区域产生特斯拉级强度。其中的关键技术有：同时改变永磁铁磁场方向或通电线圈中电流大小。实现连续改变实验区磁场强度（0－1T），采用蓄电池供给短时间大电流。与同等强度的传统磁体比较．该磁体重量和成本降低1／10。

FDTD法模拟二维弹性模型中冲击波的传递

基于液电冲击波效应的碎石机在治疗尿路结石和矿业碎石等方面都已经很好地应用。目前的碎石机,不能根据石头特征产生最佳的冲击波特征和次数,医疗中容易对机体组织产生损伤,矿业中容易导致效率低。发展一种能够实时检测目标石头特征,并产生对应最佳冲击波和冲击次数的智能型碎石机是本项目研究的最终目的。为此,需要建立冲击波在目标中的传递和致裂模型。笔者采用时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD),数值模拟了冲击波在二维线弹性模型中的传播过程。结果表明:在目标远端的内部,由于冲击波的再次聚焦,产生最大的拉应力和剪应力,这是导致结石最初碎裂的主要原因和位置。

真空紫外脱卤技术作为总有机卤检测预处理方法的优化研究

采用电渗析技术分离水中总有机卤(TOX)与总无机卤素(TIX),建立了真空紫外(VUV)光解技术将TOX完全转化为TIX后再用离子色谱进行测量的无相变新型TOX检测方法。为进一步提高TOX的紫外转化效率和简化操作步骤,设计了一种新型VUV脱卤反应器并优化了该操作的工艺参数。结果表明,新型VUV脱卤反应器在常规条件下可回收93.5%以上氯代和溴代消毒副产物(DBPs)中的氯溴卤素;通过调节溶液至pH 12.4可回收92.9%~95.7%的碘。在加标水样验证实验中,三氯甲烷、三氯乙酸等典型难降解卤代物的卤回收率均达到80.2%以上。