课程思政对大学与中学物理教育衔接的促进研究

高考背景下不同省份的高中物理授课重点内容不同,导致同一所大学的新生物理基础参差不齐.这对物理基础薄弱的同学造成了很大的课堂学习和心理压力.我们对大学物理课程的教学内容进行课程思政的挖掘,教学模式上采用研讨式圆桌教学,充分调动学生学习积极性,对大学与中学物理教育衔接起到促进作用.在对学生物理知识传授的同时进行课程思政教育,使得大学物理课堂教学更具吸引性和内涵,提高教学育人效果,在潜移默化中实现立德树人.

WC-Co涂层的发展现状与展望

WC-Co涂层因具有优良的耐磨抗腐蚀性能而被广泛应用于工业的各个领域,并且WC-Co涂层的制备技术及其性能的研究也已成为热点课题。介绍了近些年来WC-Co涂层的最新研究进展、以及WC-Co涂层目前存在的问题与缺陷。通过对纳米WC-Co涂层和普通WC-Co涂层性能的研究比较,对WC-Co涂层的发展方向进行了展望。

向列液晶中的光控永久光栅

液晶中的光折变光栅在数据存储、实时全息术、干涉测量、光放大、相位共轭、光学图像处理和光束操控等领域具有潜在的应用价值。通过二波耦合的方法在掺C60的向列液晶中记录了永久光栅,该光栅的衍射特性能够被外加直流电场或以任意角度入射的、与记录光强度相当的一束平面光波控制。为了进一步了解光栅建立的机制,研究了在恒定外加直流电场下的电流动态过程,从而证明该光栅源于表面电荷的光调制。

在课堂演示实验中引入光学异常透射现象

本文讨论了如何在大学物理单缝的夫琅禾费衍射课堂演示实验中引入当前光学领域研究前沿的一个重要物理现象-亚波长金属缝异常光学透射现象.基于数值模拟,比较了在夫琅禾费衍射实验条件下,纳米尺寸单缝的异常光学透射和微米尺度单缝衍射的特点,讨论并指出纳米单缝的异常透射特征是纳米尺度光与物质强相互作用的反映,而这种强相互作用在微米尺度单缝的夫琅禾费衍射中是不显著的.最后对用于课堂演示的衍射实验装置的设计进行了讨论.

安全钻井钻柱内防喷系统止回阀工作机理及失效分析

钻柱内防喷系统止回阀以反应迅捷及可靠的封堵能力,在防井涌、井喷中起到举足轻重的作用,是安全钻井的重要保证。但止回阀在正常钻井过程中处于常开启状态而长时间遭受高压钻井液的冲蚀,极易导致止回阀密封失效或过早报废,存在安全隐患。针对其使用寿命短、耐蚀性差、水力特性不清楚、研究资料奇缺等亟需解决的关键问题,通过把流体力学影响因素与冲刷腐蚀磨损理论有机地结合起来,借助实验建立磨砺性腐蚀介质——钻井液的模型,利用CFD技术确定影响冲刷腐蚀磨损的流体力学参数,分析典型钻柱止回阀的工作机理,实现止回阀结构的优化;并选择性地对止回阀进行冲刷腐蚀磨损试验,筛选出阀体、阀座材料及主要耐磨件的强化处理方法。通过井下工作情况模拟实验与计算机仿真分析,找出井喷条件下钻柱内防喷系统止回阀的失效机理,寻求流体力学参数、介质性质、材料因素等对止回阀性能的影响关系,继而建立一种新的钻柱止回阀设计方法或准则,以推进我国钻柱止回阀研制的技术进步。

笼套式控制节流阀失效机理研究

天然气开采过程中,井下高压气体输送到中心处理厂前,需要对井下气体降压至输送管道允许压力值,在高压、高产的情况下,天然气对油嘴(节流阀)的破坏十分严重。本工作结合现场收集资料、磨损机理及流体分析软件对井口节流装置——笼套式油嘴进行内部流场模拟研究其失效机理,通过研究提出增强节流阀使用寿命的建议。Cameron公司生产的CC50HP油嘴是本工作研究的主要模型,经分析认为笼芯短期失效的主要原因是:高压高流量气体的冲蚀,可见冲蚀所导致的严重后果不容忽视,改善冲蚀现象必要性显而易见。

笼套式节流阀冲蚀磨损计算研究

针对笼套式节流阀的冲蚀磨损难以计算的问题,提出利用节流阀实际工作时的流量系数变化的方法来计算和比较现场各种节流阀的耐冲蚀磨损性能。应用某气田现场A、B、C 3种节流阀在现场初期的工作数据计算了其初期冲蚀磨损情况,并利用流场分析,通过对各类节流阀过流孔入口周围的速度和入射角对比,验证了该方法的可靠性。应用节流阀整个使用期内的工作数据计算得出了3种笼套式节流阀的平均冲蚀磨损性能指标。结果表明,A类节流阀冲蚀最严重,B类次之,C类耐冲蚀磨损性能最稳定,与现场使用情况相符。

向列相液晶中的耦合自相位调制现象

通过实验研究了C60掺杂的向列相液晶(5CB)在低光强下的自相位调制现象。样品经过二波耦合实验之后液晶分子进行一定的取向,这时在水平和竖直偏振光的照射下可观察到明显的自相位调制现象。改变入射光的偏振方向可以看到自相位调制的衍射图样也随之改变,原因就是液晶折射率变化的各向异性。可见,液晶盒中的分子取向与光束的偏振方向有很强的依赖关系。

偏振光下向列相液晶(5CB∶C_(60))取向光折变特性的研究

通过实验研究了外加电场对C60掺杂的向列相液晶(5CB)的取向光折变特性及水平和竖直偏振光对样品二波耦合和自相位调制现象的影响。通过测量样品的增益系数和光束耦合率可以看出,在水平偏振光照射下两束透射光有较强的能量转移而在垂直偏振光照射时几乎观察不到明显的能量耦合现象。可见,液晶盒中的分子取向与光束的偏振方向有很强的依赖关系。

泡沫钻井液循环利用新技术研究

现有的消泡系统或设备因其自身的缺陷未收到应有的消泡效果,且把消泡后的气体直接排入大气,对空气造成一定污染。为此,提出了泡沫钻井液循环利用新技术。该技术不用对返出泡沫加压,1次流程即可实现5次消泡,效率高,实现了泡沫基液和气体的重复利用,既可应用于泡沫钻井过程中对返出泡沫的消泡,亦可应用于一般的工业消泡。用一般的筒体或加工稍精的筒体替代真空壳体,以粗略验证新型消泡系统的消泡效果,验证结果表明,简化真空壳体后消泡系统的消泡效率可达78%,而新型消泡系统的壳体精度更高,消泡效率会高于78%。

15CrMo材质余热锅炉省煤器的腐蚀试验研究

省煤器是余热锅炉必不可少的换热部件,其性能直接影响着余热锅炉的正常运行。在省煤器的诸多失效因素中,以省煤器管的低温腐蚀为最。本文着重阐述了低温腐蚀的形成机理,并应用试验方法,对常用省煤器管材15CrMo钢进行金相组织、硬度及腐蚀速率的测试研究,确立了15CrMo钢的腐蚀速率与硫酸浓度、温度之间的关系,获得了15CrMo管材最耐硫酸腐蚀的组织状态,为余热锅炉省煤器的进一步改进提供了重要依据。

安装助抽减载装置的多级抽油杆力学行为分析

有杆泵采油生产中的细长抽油杆在各种复杂载荷的作用下断脱现象时有发生,且随着泵挂深度的增加,抽油泵效率亦有所下降,严重影响了油井的正常生产。一些油田相继采用助抽器来解决上述问题,但未取得应有效果,主要是助抽器安装不合理及与抽油泵型号不匹配造成的。提出一种新的安装使用方法,分析了安装助抽装置后的多级抽油杆的力学行为,推导出此种情况下多级抽油杆的变形量及应力计算公式,并结合实际算例进行验证,以期指导工程应用。

C_(60)掺杂向列相液晶中光栅衍射选择性的分析

利用琼斯矩阵(Jones matrix)方法对C60掺杂向列相液晶中光栅衍射选择性进行分析.给出两束p-偏振光在液晶样品中产生相位全息光栅的透射矩阵,通过探测光的矢量和光栅透射矩阵的琼斯矩阵运算,可以探测衍射光束的偏振态与入射光偏振态的关系.分析发现对于p-偏振的探测光,透射光和正、负一阶衍射光的偏振态均为p-偏振,且正、负一阶衍射效率相同;对于s-偏振的探测光只有透射光存在,可见记录的相位光栅表现出光栅衍射的选择性.

隔膜式液力抽油泵的设计与分析

鉴于有杆抽油泵系统的抽油杆断脱、偏磨事故时有发生,现有无杆抽油泵存在结构复杂、运行不平稳、采出液与动力液混合等缺陷,设计了一种新型抽油泵。该泵由地面液压系统对泵体中心管内的动力液加压、卸压,通过与碟簧的共同作用控制橡胶囊的胀缩,实现举油功能,且可有效避免动力液与采出液混合现象的发生。详细阐述了该泵的结构组成及工作原理,通过建立等效模型、拟合橡胶囊排液曲线观测橡胶囊的排液趋势,以期寻找出地面液压系统的合理换向加压点,为确定恰当的冲次提供理论依据,并深入分析该泵的理论排量。最后,根据该泵的自身特性及下泵过程中可能出现的问题提出具体的连接方式,以期指导实际的工程应用。

光折变液晶系统的表面电荷调制模型

为了研究载流子的注入对液晶盒中电压的影响,构建了光折变液晶系统中表面电荷调制的载流子注入模型。在外加直流电场的作用下,液晶中的载流子向表面聚集,形成界面双电层。该双电层屏蔽了大部分的外加电场,使外加电压基本上都降落在界面双电层上。非均匀光照射时,在光亮区,来自于ITO电极的电荷将越过界面,产生载流子复合。而处于暗区的表面电荷密度基本保持不变,界面电荷层继续屏蔽外加电场,在液晶体内形成了与光强空间分布相对应的空间电荷场。基于以上模型,给出了界面附近的载流子和电场的动态演化过程,理论分析与已有的实验结果非常吻合。

向列相液晶中空间光孤子的研究进展

对向列相液晶中空间光孤子产生机制进行了详细的阐述,并对其目前的研究进展进行了概括介绍。最后,对它们的应用前景进行了展望。

助抽装置的应用对抽油泵泵效的影响分析

在有杆泵抽油过程中,影响泵效的因素很多,其中最主要的是抽油杆、油管的伸缩变形和抽油泵的间隙漏失,且以抽油杆在传递能量过程中消耗的能量为最,几乎占据光杆功率的一半,致使抽油泵泵效极具降低。着重研究使用助抽装置前后抽油杆的伸缩变形及泵的间隙漏失对泵效的影响对比,为实际的工程应用提供相应的理论基础。从理论分析及实例计算可知,助抽装置的应用可减小抽油杆的伸缩变形量、降低泵的间隙漏失,在很大程度上提高了抽油泵的泵效,增加了油田的产量与效益。

麦克斯韦-玻尔兹曼分布在易辛模型中的应用

麦克斯韦-玻尔兹曼分布给出了系统在任一微观状态下的玻尔兹曼概率,从而可以计算系统中宏观观测量的统计平均值.但在实际计算中,由于系统可能微观状态数随系统晶格格点数增大而指数增大,往往无法进行计算.本文以易辛模型为例,介绍了如何从玻尔兹曼概率的角度研究系统可能微观状态的演化过程,从而可以只考虑高概率的微观状态.使用该方法,研究了二维易辛模型的平均每自旋的基态能量和平均每自旋的磁化率随温度的变化关系.