大型U型渡槽正常运行寒潮期仿真分析

针对跨流域调水工程中关键的裂缝问题,通过对南水北调中线湍河渡槽运行期寒潮工况和保温工况的计算分析,归纳了大型U型渡槽秋冬寒潮工况下温度场、温度应力分布规律及裂缝可能出现区域。结果表明,U型渡槽运行期遭遇寒潮可能导致边墙外侧和底板底面出现裂缝,建议应采取一定保温措施。

寒潮对碾压混凝土重力坝的影响性分析

根据碾压混凝土重力坝设计和施工组织安排，采用三维有限元浮动网格法对遭遇寒潮冷击时坝体的温度场和应力场进行了仿真计算。如不采取任何温控措施，寒潮冷击必然会给坝体上下游面带来破坏性的影响。计算结果表明，对刚刚浇筑的混凝土表面加强保护可防止产生大量的裂缝。

面向空间引力波探测任务的微推进技术研究进展

微推力器是实现空间引力波探测中无拖曳控制任务的关键。本文在分析空间引力波探测无拖曳控制系统对微推力器要求基础上,通过微推进技术原理开展分析,梳理出了满足要求的微推力器,包括冷气推力器、波电离离子推力器、会切磁场型霍尔推力器和场致发射推力器4种备选方案,并介绍了4种推力器以及基于推力器的无拖曳控制国内外相关研究现状。在此基础上,本文介绍了天琴计划开展以来针对这几种微推力器的研制进展,并对后续应用于引力波探测的微推进技术研究方向进行展望。

高速铁路高墩结构寒潮温度场及温度应力研究

目前国内外对高速铁路空心高墩寒潮温度应力研究不多。为了研究寒潮作用下高速铁路高墩结构温度场及温度应力分布,以贵广铁路幸福源双线特大桥12号桥墩为工程背景开展研究工作。该墩为矩形空心墩,墩高80 m,钢筋混凝土结构。浇筑墩身混凝土同时在墩壁内预埋多个温度传感器,选择寒潮来袭时,现场实测了12号墩内寒潮温度场分布,再通过有限元计算对桥墩内寒潮温度场进行了计算验证,采用回归分析得出寒潮温度场在墩壁内按指数曲线分布,归纳出了桥墩内寒潮温度场分布曲线方程。并根据实测得到的桥墩寒潮温度场,采用有限元软件ANSYS分析了桥墩内寒潮温度应力,同时对不同寒潮降温下桥墩内温度应力进行计算研究,归纳总结出寒潮降温与墩壁内温度应力的对应关系。

近44年无锡寒潮天气变化特征分析

利用无锡市1959～2002年共44a的逐日最低气温资料,分析了无锡寒潮发生的特点。分析结果表明:无锡寒潮的年发生次数有线性减少趋势;寒潮减少主要发生在10月、12月、4月。分年代看,从20世纪60年代到80年代逐年代减少,但90年代又增多。寒潮减少与降温幅度减小、最低气温升高有关,其中最低气温升高是其主要影响因素。特征区域的500hPa高度场偏高是寒潮发生次数减少的直接原因。最后,针对多寒潮年和少寒潮年的环流特点,给出了500hPa典型距平场特征。

基于QN混合风场和SWAN模式的一次冷空气海浪场模拟分析

基于目前国际先进的第三代近岸海浪模式SWAN(Simulating WAves Nearshore),以QN(QuikSCAT/NCEP)混合风场为驱动场,对2009年1月中国海一次强冷空气海浪场进行模拟分析。结果发现:模拟数据与观测数据在走势上保持了非常好的一致性,模拟的波高略小于观测波高,模拟数据的曲线走势较为光滑,观测数据则起伏较为明显。以QN风场为驱动场,可以很好地刻画此次冷空气过程在中国海造成的海浪过程。

大型U型渡槽正常运行期寒潮降温影响分析

重点分析了不同降温幅度及降温速率对大型U型混凝土渡槽温度场影响,计算结果表明,秋冬季寒潮降温可能导致槽身出现较大的内外温差及温度梯度,导致出现裂缝,影响渡槽正常使用,应采取必要的保温措施以抵御寒潮袭击。

海表温度与低层气温对江苏沿海冬季近地层风场特征影响研究

统计分析与数值模拟的江苏省沿海地区冬季风场状况显示,近地层风场对海表温度与低层气温的季节性以及短时过程演变都有显著响应。风速场表现为风速自内陆向海上增加,等值线与海岸线走向一致,风速梯度在沿海岸线的近海最强。季节性特征为:夏季低风速频次多,冬季高风速频次多;随着高度的增加,相同等级的大风风速在冬季出现频次明显高于夏季。寒潮入侵时,江苏自北向南气温降温幅度递减,海温响应的演变趋势类似,但降温幅度小。具有冷锋与副冷锋的寒潮降温呈三个阶段:(1)先缓降后速降,(2)弱回升,(3)再次降温。大风伴随降温,风速的明显减弱滞后于气温的速降,随着气温回升风速增大,对应副冷锋的降温风速有二次滞后减弱。当近海SST数值增大后,海上风速极大值区强度减弱。同一纬度上,内陆地区风速增加,近海海域风速减小,大值中心仍处于江苏近海海上。当低层气温温差加大、冷锋强度增强时,气旋式风场的切变线后方的风向由偏西北转为偏北风,整体风场的响应强度增大,大值风速带主要位于江苏沿海中部。

多次寒潮冷击下薄壁闸墩施工期力学特性分析

气温骤降引发的寒潮冷击对混凝土结构受力状态有明显影响。鉴于寒潮在出现时期、连续发生次数上有不同特性,分别从温度场及应力场等角度,结合实际工程,研究了施工早期与后期寒潮及连续寒潮冷击下薄壁闸墩结构的受力特性。研究表明,早期寒潮冷击下,闸墩温度波动大,但应力波动小;后期多次寒潮冷击下,温度波动小,但应力波动幅度大,易导致闸墩表面开裂。

龙滩大坝仓面长间歇和寒潮冷击的温控防裂分析

结合龙滩高碾压混凝土重力坝的设计和施工组织安排,进行了坝体最不利长间歇仓面和在长间歇期间遭遇坝区最大一次寒潮冷击的坝体温度应力的三维有限元仿真计算。计算结果表明,在不利高程262m仓面长间歇不会导致混凝土裂缝的产生;但是,如不采取任何温控措施,寒潮冷击必然会给坝体上下游面带来破坏性的影响,比如坝上游面劈头缝的产生。经对寒潮来临前采取不同保温措施的温度应力计算分析,建议在低温季节来临前就应适时采取2 5cm厚的泡沫塑料板进行坝体表面保温。另外,龙滩大坝还需采取综合性的温控防裂措施,以确保大坝不裂。

基于Spindt冷阴极的行波管电子枪设计

针对X波段小型化Spindt冷阴极螺旋线行波管进行了电子枪设计。基于皮尔斯型电子枪结构,联合PPM高频聚焦系统,以电子注聚焦特性为优化目标,采用CST粒子工作室对电子枪结构和工作参数进行了优化设计,获得了30 mA工作电流下电子注填充比为0.68的良好电子注聚焦。在此电子枪结构和高频结构下,分析了特定电流下电子注聚焦与轴向磁场的关系以及特定磁场下电子注聚焦与工作电流的关系,研究结果表明,皮尔斯型电子枪结构实现电子注良好聚焦的电流密度阈值约为5 A/cm 2,为冷阴极行波管电子枪设计奠定了理论基础。

真空微电子微波管

本文在扼要地提及真空微电子学的主要进展（如：场发射阵列，场发射显示器和微波毫米波器件等）后，主要叙述了发展真空微电子微波管的主要内容、问题及其意义。场发射阵列的三个重要特点（冷阴极、高发射能力和栅极控制）可用于发展新一代的高频率、高效率、高功率、超小型和长寿命的面向２１世纪的高性能微波管：真空微电子微波管。双栅极场发射阵列、电子流的形成与维持、与其相匹配的互作用电路、特殊的器件结构和相关的制管工艺技术等，是发展真空微电子微波管的主要课题。

寒潮影响下江苏沿海风浪场数值模拟研究

基于第三代浅水波浪数值预报模型SWAN,建立自西北太平洋嵌套至东中国海、江苏沿海的三重嵌套模型,对2010年12月12日至15日江苏沿海寒潮大风引起的风浪过程进行了数值模拟研究。利用西北太平洋和江苏沿海实测数据对模型进行了验证,结果表明SWAN嵌套模型能较好地模拟江苏沿海寒潮风浪场的时空分布。通过响水站实测数据对江苏沿海底摩擦系数进行了率定,研究表明选取Collins拖曳理论中摩擦因数C_f=0.001时,有效波高模拟误差相对较小。寒潮风浪场的特征分析表明,有效波高分布与风场分布基本一致,寒潮风浪在江苏沿海北部影响较为显著,辐射沙洲附近由于其特殊地形影响相对较小。

寒潮对碾压混凝土拱坝施工期温度应力的影响

结合一碾压混凝土拱坝工程实例,采用大型商业有限元软件ANSYS进行建模,应用生死单元来模拟碾压混凝土的浇筑,依据实际工程施工进度和碾压混凝土的热力学参数,对碾压混凝土拱坝在施工期间有无寒潮以及采取表面保温措施三种工况进行仿真计算。计算分析表明:寒潮对坝体表面温度以及最大主应力影响大,容易造成表面裂缝;对碾压混凝土拱坝采取表面保温措施,可显著地减少寒潮的影响,为碾压混凝土拱坝施工期的温控设计提供了参考依据。

冷阴极行波管电子枪设计

针对X波段冷阴极小型化螺旋线行波管电子枪设计,基于皮尔斯型电子枪结构,采用CST粒子工作室对工作电流为30mA的行波管电子枪与PPM聚焦系统进行了电子光学联合仿真与优化设计,确定了电子枪结构参数和工作条件,获得了满意的电子注聚焦参数,实现了小型化PPM聚焦行波管的电子注良好聚焦。

寒潮侵袭作用下混凝土箱梁桥温度场实测研究

基于某大跨连续刚构桥的长期实测气象和混凝土温度数据,对寒潮侵袭作用下混凝土箱梁桥温度场的分布特点以及变化规律进行了分析,结果表明:寒潮侵袭作用下,箱梁顶板存在较大的横向温差,箱室周围的板沿壁厚方向容易出现较大的温度梯度。

宁夏石嘴山一次强寒潮天气诊断分析

为提高石嘴山市寒潮天气预报水平,做好防灾减灾工作,利用常规气象资料和数值预报产品资料,应用天气学分析和诊断分析方法,对2009-01-21—23石嘴山市强寒潮天气过程的环流形势、单站气象要素的变化及成因进行了系统的分析.结果表明,该次寒潮天气过程是在前期强烈升温的基础上,强冷空气在西西伯利亚地区堆积并向南侵袭所造成的.500hPa横槽转竖是产生寒潮天气的关键点,地面蒙古气旋的东移及地面冷高压强度达到1069.5hPa是寒潮爆发南下的必要条件,850hPa冷平流是产生强降温的主要原因.

寒潮对导墙坝段施工期温度应力影响研究

导墙外侧边界对外界温度变化非常敏感,寒潮使周围环境温度骤降进而将导致混凝土表面和内部呈现较大温差,引起温度应力过大和出现温度裂缝等问题。针对旬阳水电站右导墙坝段,采用三维有限元法,模拟坝段施工过程,对无寒潮无保温、有寒潮无保温和有寒潮有保温3种工况进行温度场和应力场仿真计算研究。结果表明:寒潮过程对坝段表面温度影响较大,在坝段表面产生了较大拉应力,对坝段内部温度和应力几乎没有影响;寒潮发生时,采用5 cm厚的泡沫塑料板进行保温,可使坝段表面温度提高8.0℃左右,表面最大应力小于过流面抗冲磨混凝土允许拉应力,能有效避免寒潮引起的温度裂缝。研究成果可为类似工程提供借鉴和参考依据。

长江口外海域波浪场数值模拟

采用MIKE21的SW模块,选用麦莎台风和2006年1月的一次冷空气,对不同极端天气系统下长江口外海域的波浪场进行模拟,计算结果与实测值吻合较好,分析说明不同天气系统下波浪场的分布具有显著不同的特征,同时验证了模型在该海域有较好的适用性。

场致发射真空大功率发射管在短波发射机上的应用

随着纳米技术的发展,真空场致发射技术已越来越成熟,逐步从理论走向了应用。把真空场致发射原理应用于大功率的真空电子发射管,从技术的角度来说已经相当成熟,利用这种新型的电子发射管设计的新式广播发射机,其性能远远超出目前的任何一种广播发射机。