燃弧参数对小间隙真空电弧特性的影响

阳极表面能流密度(EFD)分布可以表征极间等离子体对阳极的加热作用,是重要的真空电弧特性参数。为此,在前期建立的真空电弧磁流体动力学(MHD)模型的基础上,引入边界条件,计算了小间隙中超音速电弧和亚音速电弧的阳极表面能流密度参数,并进一步分析讨论了电弧电流、触头开距、触头半径和纵向磁场(AMF)等燃弧参数变化对该参数的影响。研究结果表明:1)当电弧电流增大时,上述参数均增大,且向弧心收缩加剧,亚音速电弧收缩更加明显;2)当触头开距增大时,上述参数也向弧心区域逐渐收缩;3)当触头半径增大时,上述参数均逐渐减小,且沿径向分布越来越均匀;4)当纵向磁场增大时,上述参数的径向分布越来越平缓。上述燃弧参数变化对阳极表面能流密度的分布均有影响,因此,减小触头开距、增大触头半径和纵向磁场均能抑制阳极表面能流密度的收缩,减少输入阳极的能量,提高真空开关开断性能。

石蜡复合混凝土太阳能相变蓄能炕系统的热性能研究

设计了一种以相变材料石蜡与混凝土相结合相变蓄能炕采暖系统,并将其与传统火炕、纯混凝土炕和纯石蜡炕进行了对比分析.在供热温度35℃、供热流量0.95L/min实验条件下,测试了系统炕面温度、石蜡温度、进出口温度和炕面热流密度等参数.实验结果表明:石蜡混凝土炕面温度分布均匀,其炕头、炕中和炕尾温度无明显差异,供热效果与纯石蜡炕相近,且系统初投资比纯石蜡炕节省了30%.石蜡混凝土炕面平均温度为33.29℃,比传统火炕高10℃,炕面降温速率却仅为传统火炕的15%.与纯混凝土炕相比,由于结构不同,石蜡混凝土炕体在炕面平均温度、夜间温度下降速率、炕面热流密度和供回水温差特性上均优于纯混凝土炕.

卫星遥感结合地面观测估算中国西北区东部地表能量通量

采用定西麦田微气象观测站和试验区其它地区36个自动气象站、91个常规气象站资料，结合NOAA-16卫星的AvHRR资料，用地表能量平衡算法（SEBAL）推导中国西北区东部4～8月的日平均地表净辐射、感热、潜热、土壤热通量密度和波文比的区域分布特征，并按土地覆盖类型的不同分别统计沿黄灌区、冬春小麦雨养农田、草地、森林和沼泽草甸等不同地表的能量通量特征。结果显示：作物不同生育期，自南向北由湿润的常绿林区经半干旱雨养农业区直到干旱的荒漠地带，地表能量输送存在巨大的地区差异。计算结果与实测值之间的平均绝对百分误差为4％～21％，两者基本相符，该方法在算法上解决了用卫星资料反演地气温差的难点问题，提高了感热通量区域分布的计算精度。

电磁波全反射现象的教学探讨

本文就"电磁场理论"课程中电磁波全反射现象的教学进行了深入分析,从电磁波在介质分界面上的反射和折射入手,导出全反射条件,分析全反射时透射波的波场和能流特点,以及给出全反射现象在实际中的应用实例。我们通过这种教学过程使学生深刻掌握了全反射这一重要知识点,在实践中取得了良好的教学效果。

电子辐照下聚酰亚胺材料表面充电特性研究

目的研究多因素条件下航天用典型介质材料聚酰亚胺表面充电特性。方法利用空间介质材料表面带电地面模拟实验系统,以电子枪辐照材料模拟空间带电环境中航天器材料表面带电过程,以航天器上常用的介质材料聚酰亚胺为研究对象,研究不同电子能量、不同束流密度和不同厚度下聚酰亚胺表面充电特性。结果聚酰亚胺表面电位随着电子能量、束流密度和厚度的增大而增大,电子能量越高,束流密度越大,聚酰亚胺表面充电平衡时间越短。结论航天器介质材料表面带电程度与空间带电环境的电子能量、束流密度和介质材料本身结构紧密相连,研究多因素作用下航天用典型介质材料表面充电特性,将为航天器带电防护设计提供数据支持。

非线性介质的表面等离子体波导设计和优化

设计了一种基于非线性介质Si-NC/SiO2的混合表面等离子体波导,利用有限元方法定量分析了这种波导所支持基模的能流密度分布、有效折射率、传播长度和有效面积与几何结构参数以及非线性介质的依赖关系.分析结果表明,光场主要被限制在非线性区域,通过调节非线性层的厚度以及非线性比例因子,可以实现模式的有效折射率和传播长度等传输特性参数的调节.固定非线性介质比例因子,有效折射率和传播距离随非线性层厚度增加而增大;固定波导尺寸,有效折射率随比例因子增大而增大,传播距离和有效面积较小.最后,根据分析结果对非线性效应进行优化,优化后波导最优结构尺寸为波导宽度为250nm,非线性材料层厚度为100nm,硅层厚度为150nm.

等离子体浓度对离子撞击材料表面能量通量的影响

研究了射频鞘层中离子轰击材料表面的能量通量与等离子体浓度之间的关系。在射频鞘层模型基础上,推出了离子轰击材料表面的速度、浓度及能量通量的表达式。分析了等离子体浓度对离子能量通量的影响。实验数据与理论分析有较好吻合,验证了理论分析的正确性。等离子体浓度对离子能量通量起双重作用:一方面,等离子体浓度的增加削弱离子能量;另一方面,等离子体浓度增大使轰击材料表面离子的数量增加。等离子体浓度较低时,前者的作用较大并且影响比较显著;随等离子体浓度升高,后者的作用增大,并且等离子体浓度对离子能量通量的影响趋于平缓。

集中力作用对挠曲柱面镜面型的优化分析

以近年来开发的挠曲柱面反射镜为研究对象,提出一种在玻璃平板两端施加对称集中力,从而改善面型、优化聚光效果的方法。首先分析利用集中力优化面型的可行性,然后具体建立优化后镜面的数学模型。最后用SolidWorks软件实体建模并通过光学分析软件TracePro模拟光路系统,同时搭建新型槽式集热器实验平台,以分析其聚光特性。模拟及实验结果表明,优化后的反射镜焦斑能流密度的分布更加理想。