激光与近相对论临界密度薄层相互作用产生大电量高能电子束

研究了激光与近相对论临界密度等离子体薄层相互作用时所产生的高能电子束的主要特征,包括平均有效温度以及截止能量等.实验结果表明,电子束的电量超过nC量级,平均有效温度可达8 MeV以上.PIC数值模拟证明,近相对论临界密度等离子体内,相对论自透明效应和激光钻孔效应共同形成一条磁化等离子体通道,电子与激光将在角向磁场的协助下发生Betatron共振.激光可将电子直接加速到很高能量,因此电子束平均有效温度("斜坡温度")远远超过Wilks定标率预计的平均温度.该研究为产生高亮度X射线源提供了一种新的可能途径.

大规模WSN协同检测的节点临界密度

以移动目标的协同检测概率为网络覆盖的评价指标,提出了一种面向移动目标协同检测的大规模无线传感器网络(WSN)在二维平面上随机撒播节点归一化密度和检测概率三角形分析模型(TAM).采用归一化和二项式随机分布分析方法,得到了协同节点数为3、目标归一化路径长度小于1时最坏情况的节点归一化临界密度(NNCDT)上限;分析了节点归一化密度对网络协同检测性能的影响.根据仿真结果分析了目标移动速度与传感器的检测时间和判决门限对NNCDT影响规律,结果表明,TAM的NNCDT可以较准确地被协同检测概率和归一化路径长度确定,可为节点实际部署提供参考.

零程过程的临界密度的数值模拟

零程过程(Zero-Range Process以下简称ZRP)的临界密度是我们所关注的,在随机动力学规则下已经能解析得出,但在其他的动力学规则下还不能解析求解。我们引入了一个新的参量局域化系数来度量系统粒子分布的局域性,数值模拟了在随机动力学规则下的局域化系数随粒子密度的变化关系,得到临界密度,结果与解析得到的系统临界密度相符。这样我们可以通过数值来得出其他动力学规则下的临界密度。

挠率和宇宙临界密度的修正

本文指出,应用Poincare's引力规范理论,考虑时空挠率对宇宙临界密度的修正,能使我们从另一途径、寻找失踪的质量。

相对论强激光与近临界密度等离子体相互作用的质子成像

近临界密度是激光等离子体相互作用中能量吸收和高能电子产生的重要等离子体参数区间.利用激光加速产生的质子束作为电磁场探针,研究了超强激光与近临界密度等离子体相互作用产生的等离子体结构及其时间演化.实验发现,初始均匀分布的质子束穿过近临界密度等离子体后分裂为两个斑.两个质子束斑的间距随着作用时间先增大后减小.并且两个束斑呈不对称分布.分析认为,幅度约为10^9V/m的不对称分布瞬变电场是产生质子束偏折和分裂的主要原因.粒子模拟的结果也验证了这一解释.该研究对激光尾场电子加速、离子加速、惯性约束聚变快点火方案研究等有一定的参考价值.

固井洗井液临界密度设计方法研究

针对目前现场固井洗井液密度设计过高,严重污染地层的实际.采用固井洗井液临界密度的计算方法,降低现场固井洗井液密度,减少高密度洗井液对地层造成的伤害。固井洗井液,临界密度设计方法改变了水泥浆在失重后有效压力相当于静水柱压力的理论,综合水泥浆液柱压力和胶凝强度的影响.重新计算了水泥策候凝期间对地层的有效作用力.并通过压稳原理确定了固井洗井液临界密度计算方法。该计算方法考虑到水泥浆胶凝强度的影响.通过统计回归方法确定了理论公式.具有较强的科学依据。应用洗井液临界密度固井.能够在保证固井质量的前提下,减少由于钻井压差造成的地层伤害,又具有较强的实际操作性。便于现场监理对固井洗井液密度监督检查。

液化天然气翻滚临界密度差的数值研究

液化天然气(liquefied natural gas,LNG)在充装和储运过程中,密度差分层现象易导致翻滚行为,对LNG储罐安全造成极大威胁。当初始密度差小于临界密度差时,储罐内相邻两层LNG的混合过程较平稳;当初始密度差大于临界密度差时,LNG翻滚强度显著增大,混合过程趋于剧烈。因此,研究不同罐容储罐的翻滚现象与临界密度差之间的联系尤为重要。采用商业数值软件FLUENT分别对5000、10000、30000、50000、80000、100000、120000、160000 m 3储罐内分层LNG的翻滚现象进行数值分析,获得多罐容LNG储罐内的翻滚现象随初始密度差的变化规律,并确定各罐容的临界密度差范围。研究发现:LNG翻滚流速随着分层初始密度差的增加而增加,初始密度差是影响LNG翻滚的直接原因;同时,LNG翻滚的最大速度与初始密度差呈线性关系,即:当初始密度差越大,翻滚时最大速度越大,表征翻滚越剧烈,该线性关系式中的系数并非定值,其大小与储罐高度和直径等尺寸参数相关;此外,LNG发生翻滚时存在临界密度差,与储罐直径满足二次方函数关系,临界密度差随着储罐直径的增大而减小,分层的LNG达到临界密度差而更易发生剧烈翻滚现象;最后,针对不同储罐罐容,提出临界密度差区间,且大容量的储罐装载分层LNG时更易产生翻滚现象。

宇宙临界密度学说自相矛盾无法自圆其说——大学物理学教材析疑

通过引述几本具有代表性的大学物理学教科书中对宇宙演化的膨胀与收缩取决于天体物质密度与宇宙临界密度的相对大小的说法，指出了如果将宇宙收缩过程的所谓临界密度学说应用于宇宙膨胀过程就会自相矛盾，并解释了为什么会产生这种矛盾的错误．最后给出了能够自圆其说的正确答案：宇宙的膨胀与收缩取决于物质形态的互相转化和质量与能量的相互转换——当质量全部转换成了能量，宇宙就会由收缩转而膨胀；而当能量全部转换成了质量，宇宙就会由膨胀转而收缩．奇点只有能量，没有质量密度．

小型堆中窄矩形通道自然循环临界热流密度实验研究

针对窄矩形通道在换热过程中有较高功率密度的问题,本文为了解决在小型反应堆中的应用,采用所搭建的小型窄矩形自然循环通道,进行实验研究,并结合BP神经网络方法对实验数据进行预测,分析在不同参数工况下临界热流密度随不同参数的变化情况以及不同参数对临界热流密度的影响程度。研究结果表明:质量流量与系统压力对临界热流密度点的影响呈现正相关;出口干度对临界热流密度呈现负相关;且质量流量对临界热流密度的影响程度最大;压力对临界热流密度的影响程度最小。利用相关实验数据,基于影响因素大小,通过BP神经网络方式,建立了适合于自然循环窄通道小堆的模型。BP神经网络算法的预测值与实验值符合良好,误差为10%;Katto模型与实验数据相比误差较大,Zhang公式和拟合公式的误差较小,所建立的临界热流密度模型可作为窄矩形通道自然循环临界热流密度的计算公式。

亚临界压力下二氧化碳传热特性及临界热流密度预测模型研究

二氧化碳(CO_(2))布雷顿循环系统有着紧凑、高效、灵活的特点在第三代光热系统和第四代核电系统中具有良好的应用前景,而CO_(2)传热恶化现象影响着机组的安全运行。为研究竖直上升管内CO_(2)的传热恶化现象,在实验室建立了CO_(2)传热特性系统,对比了亚临界与超临界状态下CO_(2)传热特性,获得了热工参数对CO_(2)传热恶化的影响规律,并建立了CO_(2)临界热流密度预测关联,预测值与实验值吻合良好,误差在±30%以内。研究结果表明:亚临界压力下,CO_(2)发生传热恶化时壁温峰值更高;远离临界压力,增加质量流量均有利于抑制传热恶化的发生。

基于高精度子通道程序的棒束临界热流密度机理模型

传统棒束临界热流密度关联式受限于子通道粗糙的划分方式以及棒表面局部参数计算的不准确性而无法有效外推,针对特定燃料组件开发的棒束临界热流密度关系式只能用于特定的棒束几何结构。对于导向管存在的棒束结构仍需额外的修正,不满足局部现象假设,无法实现真正的预测。为满足新型燃料组件以及新型堆等不同棒束几何下临界热流密度的预测需要,基于西安交通大学开发的高精度子通道程序建立了棒束临界热流密度机理模型。高精度子通道程序在原有子通道划分的基础上进一步细分,并结合格架分布式阻力模型使流场的计算更加细致准确。对基于高精度子通道程序开发的棒束临界热流密度机理模型进行了验证,预测值与实验值之比的平均值为0.99,均方差为4.69%,且无需对冷壁效应进行额外修正。

基于临界电子密度的多载波微放电全局阈值分析

多载波微放电即发生在宽带、大功率真空无源微波部件中的二次电子倍增放电现象,是影响空间和加速器应用中无源微波部件长期可靠性的主要隐患.多载波微放电全局阈值功率的预测对于工作在真空环境中的微波部件至关重要,但迄今尚无有效方法进行上述阈值的准确分析.本文将微放电发生过程中二次电子分布区域等效为等离子体,通过在理论上建立微波部件的电磁特性和电子密度间的对应关系,提出了一种基于测试系统可检测水平的多载波微放电全局阈值功率分析方法.为了能够通过蒙特卡罗优化方法得到全局阈值,进一步基于电子加速的类半正弦等效,提出了微放电演化过程中电子数涨落的快速计算方法.基于以上两种方法得到的针对实际微波部件的全局阈值分析结果与实验结果相符合.不同于传统基于多载波信号功率分析的经验方法,本文基于临界电子密度判断依据和电子数涨落快速计算,为多载波微放电全局阈值的准确预测提供了一种高效的分析方法.

LNG储罐翻滚模拟及临界密度差

LNG储罐翻滚会给储罐的安全运行带来极大威胁。建立了LNG储罐翻滚的物理模型和数学模型,针对目前LNG接收站常用的16×10^4 m^3储罐,利用Fluent软件进行了不同初始密度差下储罐内LNG翻滚过程的数值模拟,得到了LNG储罐内的翻滚随初始密度差的变化规律。研究结果表明：初始密度差越大,翻滚发生得越早,翻滚越剧烈。存在临界LNG密度差,当初始密度差小于临界密度差时,储罐内相邻两层LNG的混合过程较为平稳;当初始密度差大于临界密度差时,翻滚强度明显增大。提出并定义了翻滚系数,并以其作为判断储罐内LNG翻滚强度的判据,计算得到16×10^4 m^3储罐的临界密度差区间为2-4 kg/m^3。

临界电流密度的非均匀性对超导薄板电磁力学特性的影响

高温超导材料因其高载流能力、低交流损耗等优点而备受科学界和工程技术领域的广泛关注,然而,在实际应用中出现的一系列电磁力学问题严重阻碍了其在工程技术领域的发展。基于此,该文开展了临界电流密度的非均匀性对矩形超导薄板内电学及力学特性影响的研究。考虑临界电流密度沿超导薄板宽度方向非均匀分布,给出了薄板内感应磁场及感应电流分布的解析表述,基于超导临界态Bean模型和弹性力学平面应力方法,得到了超导薄板内磁通钉扎力、应力、应变及磁致伸缩的解析表达式。计算结果表明,临界电流密度的非均匀性并不改变超导薄板内的磁通钉扎力、应力及应变沿板宽度方向的分布规律。然而,非均匀分布的临界电流密度促使薄板内的磁通线穿透深度增大,超导薄板内的最大压应力值增大,且最大压应力发生的位置随传输电流的增大向薄板中心靠近。当传输电流从最大值减小时,薄板内产生的最大拉应力值减小。临界电流密度非均匀分布时,薄板内发生的最大磁致伸缩量较均匀分布情形下显著减小,磁致伸缩曲线形态发生改变。因此,临界电流密度的非均匀性是超导材料力学和电学性能的研究中不可忽视的因素。

周期量级超短激光脉冲在近临界密度等离子体中形成的光孤子

利用一维粒子模拟程序 ,观测到周期量级的超短激光脉冲在等离子体中可以以孤子形式传播 .它在一定密度等离子体中以较高的群速度向前传播 ,并在到达等离子体与真空界面时发生反射和透射 .当入射激光脉冲强度增大时 ,非线性调制效应使它产生较大的频率下移 ,致使光孤子传播速度变小 .另外 ,对于同样光强下的几十个周期以上的光脉冲 。

高温超导体临界电流密度非均匀分布研究进展

高温超导体因其优越性能和广泛应用前景受到了研究人员和业界人士的高度重视。在实际应用领域中,交流损耗关系着超导材料和系统的安全性、稳定性和经济性,所以准确计算并寻找降低交流损耗的方法对其产品商业化有着举足轻重的作用。近年来,众多研究人员基于不同的技术和方法对临界电流密度非均匀分布形式和对交流损耗的影响进行了研究。本文综述了高温超导体临界电流密度非均匀分布的理论模型和交流损耗数值计算方法,讨论了不同分布形式对交流损耗的影响。同时,本文还提供了利用磁场、交流损耗等宏观实验数据反演临界电流密度非均匀分布形式的方法。这些方法能为实际工况应用中高温超导体的设计和生产提供理论支撑。

CO_2+乙醇二元体系超临界密度与临界性质的关系

在5～10MPa的压力范围内,利用恒容静态平衡法详细测定了不同乙醇含量下不同密度的超临界CO_2+乙醇二元体系的温度和压力的变化关系,并测定了该二元体系的临界温度和临界压力。其中乙醇摩尔分数的范围为0～2％,描述了不同乙醇含量的该二元体系的 PTρ图,发现超临界CO_2+乙醇二元体系的压力随着温度的增加线性增加,并且在确定乙醇浓度时P-T线具有一定的“收敛性”,收敛点随着乙醇含量的增加向高温高压方向移动。同时讨论了CO_2+乙醇二元体系的临界点与密度以及乙醇浓度之间的变化规律,发现确定密度下二元体系的临界点随着乙醇摩尔分数的增加线性增加,密度不同,则相应的临界点不同。计算了超临界CO_2+乙醇二元体系的临界压缩因子Z_c,描述了不同乙醇含量的Z_c-ρ图,结果发现超临界CO_2一元及二元体系的临界压缩因子随着体系密度的增加线性降低,并且可以通过Z_c-ρ图预测超临界体系的临界点P_c和T_c。

新的质量标度下奇异夸克物质的电荷与临界密度

应用自恰的热力学方式确定夸克质量公式中的参数 ,并进一步证明 ,在新的质量标度下 ,适量的负电荷仍然可以降低奇异夸克物质的临界密度 ,从而有利于在重离子碰撞实验中寻找strangelets.当然 。

风力发电机叶片临界防冰与融冰功率密度分析

根据风力发电机叶片防冰和融冰的物理过程,分析其加热融冰的基本条件,通过对防冰与融冰的热平衡过程分析,建立防冰和融冰在临界情况下热力学的物理数学模型,提出临界功率密度概念,并在人工气候实验室对模型进行试验验证,试验结果和计算结果吻合较好。研究结果表明:在进行电加热防冰和融冰时,其加热功率密度必须大于临界功率密度;临界防冰功率密度是环境温度和风速的函数,临界融冰功率密度是环境温度、风速、冰层厚度和单位时间覆冰量的函数;临界防冰功率密度随着风速增加而变大,随着外界温度的增加而变小;临界融冰功率密度随着风速和覆冰量的增加而变大,随着冰层厚度和外界温度的增加而变小。

不同流道间隙下矩形通道临界热流密度的实验研究

在氟利昂工质条件下，进行1-3mm间隙的矩形通道临界热流密度（CHF）的实验研究。研究发现，在1-3mm间隙的矩形通道内，随着压力的升高，CHF稍有下降；质量流速对CHF的影响呈非单调关系，在低含汽率区随着质量流速的增大，CHF增大；在高含汽率区，随着质量流速的增大，CHF减小；临界含汽量的增加导致CHF明显降低。综合分析表明，在本实验工况参数范围内，流道间隙范围为1-3mm的矩形通道在相同的工况参数条件下，其CHF基本不受流道间隙的影响。