反剪切剖面下的非共振鱼骨模不稳定性混合模拟

利用磁流体动理学混合模拟程序M3D-K对具有反剪切剖面下的非共振鱼骨模不稳定性进行了线性模拟。在类EAST参数下,当安全因子最小值略大于1时,捕获高能量粒子可以激发非共振鱼骨模不稳定性。详细分析了高能量粒子比压的份额βhot/βtotal、中心螺旋角、注入能量、安全因子最小值qmin及其径向位置等参数对鱼骨模的影响。当螺旋角约为0.7时,模结构表现出双模扭曲特征。当qmin大于1.08时,不稳定性从鱼骨模向β诱导的比压阿尔芬本征模转移。从螺旋角为0.7的傅里叶分析和螺旋角为0.8的绝热系数扫描结果可以看出,非共振鱼骨模和β诱导的比压阿尔芬本征模可以同时存在,模频率与安全因子剖面向右移动的关系与理论分析一致。

EAST装置反剪切放电的数值模拟

利用TSC+LSC程序对EAST装置反剪切位形进行了数值模拟,反剪切等离子体由偏轴分布的LHCD来维持,并做了一系列的模拟来研究辅助加热投入时间对等离子体参数的影响。依据这些模拟,提出了一个新的控制安全因子分布的方案,这对托卡马克实验中的实时控制很有帮助。

轧制铝合金板材剪切与反剪切力学性能的研究

通过自行设计制造的剪切试验装置,开展交通工具中常用的5052-H32、6061-T6、7075-T651三种铝合金板材的剪切与反剪切力学性能、组织的变化规律研究。结果表明:在板材剪切变形强化和板材原始轧制缺陷的共同作用下,三种牌号铝合金随着板材厚度的增加,板材的抗剪强度均呈现出先增大再减小的变化规律;板材厚度为2 mm的三种铝合金在预变形-反剪切试验时其反剪切强度均明显低于单向剪切强度,而当板材厚度为4 mm和6 mm时,上述现象不明显。通过对比单向剪切与反剪切的断口SEM形貌可以看出,反剪切的断口中单个滑移平面的面积明显增大,而且滑移平面更加光滑、平整。

HL-2A装置反剪切阿尔芬本征模实验观测与模拟验证

利用AMC程序获取了不同最小安全因子(q_(min))情况下反剪切阿尔芬本征模频率(RSAE)的变化特征:当最小安全因子q_(min)>1时,RSAE频率随着q_(min)增大而增大;当q_(min)<1时,RSAE频率随着q_(min)减小而增大。这与简化RSAE色散关系给出的频率相符。在HL-2A电流爬升期间和锯齿期间分别发现了q_(min)>1和q_(min)<1情况下缓慢向上扫频的模。这些模的频率介于环向阿尔芬本征模和比压阿尔芬本征模之间,与AMC得到的RSAE模频率一致,模的径向结构由单一极向谐波组成,并且高度局域在q_(min)附近,具有典型的RSAE特征。

ARIES—RS反剪切托卡马克电站研究综述

ＡＲＩＥＳ－ＲＳ托马马克是一个概念性Ｄ－Ｔ燃烧的１０００ＭＷｅ电站。象早期的ＡＲＩＥＳ设计研究一样，ＡＲＩＥＳ－ＲＳ的最后设计是使用现有最好的物理和工程模型自洽地完成的。对单个系统以及系统界面和相互作用的详细分析均包括在ＡＲＩＥＳ系统代码中，以确保自洽性和向最低造价系统优化。ＡＲＩＥＳ－ＲＳ设计以反剪切等离子体运行，并采用了适中的环径比（Ａ＝４．０）。等离子体电流较小（Ｉｐ＝１１．３２ＭＡ）。

FEB反剪切位形堆芯物理

本文讨论了反剪切位形的特性和研究近况。从MHD稳定性和自举电流份额之间折衷考虑推导出它们之间的相互关系并得到先进托卡马克运行空间图，找到了合理的FEB反剪切位形（FEB－RS）工作范围及相应的温度、密度分布，计算了FEB－RS的堆芯物理参数。研究表明，在同样尺寸下堆芯等离子体性能大大提高。

具有过热蒸汽循环的紧凑反剪切托卡马克堆

紧凑反剪切托卡马克CREST是一个基于反剪切变β等离子体和水冷铁素体钢部件的有成本竞争力的概念堆。CREST适中的环径比A＝3.4和拉长度k=2.0非常类似于ITER先进模式等离子体的情况。在为确定聚变发展战略的同时提出这样一个基于ITER项目的概念应当是有价值的。实现竞争电成本（COE）是电力业最优先考虑的事情。高β和高热效率是实现竞争电成本（COE）最有效的参数。为了建成一个高效率的发电厂，已采用一个允许产生高的热效率（η＝41％）的过热蒸汽循环。用中性束电流驱动的电流分布控制和高速等离子体旋转致稳理想MHD活性，达到Troyon系数βN=5．5。成本评估已表明，在成本竞争力下CREST能产生约1.16GW(e)的电力。

JT—60U中半径大的输运垒的高性能反剪切等离子体

ＪＴ－６０Ｕ中反剪切等离子体的运行已扩展到了保持着一个半径大的输运势垒的低ｑ、高Ｉｐ区域，并达到了高的聚变性能。ＪＴ－６０Ｕ上获得的氚－氚（ＤＴ）等效功率增益的记录值为：ＱｅｑＤＴ＝１．０５，τＥ＝０．９７ｓ，ｎＤ（０）＝４．９×１０＾１９ｍ＾－３及Ｔｉ（０）＝１６．５ｋｅＶ。由正好位于ｑｍｉｎ位置内的电子密度。

JT—60U中具有内输运垒的反剪切等离子体的能量约束定标

基于JT-60U数据研究具有箱型内输运垒(ITB)和L模边缘的反剪切等离子体的能量约束定标。储能分成两个部分：L模基础部分相被ITB围着的芯部部分。芯部储能Wcore不仅仅随净加热功率Pnet而增加。芯部储能的定标可表示为Wscale＝Cε^-1fB^2p,fVcore，其中εf是ITB底部的反环径比，Bp,f是外中平面ITB底部的极向磁场，Vcore是ITB底部内部的芯部体积。该定标等于芯部极向β的条件，即εfβp,core＝C1，其中C1≈1／4。尽管Wcore几乎是与Pnct。无关的，但是估算的ITB区域的热扩散率在一定程度上与新经典扩散率有关，而且新经典输运与该数据是一致的。讨论了该定标的物理背景。

JT—60U全非感应电流驱动系统下具有大自举电流份额的准稳态高约束反剪切等离子体

在JT－60U托卡马克上首次获得了具有大自举电流份额（约80％）的准稳态反剪切等离子体。反剪切区的收缩受到内输运垒（ITB）层峰化的自举电流的抑制，并且ITBs在大半径处得以维持，它们与H模边缘坪顶结合，结果导致了高约束或2.2或H模定标持续了6倍能量约束时间或2.7s。另外，实现了自举电流和束驱动电流的全非感应电流驱动。

局部反磁剪切位形下高能量粒子模的线性不稳定性分析

在HL-2A装置等离子体放电参数下,模拟研究了局部反磁剪切位形时(存在具有同一安全因子值的多个有理面时)高能量粒子(EP)激发的m/n=2/1的高能量粒子模(EPM),并给出了含有EP驱动和环耦合效应的m/n>1模式的本征值方程。通过数值求解本征值方程,计算了径向模结构,并模拟了EPM增长率和模频率对于EP比压(βh)的依赖关系。计算结果表明,局部反磁剪切位形下捕获EP可以驱动全域的EPM不稳定性,其特征类似于m/n=2/1类鱼骨模,这为相关实验提供了理论解释。通过研究EP参数对模式的影响,发现随着粒子径向分布的平化,模式趋于稳定;当束注入能量增加时,强的阿尔芬连续谱阻尼将导致不稳定性增长率的减小。

反平面剪切(III型)加载下脆性岩石的断口分析

采用反平面冲剪和反平面剪切盒实验研究反平面剪切(III型)加载下脆性岩石断裂特征。反平面冲剪试样的断裂轨迹是一空间螺旋面,断口微观特征表现为沿晶断裂,晶体大部分有3个陡峭的台阶面,晶面出现较多的河流状和鱼骨状张拉条纹,试件破坏以张拉断裂(I型)为主。反平面压剪试样的断裂轨迹基本上沿原裂纹面,断口微观特征表现为穿晶断裂,晶面上多而密的平行线条纹和较多的岩屑表现出强烈的剪切破坏特征,试件破坏以剪切断裂(III型)为主。增加侧压可抑制裂纹尖端的拉应力,导致岩石产生沿原裂纹面扩展的反平面剪切(III型)断裂。反平面压剪实验是实现岩石III型断裂和测定岩石III型断裂韧度KIIIC的一种有效实验方法。

双周期涂层纤维增强复合材料反平面剪切问题

研究了双周期含涂层纤维增强复合材料在远场反平面载荷作用时的问题,利用Eshelby等效夹杂方法和Laurent级数展开技术,并结合双准周期Riemann边值问题理论,获得了其全场解析解,得到了应力场和有效模量表达式。与有限元结果的对照显示出本方法的效率和精度。考察了涂层参数对复合材料细观应力场和宏观有效性能的影响。当涂层刚度较大时,涂层内存在高的应力集中,且涂层刚度越大、涂层相对厚度越小,应力集中系数越大。纤维刚度对复合材料有效模量的影响也取决于涂层性能,非常软或非常硬的涂层都大大限制了纤维刚度对复合材料有效模量的贡献。

丁型肝炎病毒基因组核酶的反式剪切活性

目的观察丁型肝炎病毒2种基因组核酶(HDVgenomicribozyme,g.Rz)是否存在反式剪切活性。方法合成g.Rz74和g.Rz55的cDNA ,克隆入质粒pGEM 4Z ,体外转录获取核酶RNA ;同时从质粒pRz277B上转录出同源性底物RNA ,以α 32p UTP标志 ;再将核酶与底物按比例混合 ,在一定条件下观察是否出现剪切作用。结果启动反应30min后 ,可以观察到剪切产物 ,90min后剪切反应更加明显。结论 g.Rz74和g.Rz55均具有反式剪切活性。

功能梯度条共线Griffith裂纹反平面剪切冲击

研究正交各向异性功能梯度条中多个共线Griffith裂纹的反平面剪切冲击问题。材料两个方向的剪切模量假定按比例同时以特定的梯度变化。采用Laplace和Fourier变换及引进位错密度函数将问题化为求解Cauchy奇异积方程,进而化为代数方程数值求解。考查材料非均匀性、正交性和功能梯度条高度对裂尖动态断裂特性的影响。动应力强度因子的数值结果显示:增加剪切模量的梯度和(或)增加垂直于裂纹面方向的剪切模量,可以抑制动应力强度因子的幅度;若功能梯度条较薄,增大条形域的高度也可抑制裂纹扩展。

中国环流器2号A托卡马克弹丸注入放电中空电流与反磁剪切位形

具备弱剪切或负磁剪切和内部输运势垒的托卡马克运行方式被认为是提高聚变性能的最有前途的方法.中空电流密度剖面与反磁剪切位形是改进堆芯约束和形成内部输运垒的关键条件之一.在中国环流器2号A(HL-2A)弹丸注入实验中,成功地实现了维持时间约为100 ms的中空电流放电.伴随着中空电流剖面的形成,同时形成了反磁剪切位形.由于欧姆加热功率不太高,且没有外部辅助加热,只能在稳定的中空电流放电阶段看到内部输运垒形成的趋势.在弹丸注入后,电子热扩散系数显著降低,说明弹丸深度注入改善了能量约束.等离子体性能的增强:一方面是由于弹丸注入造成中心高度峰化的电子密度剖面;另一方面是由于等离子体中心存在负磁剪切.同时,中空电流位形有利于改善高密度等离子体的稳定性.结果还表明,在中空电流放电中,等离子体比压值是低的.为了提高β_(N)极限,可在等离子体边界附近放置导电壁.HL-2A弹丸注入实验的结果,为在限制器托卡马克上获得高参数放电提供了一种可能.

反平面剪切下电磁弹性纤维增强复合材料界面相效应研究

研究具有界面相电磁弹性纤维增强复合材料的反平面剪切问题,利用复变函数方法,获得了无穷域中带界面相纤维问题在远场力、电、磁多场作用下的闭合解,得到了复合材料内部各区域电磁弹性物理量的精确表达式.利用所得结果,考虑纤维和基体间的界面相效应,研究了界面相厚度及弹性模量对复合材料内部应力场、电场强度和磁场强度的影响,数值结果给出了复合材料电磁弹性物理量随界面相参数变化的规律,为该类复合材料的设计与计算提供了有价值的参考.

四分之一空间内椭圆孔对SH(shearing horizontal,反平面剪切)波的散射

利用保角变换和多极坐标移动技术,求解四分之一空间内含有椭圆孔时椭圆孔对入射平面SH(shearing hori-zontal)波的稳态散射问题。首先利用四分之一空间两垂直边界处的应力自由条件,写出不含椭圆孔时空间介质内的反射波场;其次,通过保角映射技术考虑空间介质内含有任意主轴方向的椭圆孔时,由于椭圆孔对入射和反射波场的散射作用而产生的散射波场,并预先使得该散射波场满足四分之一空间介质两垂直边界处的应力自由条件,利用叠加原理,将入射波场、反射波场和散射波场叠加起来,即可得到问题的总位移波场。最后借助于椭圆孔边界处的应力自由条件和傅里叶级数展开列出求解散射波解中未知系数的无穷代数方程组,在满足计算精度的前提下将方程组进行有限项截断,得到一个有限线性方程组并求解。通过算例具体讨论四分之一空间内椭圆孔边界处的环向动应力集中系数随入射波入射角、无量纲波数、椭圆孔方位参数的变化情况。

求解层间界面反平面剪切破坏的剪切梁模型(Ⅰ)——基本特性

在反平面剪切载荷及侧压力共同作用下引起的裂纹及裂纹扩展导致的层间界面失效 ,是岩土工程层间界面及砌体结构中界面层上典型的失效方式· 运用弹性力学和断裂力学的理论原理 ,提出了能够反映上述层间界面断裂失效问题力学特性的剪切梁模型· 文中采用具有应力软化特性的“粘性裂纹”(内聚力裂纹 )模型来表述层间裂纹前方损伤过程区的本构行为· 对通过粘性层结合在一起的两个弹性板 ,在反平面剪切载荷及侧压力共同作用下的力学行为作了解析分析计算 。