In-Situ Analysis of Bulk Solidifying the Hyper-Monotectic Alloy Under a Compound Electric-Magnetic Field by Physical Simulation

A physical simulation was carried out to investigate the realistic experiment of bulk solidifying the Zn-Bi hyper-monotectic alloy under various compound electric-magnetic fields(CEMF).For this experiment,two crucial parameters determinate the cast microstructure,the one is electric-magnetic force(EMF)and the other is the frequency of AC current.Results show that the minor phase could be mixed in the other phase from the initial layered structure when the EMF above a specific value under fixed frequency,and the average diameter of minor phase droplet decreases with increasing EMF.The evolution of the liquid phases structure is reasonable agree with the realistic experiment of Zn-Bi hyper-monotectic alloy,which suggests that the mechanism revealed by the physical simulation could represent the one in the realistic experiment.

转子温度空间分布差异诱发永磁电机局部失磁特性研究

永磁材料磁特性受工作温度影响较大,高工作温度下存在的不可逆失磁现象是永磁电机高可靠性设计的主要瓶颈。针对内置式磁路结构的高功率密度永磁电机用钕铁硼永磁材料的不可逆失磁问题,基于电机全域空间损耗、温度分布的差异,该文提出一种永磁体局部失磁分析模型与特性计算方法。通过磁体虚拟分块法建立基于温度、退磁率等变量的永磁材料磁特性分析模型,利用电磁场和温度场双向耦合的三维多物理场计算方法,得到电机转子永磁体损耗、温度和局部失磁的空间分布特性。最后,通过对一台115 kW、8极永磁电机样机转子永磁体温度和转子表面磁场的实验测试,验证了分析模型与计算方法的准确性,为永磁电机局部失磁问题研究及精细化防失磁设计提供依据。

压剪荷载作用下双隧道围岩的剪切型岩爆:对比分析

认识剪切型岩爆的触发机理对地下工程科学设计与安全施工具有重要意义。为揭示隧道围岩(DTR)的剪切触发型岩爆机理,进行了砂岩的双矩形隧道和双圆形隧道物理模型剪切试验。在剪切试验过程中,利用高速摄像机和声发射监测仪对DTR的岩爆过程进行监测和记录,揭示了压剪下DTR的宏观和细观断裂特征;进而建立了5种隧道间距数值模型,分析了压剪下含隧洞试样连续-非连续剪切过程及其触发的岩爆机理;提出了一种新的能量冲击指数(S)来评价剪切型岩爆倾向性。试验结果表明,在剪切试验中,DTR的实时剪切特征、内外破裂特征和微裂纹数演化特征可划分为4个典型阶段:整体剪切压缩阶段(Ⅰ阶段)、以裂纹萌生为主的弹性阶段(Ⅱ阶段)、以裂纹扩展-贯通和剪切岩爆为主的剪切破裂阶段(Ⅲ阶段)和剪切摩擦阶段(Ⅳ阶段)。此外,试验结果还表明DTR在剪切型岩爆发生后可形成对称猫耳形缺口;微裂纹演化过程中DTR经历了裂纹预备阶段(Ⅰ阶段)、裂纹初始增长阶段(Ⅱ阶段)、裂纹快速增长阶段(Ⅲ阶段)和裂纹稳定阶段(Ⅳ阶段)。更重要的是,综合分析发现,双矩形隧道和双圆形隧道触发剪切型岩爆机制存在差别的本质是截面形状导致的结构效应,即双矩形隧道和双圆形隧道应力场分布差异导致断裂行为不同。研究结果有利于加深对剪切型岩爆机理的认识,为岩土工程防治提供理论依据。

稻草原位还田对双季稻田土壤理化与生物学性状的影响

于2010-2011年通过大田试验研究等量施肥条件下稻草不同原位还田方式(稻草全量还田、稻草烧灰还田和稻草不还田)对双季稻田土壤理化特性和生物学性状的影响。结果表明:稻草全量还田2年(4季)有利于改善土壤物理性状和提高耕作层土壤有机质、不同形态碳素、碱解氮、速效氮和缓效钾含量。土壤中3大类微生物总量以稻草还田处理大于稻草不还田和稻草烧灰还田,其土壤细菌、真菌的数量增加,而放线菌的数量减少;土壤蔗糖酶活性明显增加,而脲酶和过氧化氢酶活性变化不大。土壤脲酶活性与土壤全氮含量呈显著相关,蔗糖酶活性与有机质、全氮含量呈显著或极显著相关,过氧化氢酶活性与全氮、碱解氮和速效钾含量呈显著或极显著相关。

大功率沟槽栅场终止IGBT器件物理模型参数提取的新方法（英文）

针对沟槽栅场终止技术IGBT器件,提出一种新颖的模型参数提取方法,给出详细的处理流程,并在考虑模型参数偏差的情况下分析IGBT器件串联中的电压不均衡问题。首先,采用功率器件曲线测试仪测试了器件的极间电容,从而拟合出IGBT芯片的有源区面积。通过功率半导体器件参数手册,结合相关半导体理论,反向计算获得其主要模型参数。通过搭建双脉冲测试平台,拟合开关过程测试曲线获得IGBT器件和时间相关的模型参数。在不同的试验条件下,测试、仿真结果的比较验证提取的模型参数,从而证实建议的参数提取方法。利用提取的模型参数,在考虑器件及驱动参数偏差的情况下分析柔性高压直流输电工程中的IGBT串联电压不均衡问题。

双盘式磁力耦合器振动噪声分析与实验研究

为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式磁力耦合内部的转子磁场非正弦分布以及涡电流谐波等因素影响,双盘式磁力耦合器输出转矩中不可避免的存在波动。若根据计算得出的双盘式磁力耦合器的电磁振动噪声特点,在设计时选取振动噪声小的参数进行优化组合,可在实际中降低其电磁振动及噪声,有利于减少制造成本。本文结合双盘式磁力耦合器的结构特征,提出了一种模态叠加响应法计算电磁振动噪声,建立了其电磁径向力的解析模型,并在多物理场耦合作用下分析主要电磁径向力波在工作频率内的谐波响应,最后在额定功率为55 kW双盘式磁力耦合器实验台上进行试验验证。基于麦克斯韦张量法,建立了双盘式磁力耦合器的径向电磁力解析模型,并得出0阶与10阶电磁径向力波是产生振动噪声的最主要原因;利用多物理场耦合分析法进行谐波响应NVH特性分析,结果显示0阶力波的振动加速度与形变量均大于10阶力波的振动加速度与形变量,因此双盘式磁力耦合器的电磁振动主要来源于0阶力波;在额定功率为55 kW,最高转速为1 500 r/min的双盘式磁力耦合器实验台进行振动测试,试验结果显示在1 500 r/min时,试验得出的最大振动峰值及频率约为35 m/s^2和4 950 Hz,与有限元仿真结果的误差对应为6.3%和1.1%;而当变频电机的输入转速依次增大时,振动加速度的理论值、仿真值与试验值的曲线形态较为接近,误差较小;噪声估计值与实测值的最大误差仅为8.9%,基本验证了本文所提出模态叠加法的正确性。

双季稻吨粮田的土壤理化性质的定位动态分析

本文以1990年冬土样的基础肥力为对照,对1991～1993年的双季稻吨粮定位田的土壤理化性质进行定位的动态分析,试为双季稻吨粮田建设与测土施肥提供参考的基础数据.

化肥氮钾优化施用及紫云英、秸秆协同还田下的双季稻生产效益

为探讨双季稻化肥氮钾减施技术及效果,通过田间小区试验,研究了双季稻化肥氮钾优化施用及紫云英、秸秆协同还田集成技术对双季稻产量、肥料利用效率、齐穗期剑叶叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、叶绿素含量(SPAD值)及晚稻收获期土壤理化性质的影响。结果表明:化肥氮钾优化施用及紫云英、秸秆协同还田集成技术能增强双季稻的光合效率,提高水稻产量,增强土壤生物活性,且以T4处理(紫云英和秸秆还田替代30%化肥氮)的水稻产量、肥料利用效率和净光合速率最高,土壤生物活性最强;与常规施肥处理T2相比,T4处理的2季稻谷总产量增加4.1%,其中早稻和晚稻分别增产6.3%和2.4%,齐穗期剑叶叶片Pn、Gs及SPAD值明显提高,土壤活性有机碳含量和氮碱解氮、有效磷、速效钾含量明显增加。

双螺旋的发现与生物学的统一

双螺旋的发现和遗传密码的破译是 2 0世纪激动人心的大事。在生物学的这个发展过程中 ,洛克菲勒基金会对应用物理学方法研究分子生物学问题的资助以及大批物理学家向生物学的转移对分子生物学的发展起到了重要的推动作用。选择战略性的课题 ,善于学习和鉴别已有的研究成果 ,站在巨人的肩上 ,是沃森和克里克成功的关键。双螺旋的发现不仅揭示了遗传的奥秘 。

稻草全量还田替代部分化肥对双季稻田土壤理化性质的影响

[目的]研究稻草全量还田替代部分化肥对双季稻田土壤理化性质的影响。[方法]研究等量氮磷钾养分施入条件下,连续7年机械化稻草全量还田减施化肥(SIF)、烧灰还田减施化肥(SBF)、单施化肥(F)和不施肥(CK)对双季稻田土壤理化性质的影响。[结果]在等量氮磷钾养分投入条件下,与SBF和F处理相比,SIF处理能明显降低土壤容重,均减少0.06 g/cm3,增加土壤总孔隙度、通气孔隙度、田间持水量和最大持水量,平衡土壤水、气状况,而前两者差异不显著;与F处理相比,SIF处理可以减缓土壤酸化,提高0.1个p H,土壤有机质增加0.83 g/kg,全氮和速效硅分别提高2.92%和42.19%,从而提高土壤肥力。土壤固碳量和固碳速率均呈SIF>F>SBF的趋势,在固碳减排上稻草还田具有更大优势。[结论]该研究为稻草资源有效利用和土壤合理培肥途径提供理论依据和技术指导。

可偏转双定子开关磁阻式发电机磁热固耦合场分析

针对现有开关磁阻发电机转子旋转单一性和风能利用率较低的问题及发电机存在的高噪声高振动问题,提出了一种新型可偏转双定子开关磁阻式风力发电机。该发电机采用内、外双定子结构,在转子两侧连接液压控制台可实现多自由度偏转,适应不同风向并适用于各类风力发电场合;通过磁热固耦合场的仿真计算,得到了温升、应力及振动位移等情况。研究结果表明:双向耦合分析比单向耦合更能体现实际情况;在进行多物理场耦合分析时,所受应力较小振动位移属纳米级别,对发电机影响较小。

多物理场耦合作用下地铁双块式无砟轨道道床板疲劳损伤开裂行为研究

为研究复杂作用条件下的道床板损伤变化规律,以混凝土塑性损伤模型为基础,对其施加温度荷载以及地铁列车-轨道耦合动力学分析下得到的外部激励,建立地铁列车-轨道-路基耦合动力学模型并进行分析。结果表明:当温度下降时,道床板会产生横向变形,其内部会产生裂缝,出现损伤并使刚度下降,混凝土材料出现软化,结构受拉承载力下降;而在随后的温度上升过程中,道床板损伤值保持不变,最终稳定在0.19左右。列车通行会加速混凝土道床板的裂缝发展,虽然当列车动荷载施加于道床板上时,其内部裂缝短暂闭合、刚度出现暂时性恢复,但由于裂缝周期性开合,最终导致混凝土道床板裂缝扩大,最后形成贯通裂缝。

电-磁双场叠加对双辊铸轧6181铝合金中Mg_(2)Si相的影响

试验研究了脉冲电场和磁场对双辊铸轧6181铝合金板材中Mg_(2)Si相的形貌、尺寸和分布的影响。研究结果表明:脉冲电场和磁场组合成的复合场能更有效地促进板材中Mg_(2)Si相的均匀分布;Mg_(2)Si相尺寸为0.7μm-1.7μm.Mg_(2)Si相的形貌以针状和星状为主;在复合场中铸轧的板材硬度值最大为82.3 HV。

强激光场驱动下CO_(2)分子的非序列双电离产量

运用经典系综方法研究了线偏振激光场和双色反旋圆偏振激光场中CO_(2)分子非序列双电离的产量。结果表明:在激光强度较高的区域,双色反旋圆偏振激光场下CO_(2)分子非序列双电离的产量高于线偏振激光场;在激光强度较低的区域,结果则刚好相反。这是因为当激光强度较低时,CO_(2)非序列双电离产量的主要影响因素是抑制势垒,当激光强度较高时,由于抑制势垒发生扭曲,其产量主要受激光场结构的影响。

基于卷积神经网络双层壁三维热应力预测方法

为实现三维物理场的预测,提出一种利用卷积神经网络(CNN)对双层壁冷却结构外壁三维热应力快速评估方法。针对双层壁冷却结构外壁平板状的结构特征,沿壁厚方向将温度场切分为多个切片。将温度作为卷积网络输入张量的基本元素,不同厚度位置的切片对应输入张量的通道维度,从而实现将三维温度场输入进网络,并输出在热载荷作用下的三维等效应力场。结果表明:训练收敛后的网络在测试集上的平均绝对误差为1.23 MPa,平均相对误差为15.10%,对峰值应力的平均绝对误差为16.10 MPa,平均相对误差为11.81%。对于双层壁冷却结构的热应力预测问题,CNN能够很好地完成温度到应力的映射。使用深度学习方法探究热弹性问题的潜在机理有望实现。

基于Langevin问题探讨广义M-J集的物理意义

基于对一典型Langevin问题———在双势井和变化的磁场中并受一恒冲量不断作用的运动带电粒子的动力学分析 ,利用频闪采样法 ,给出了描述粒子速度变化规律的复差分方程 .选取适当的磁场强度和时间间隔 (采样周期 ) ,将这一差分方程简化为用来构造广义M_J(Mandelbrot_Julia)集的复映射 ,并基于粒子的动力学特征探讨了广义M_J集的物理意义 .结果发现 :1)广义M_J集的分形结构特征可形象地反映出粒子速度的变化规律 ;2 )选取的时间间隔有、无意义 ,决定了广义M_J集的分形结构是否具有连续性 ;3)广义M_J集的演化 ,即粒子速度的变化规律依赖于相角主值范围的不同选取 ;4 )若改变磁场强度和时间间隔的选取 ,如选取一随机波动的磁场 ,则此时广义J集可能会出现内部被填充的结构特征 ,即在速度空间中粒子的不稳定周期轨道的闭包出现“爆炸”

全膜双垄沟播与秸秆还田技术对土壤理化特性及玉米产量的影响

试验通过全膜双垄沟播覆盖种植与不同玉米秸秆还田方式,研究对其土壤理化特性及玉米产量的影响。结果表明:采用全膜双垄沟播种植方式,经秸秆还田后耕层土壤养分含量变化表现为整株还田>秸秆粉碎>免耕留茬,秸秆还田后的土壤容重明显降低但免耕留茬一膜两年用后的土壤容重增大。秸秆还田对土壤水分与温度的影响,在玉米生育前期经秸秆还田后的土壤温度与水分均显著低于对照,在玉米生育后期秸秆腐解后对土壤水分起到一个补偿效应。就玉米产量变化而言,表现为全膜覆膜+整株秸秆还田>全膜覆膜+秸秆粉碎还田>全膜双垄沟播>免耕留茬一膜两年用>露地种植,玉米全膜双垄沟播较露地种植增产达到显著水平,玉米采用全膜双垄沟播种植结合秸秆还田技术的栽培模式较单一的全膜双垄沟播玉米产量有增产的趋势,免耕留茬一膜两年用有减产倾向但差异不显著。

椭圆偏振强激光场中Mg原子的非次序双电离

采用经典系综模型研究了椭圆偏振强激光场中Mg原子的非次序双电离。Mg原子在椭圆偏振强激光场中存在非次序双电离,且非次序双电离的电离率随着椭圆率的增大而降低,但降低的幅度不大。通过轨迹回溯分析可以发现,随着椭圆率增大,返回重碰撞电子数量的减少使得Mg原子非次序双电离的电离率降低。另外,两电子横向相关动量分布及不同能量的电子数量分布表明,返回电子的能量随着激光场椭圆率的增大而增大,使得第2个电子在返回电子的少次甚至一次重碰撞下即可电离,这在一定程度上补偿了降低的电离率,从而使电离率降低得不明显。

飞秒强激光场中分子双电离的半经典动力学模拟

文章介绍了超短强激光场中原子、分子双电离的研究现状,提出了能够有效处理双电离过程的半经典模型,成功地重现了双电离率随激光强度变化的实验数据,同时预言了分子取向对双电离率的重要影响.文章还通过分析典型的双电离轨道的演化,给出了理解双电离复杂动力学过程的直观物理图像.

椭圆偏振激光脉冲驱动的氙原子强场双电离对载波包络相位的依赖

利用经典系综模型,研究了椭圆偏振激光脉冲驱动的氙原子强场双电离。计算结果表明,Xe2+的末态动量分布强烈依赖于载波包络相位(CEP)。在该激光脉冲驱动下,双电离事件中同时存在次序双电离(SDI)和非次序双电离(NSDI)。SDI产率随CEP增大先减少后增大,NSDI产率随CEP增大先增大后减小,两者均呈周期变化,其周期为π。轨迹分析显示,NSDI事件仍然是由再碰撞而发生,并且该过程对应的物理机制能够由三步模型很好地解释;另外,SDI过程中两电子的电离时间以及NSDI过程中发生再碰撞的时间均强烈依赖于CEP,从而使得Xe2+的末态动量分布随CEP的改变而变化。