基于敏感性分析和准稳态假设简化详细反应机理

发展了一套基于敏感性分析和准稳态假设来简化复杂化学动力学机理系统的方法。采用等压均相反应器燃烧模型和详细化学动力学机理计算特定工况下的自燃过程。通过对详细机理计算结果的敏感性分析后删除其中的冗余组分和冗余反应,简化得到基干反应模型。再找出基干机理中反应速率较快,浓度较低的组分假定为稳态组分,使用准稳态假设方法简化得到总包反应模型。最后以甲烷燃烧的GriMech1.2详细机理为例分析得到了简化机理并计算了着火延迟时间,与详细机理所得的结果进行比较验证,得到了较好的结果。     

利用敏感性分析方法简化的贫燃甲烷氧化反应机理

以grimech 3.0详细反应动力学机理为基础,计算贫燃甲烷氧化时各个基元反应对关键中间组分的生产与消耗的贡献,并利用敏感性分析的方法研究甲烷氧化过程中各基元反应对整体反应速率的贡献程度。在确定主反应路径的前提下,构建包含16种组分、31步反应的甲烷氧化的简化反应动力学机理,并与详细机理做比较。该简化机理主要适用于当量比在0.2以下的极端贫燃工况。     

基于敏感性分析的贫燃甲烷氧化反应简化机理

以GRIMECH 3.0详细反应动力学机理为基础,计算了贫燃甲烷氧化时各个基元反应对关键中间组分的生产与消耗贡献,并利用敏感性分析的方法研究了甲烷氧化过程中各基元反应对整体反应速率的贡献程度。在确定主反应路径的前提下,构建了包含16种组分,31步反应的甲烷氧化的简化反应动力学机理并与详细机理做了比较。该简化机理主要适用于当量比0.2以下的极端贫燃工况。     

气态煤油超声速燃烧简化化学反应模型

为探究超燃冲压发动机燃烧室中煤油燃料燃烧的化学动力学过程,综合采用敏感性分析方法与路径分析方法,针对RP-3航空煤油三组分替代燃料的详细反应模型进行简化,建立一种适用于超声速燃烧流场数值模拟的新型26组分89反应简化燃烧反应模型。采用该简化燃烧模型对RP-3航空煤油替代燃料的点火、燃烧特性进行数值模拟,并与详细反应模型结果和试验数据进行对比校验。此外,将该简化燃烧模型与超声速燃烧流场计算方法相结合,数值分析了典型超燃冲压发动机燃烧室流场内化学动力学特性。研究结果表明：新型简化燃烧反应模型在不影响数值模拟精度的前提下,有效减少了反应组分与反应方程个数,提高了超声速复杂燃烧流场的数值模拟效率,并且能够准确获得烯烃、炔烃等重要中间燃烧产物以及小分子活性基团的空间分布规律,给出更全面的流场信息。     

连续波DF/HF化学激光器喷管中氟原子复合计算

氟原子是连续波DF/HF化学激光器泵浦反应的重要参与者,其浓度分布尤其直接影响冷反应型激光器的泵浦效率及激射强度.在参与反应之前,氟原子将受到三体复合和壁面复合因素的影响而部分复合为氟分子.研究该因素对氟原子浓度的影响对激光器的分析优化是十分重要的.已有一定的实验方法可对其浓度进行测量研究,并建立了理论模型描述.将其与计算流体力学方法相结合对氟原子分布进行计算,研究了该方法的有效性,并对不同收缩段型面下氟原子复合进行了计算研究.     

一类基于模型的仿射代数不变量

3D目标的标识别已逐渐成为计算机视觉领域的热点问题.在研究了传统的基于几何不变量和基于3D/2D约束关系两种识别方法的基础上,提出了1类新的空间几何结构模型,并计算出了这类模型3D仿射不变量和其对应的2D仿射不变量之间的约束关系.利用这种关系,可以在目标的姿态和摄像机的参数均未知的情况下,有效利用单幅图像来识别3D目标.     

低碳钢的点蚀诱发敏感性研究

选择 3种冶金因素有代表性的低碳钢 ,通过极化试验比较了它们之间的点蚀诱发敏感性 ,同时利用电子探针分析了不同夹杂物在诱发点蚀过程中的腐蚀特征 ,并利用Flade电位比较了不同钢之间的钝化膜稳定性的差异 .结果表明 :沸腾钢的点蚀诱发敏感性显著低于镇静钢 ,稀土处理镇静钢则介于两者之间 ;夹杂物是钢中主要点蚀诱发源 ,钢基体与夹杂物交界处的钝化膜保护作用最弱 ,点蚀均从该处诱发 ;同类夹杂物在不同类型钢中的点蚀诱发敏感性差异较大 ,同一钢中的不同类型夹杂物的点蚀诱发敏感性差异很小 ,硫化物夹杂较其它夹杂物的点蚀诱发敏感性稍强 .     

一维三体碰撞过程的数值实验研究

力学中常常将物体之间的相互作用描述为碰撞过程,两体碰撞模型广泛地运用于处理各种物理问题,然而现实世界中普遍存在着多体碰撞.文中建立了三体碰撞过程的动力学方程组,对一维完全弹性三体碰撞进行了数值实验研究.研究结果表明,三体碰撞物体的分离速度与物体之间相互作用过程的细节有关,一般情况下不能简化为相继的两次两体碰撞求解.     

表贴式永磁电机永磁体涡流损耗有限元计算方法对比研究

脉宽调制(pulse width modulation, PWM)技术广泛应用于表贴式永磁电机(surface permanent magnet synchronous motor, SPMSM)控制,而在PWM电流激励下永磁体内涡流损耗较大。为快速、准确获取涡流损耗,基于电机磁场沿轴向近似均匀分布特性,提出了一种PWM激励下永磁体内涡流损耗有限元(finite element method, FEM)简化计算方法。首先,以3台永磁体轴向分段数目不同的SPMSM为研究对象,对比同工况下简化方法、2D FEM、3D FEM涡流损耗计算结果,结果表明简化方法与3D FEM计算结果误差小于3%,而计算时间远小于3D FEM;然后,基于涡流损耗随永磁体轴向分段增大而减小的特点,通过不同永磁体轴向分段数目的SPMSM,在堵转工况下分离永磁体涡流损耗,验证了简化方法计算有效性;最后,通过实测电机各相电阻计算电机直流铜耗,对实测涡流损耗差值进行修正,进一步验证了简化方法的准确性。     

一种核—壳结构的枝化聚乙二醇大分子的合成

选择以三羟甲基氨基甲烷(Tris)为核,以单甲氧基聚乙二醇(mPEG)为外层分子,通过官能团反应,合成出一种核—壳型枝化PEG衍生物;利用叔丁氧羰基酸酐((Boc)2O)对Tris上的氨基进行保护,对mPEG端羟基依次进行羧基化、酰氯化等活化处理,通过酰氯与羟基的官能团反应合成出目标分子。产物分子保留了活性官能团氨基,为其进一步的修饰反应提供了保障。通过红外光谱分析、元素分析及分子量测定,证实了产物与目标分子的结构相吻合。     

用LIIF法测量DF/HF化学激光器喷管混合性能的数值分析

激光诱导碘荧光(LIIF)是一种很好的流场测量技术,为了验证该方法测量化学激光器流场混合性能的精度,模拟得到连续波DF HF化学激光器的HYLTE喷管冷流场,并计算了用氦碘混合气体作为氧化剂流、用氦气作为燃料流的HYLTE喷管的流场。通过比较前一流场中的氟原子和后一流场中的碘分子的摩尔百分比分布情况得知,当作为氧化剂流的氦碘混合物中碘的质量百分比在54%左右时,用LIIF法测量DF HF化学激光器喷管的混合情况具有较高的精度。     

泰氟隆烧蚀产物对电子密度的影响

采用WNND格式,对有泰氟隆烧蚀产物引射的化学非平衡NS方程进行了数值模拟。采用7组元纯空气化学反应和19组元、28种反应的空气—泰氟隆化学反应系统,对照计算了壁面有泰氟隆烧蚀产物引射和纯空气绕流两种流场,研究了泰氟隆烧蚀产物对电子密度的影响。     

Numerical research on adverse effect of muzzle flow formed by muzzle brake considering secondary combustion

The simulation of the artillery interior and intermediate ballistics problem is performed to investigate the influence of a gas dynamics device, muzzle brake, on the muzzle hazard phenomena, such as flash and blast waves. The correlation of the chemical reactions with the characteristics of the muzzle flow field is analyzed by the simulation for a further understanding of the secondary combustion phenom-enon of the muzzle flow. The novel structure of muzzle flow caused by the muzzle brake is presented by the simultaneous solution of the interior ballistics model and multi-species Navier-Stokes equations in order to analyze the influence of the muzzle brake structure on the chemical reactions. The secondary combustion of the muzzle flow due to the oxygen-supplement chemical reactions is obtained by the chemical reaction kinetic model. The interaction of the blast waves released from the muzzle brake is illustrated in detail and the mechanism of the formation of muzzle flash is analyzed. This research provides a reference for the studies on the suppression of the muzzle flash.     

流过泰氟隆烧蚀表面的化学非平衡粘性激波层数值研究

本文对有泰氟隆烧蚀的化学非平衡粘性激波层流场进行了数值模拟。应用空间推进与总体迭代相结合的求解方法，采用１９组元、２９种反应的空气—泰氟隆化学反应系统，对化学非平衡粘性激波层流场与泰氟隆壁面烧蚀传热过程进行耦合求解，研究了平衡催化壁和非催化壁条件对粘性激波层烧蚀流场的影响。     

当前石化企业火灾危险性与安全对策

针对当前石化企业新技术、新工艺、新材料的不断应用,从典型化学反应入手分析了石化企业的火灾危险性,探讨了石化企业火灾特点,并将安全预评价和安全评价的理论方法引入到石油企业的安全防控中,结合石化企业的本质安全化建设,提出了安全对策,为新时期石化企业的火灾预防提供了理论依据。     

火箭尾气扰动电离层及其应用研究

大型火箭二次点火时,排放出的尾气中含有大量的化学物质(主要成分是CO2和H2O),可以显著改变电离层密度,进而影响电波的传播,因此具有现实的应用价值.讨论了火箭尾气在电离层高度的扩散过程和相应的离子化学过程,理论计算了火箭尾气排放后电离层电子密度的响应过程.结果表明,火箭所排放的尾气能够使得电离层F区的电子密度显著减少,进而形成"电子空洞".最后在此现象的启发下,简单论述了空间人工释放化学物质扰动电离层技术在军事方面的应用前景.     

燃烧驱动连续波DF化学激光器的输出光谱

利用光栅扫描记录方法测量了不同气流参数条件下,某燃烧驱动连续波ＤＦ化学激光器的输出光谱,将测量结果和数值计算结果进行了比较和分析。     

HYLTE与TRIP喷管在大功率氟化氘激光器中的应用对比分析

简述了燃烧驱动大功率连续波DF化学激光器的发展现状。比较了HYLTE与TRIP两种喷管的结构参数,总结了两种喷管的性能差异。采用数值模拟手段,参考相关试验数据,计算了典型增益分布对应的共焦非稳腔输出光束模式。从大功率DF激光器研制存在的光斑均匀性和腔镜负载两个难题的角度,结合喷管制造工艺要求,认为HYLTE喷管较TRIP喷管更适用于大功率DF激光器。     

面向新化学威胁形式的防护技术与装备

近年来,化学威胁的形式发生了变化,出现了类化学战、化学恐怖以及针对平民和环境的次生危害,给防化科研和防化工作提出了新的挑战。分析传统化学战与这三类新化学威胁形式的异同点发现,这些新威胁形式之间有着较多的共同点,而与传统化学战威胁形式则有较大差异。中国拥有为数众多的大型化工生产、储存设施,这些设施很可能成为袭击的目标,因此必须转变化学防护观念,尽快研究防化新技术、新装备,建立国家动员机制。