Fe-Mn-Ni-Si四元合金中辐照缺陷对辐照硬化的贡献

目的 研究Fe-Mn-Ni-Si四元合金在350℃下受到离子辐照后产生的辐照缺陷对于辐照硬化的贡献.方法 对辐照前后样品进行纳米压痕测试,获得硬度增量来衡量辐照硬化;再通过三维原子探针及透射电镜等表征手段,获得样品辐照后产生的团簇的数量密度、体积分数、团簇尺寸、位错环密度、位错环尺寸大小等微观结构信息;结合Disper...     

核电材料辐照损伤的多尺度高通量计算模拟

反应堆压力容器用钢等核电材料在持续服役中,由于中子辐照造成其内部缺陷不断累积,致使材料组织结构损伤、性能劣化,对核电安全运行形成潜在威胁。多尺度计算模拟是探索辐照缺陷演化机理的有效手段,结合等效缺陷结构理论,有望实现核电材料服役行为的高效评价与预测。文中综述了多尺度计算模拟在核电材料辐照缺陷演化相关研究领域的进展,并对缺陷结构的多尺度演化本质及相应的多尺度高通量计算模拟方法进行了分析讨论。结果表明,通过缺陷结构特征能量等效传递的方法可以实现从第一性原理计算到缺陷扩散反应动力学等高通量计算模拟的跨尺度耦合;通过多尺度高通量计算模拟得到的缺陷演化热力学和动力学数据,可以搭建用于预测核电材料长期服役行为的材料基因工程数据库;在材料缺陷结构特征能量-组织结构-性能关联性探讨基础上,应用高通量计算模拟,辅以高通量实验数据验证,有望建立基于材料基因组结构能的服役安全工程模型。     

10kV电缆受潮缺陷模拟及其放电特征研究

针对10 kV XLPE电缆开展绝缘受潮缺陷模拟试验,根据电缆绝缘水树的等效电路,制作了两种电缆模型试样。在串联谐振耐压条件下对两种试样进行局部放电测量,通过脉冲电流法检测其局部放电信号并研究放电特征。试验结果表明:埋入盐水浸泡棉线试样的电缆绝缘水树缺陷模型,在试验条件下的局部放电图谱特征呈现双极性分布,属于沿面放电类型。     

重离子辐照1200V碳化硅二极管漏电退化的缺陷分析

目的研究1200 V碳化硅二极管重离子辐照诱生缺陷对漏电流退化的影响。方法以SiC结势垒肖特基二极管(Junction Barrier Schottky Diode,JBSD)为样品,采用能量为208 MeV,LET=37.3 MeV·cm^2/mg的锗离子进行辐照试验,利用半导体器件分析仪对重离子辐照前后1200 V SiC二极管的电学特性进行测试,利用深能级瞬态谱仪(Deep Level Transient Spectrum,DLTS)进行缺陷分析。结果辐照后,二极管的正向IV特性和CV特性未发生明显变化,反向IV特性退化。DLTS测试结果显示,E0.4能级和Z1/Z2能级基本未发生变化,EH能级有展宽的现象。测试电压VM=-8 V,填充脉冲电压VF=-1 V条件下测得的EH能级浓度比VF=-4 V条件下测得的高。结论分析认为,EH能级的缺陷复杂,推测是两个或多个缺陷能级的叠加(EH4、EH5、EH6、EH7等),此处缺陷的复杂程度与漏电流的退化成正相关,且这些缺陷的所在位置接近SiC外延层的表面。     

射频连续电磁波对某数字电路的辐照效应研究

在GTEM室中用射频连续波对某导弹装备上的一块数字控制电路进行电磁辐照,在一定的场强下,引入的电磁干扰还未导致被监测的与非门产生错误反转时,产生控制信号的自激多谐振荡器却首先受到了电磁干扰,主要表现为产生的方波控制信号的占空比增大.分别研究了波源频率在245MHz和330MHz的情况下电路受干扰的情况,辐照实验分别对待测设备按水平横向放置、水平纵向放置和竖直放置3种放置方位分别进行了辐照.最后对水平横向放置的两个频点,将方波控制信号的占空比随场强的变化进行了相关性拟合,建立了数学模型.     

中国地区黑碳气溶胶的气候效应模拟

RegCM模式对于中国区域气候要素模拟的准确性已得到本地化验证,但系统默认的数据源往往不具备本地化的特征,尤其是气溶胶排放清单设定的生物质源具有季节变化性,人为源为固定值,大大降低了人为源的气溶胶气候效应影响。采用多尺度排放清单模型(MEIC)计算的2013年黑碳气溶胶排放清单,设置不同试验情景,对比分析了人为黑碳气溶胶的气候效应。结果表明:黑碳气溶胶的加入使中国地区的辐射强迫、温度、降水以及黑碳气溶胶柱含量都产生明显变化,且有显著季节变化特征;随着季节变化,气候要素的增减效应范围不同,温度呈由南向北的增长趋势,降水量呈南增北减的趋势,黑碳气溶胶柱含量高值区集中出现在南方工业聚集区。     

煤的加水热模拟气特征对比

为探讨煤成气的生成特征和演化规律 ,对两种不同有机质类型煤进行了加水热模拟生气实验研究。认为 ,有机质类型对于煤的热模拟气生成特征和烃气产率有决定作用。非烃气中的氢气、一氧化碳与二氧化碳含量之间呈负相关 ,这与水参与反应有关。甲烷的形成与水的作用关系密切。不同的热模拟气在成熟 -高成熟演化阶段差异明显 ,有机质类型越差 ,热模拟气中甲烷相对越多 ,干燥系数相对越大 ,异丁烷 /正丁烷越高 ;反之 ,甲烷相对越少 ,干燥系数越小 ,异丁烷 /正丁烷低 ,区别越明显。演化程度增加时 ,热模拟气之间的差别减小。总烃气和甲烷的产率随温度升高而增加 ,而重烃有产率高峰存在 ,正好对应于生油窗的底界     

爆炸振动环境中电子装备的损伤模拟

对电子装备爆炸振动损伤模式进行了分析,确定了评判准则,并以此为基础对装备损伤的模拟进行研究,建立了爆炸地面振动及结构响应模型、装备结构模型、装备结构响应模型和振动损伤模拟模型.     

太湖流域不同管理模式的社会经济环境系统演化模拟

基于复杂自适应系统理论构建了社会经济环境系统模型,采用计算实验方法模拟分析了太湖流域在经济优先和水环境保护优先2种管理模式下的动态演化过程,得到了农业与工业经济发展水平、就业状况和水环境改善情况的演化规律.结果表明,在综合考虑社会、经济、水环境的基础上,2种管理模式均能在一定程度上实现经济和就业的增长,同时改善水环境.环境保护优先模式虽能有效保护水环境,却会牺牲部分经济发展和就业保证.不同地区在演化过程中表现出差异性,常州和湖州经济获得较快增长;苏州、上海在就业方面做出较大贡献;无锡和苏州水环境改善效果最为明显.     

模拟氮沉降对太岳山油松林土壤呼吸的影响及其持续效应

以太岳山油松林为研究对象,对林地分别作3种凋落物处理:对照(C)、去凋(B)、去凋+切根(A),并设计了4个氮水平:对照(CK,0 kg·hm-2·a-1,以N计,下同)、低氮(LN,50 kg·hm-2·a-1)、中氮(MN,100 kg·hm-2·a-1)和高氮(HN,150 kg·hm-2·a-1),研究了土壤呼吸速率在施氮后的连续变化,以及与温度、湿度、微生物生物量C、N、土壤酶活性的关系.结果表明:去凋+切根、去凋、对照样方不同施氮水平下土壤呼吸速率基本都在施N后的第1 d处在最高峰,随即下降,切根+去凋、去凋处理样方的土壤呼吸速率在施氮后第3 d趋于稳定,而对照处理样方的土壤呼吸速率一直处于下降状态.施氮在一定程度上抑制了切根+去凋处理的土壤呼吸速率,而促进了去凋处理、对照处理的土壤呼吸速率,并且土壤微生物生物量C、N的变化与土壤呼吸速率变化一致,土壤呼吸速率与土壤酶活性、土壤湿度的拟合关系不显著(p0.05),而与土壤温度的拟合关系显著(p0.05).以土壤温度、土壤湿度构建的复合模型R s=aebTWc预测土壤呼吸的准确性高于单因子模型,施氮降低了每种凋落物处理指数关系模型(R s=aebT)的决定系数R2,并且施氮降低了切根+去凋、去凋处理的温度敏感性指数Q10,而对对照处理的Q10无明显影响.     

微波强化铁碳-双氧水体系处理填埋场渗滤液膜滤浓缩液研究

为了探讨微波(MW)/铁碳(Fe-C)/H_2O_2类芬顿反应对填埋场渗滤液膜滤浓缩液(简称"渗滤液浓缩液")中难降解有机物,系统研究了双氧水投量、Fe-C投量、初始pH值、微波输出功率和反应时间对浓缩液中有机污染物的去除规律,通过类比实验研究了MW/Fe-C/H_2O_2体系的反应协同作用;此外,采用紫外-可见和三维荧光光谱表征了浓缩液中溶解性有机物的分子结构变化;最后,利用SEM-EDS和XRD等表征对反应前后的Fe-C材料的催化机理进行了解析.结果表明,在双氧水投量为10 mL·L~(-1),Fe-C投量0.8 g·L~(-1),初始pH值为3,微波输出功率为450 W,反应时间为12 min时,其COD、腐殖质和色度的去除率达到了70.06%、94.61%和98.86%.与此同时,控制实验表明MW/Fe-C/H_2O_2具有较强的协同作用,且对有机物的降解效果远好于其他体系.经过MW/Fe-C/H_2O_2体系处理后,浓缩液中溶解性有机物的芳香性程度和腐殖质缩合度逐渐降低,并且腐殖质等大分子难降解有机物大幅去除,可生化性(BOD/COD值)也大幅提升.一方面,Fe-C材料包含了多种铁基氧化物等活性物质可与H_2O_2形成非均相芬顿反应;另一方面,在酸性条件下铁缓释淋滤产生的铁离子会与H_2O_2形成芬顿反应.并且,微波辐射作用可一定程度上强化上述过程,从而加速了有机物的去除.因此,MW/Fe-C/H_2O_2体系能够快速高效的对渗滤液浓缩液进行预处理,研究为高浓度有机废水的处理提供了借鉴.     

高速球形弹丸对飞机油箱结构的毁伤效应影响

目的研究高速球形弹丸对飞机油箱结构的毁伤效应。方法基于LS-DYNA有限元分析软件和光滑粒子流体动力学理论,建立弹丸高速冲击充液油箱的动力学分析模型,分析不同弹丸冲击速度、不同充液比例情况下油箱结构的动态冲击响应和毁伤机理。结果充液比例对弹丸的速度衰减变化几乎没有影响;弹丸速度和充液比例均对油箱结构的动态冲击响应有较大影响。随着弹丸速度的增加,油箱前后壁板的变形量逐渐增加;随着充液比例的增加,油箱结构的变形量逐渐增大,破坏也更严重,且部分充液箱体的变形明显小于完全充液的情况。结论充液比例越大、弹丸速度越高,油箱毁伤程度越大。     

H62铜合金镀金接触件镀层破损条件下的腐蚀仿真

目的研究镀层破损条件下的盲孔结构腐蚀。方法利用COMSOL软件实现仿真,通过改变镀层破损区距缝隙口距离(W)和缝隙宽度(H)这两个参数,探讨其对腐蚀的影响。结果腐蚀经过极为短暂的初始阶段即进入稳定阶段,且电流在初始阶段远大于稳定阶段,电解质电位、电极电位在初始及稳定阶段完全不同。阳极反应均发生于破损区域,阴极反应在稳定阶段集中于缝隙口。W、H的增大均会使得电流密度有所增大,但当W大于0.7 mm时,其影响十分微弱,可认为处于稳定值。结论镀层破损条件下的腐蚀为阴极氧化还原反应控制的均匀腐蚀,氧气在初始阶段被快速消耗而得不到补充。W在较小时的改变会对腐蚀有所影响,H的增加会加剧腐蚀。     

基于ANSYS的裂隙岩体全充填介质膨胀效应的数值模拟

依据采矿区裂隙岩体中存在的具有鲜明水理性质的膨胀性充填物,应用有限元分析软件ANSYS对裂隙全充填的岩体进行了数值模拟计算,重点探讨了膨胀性充填介质对裂隙岩体位移、应力场的影响。结果表明:裂隙充填物的膨胀效应增大了裂隙岩体各应力的分量,因此当计算的裂隙岩体应力呈非线性分布时,应综合考虑裂隙充填物吸水膨胀效应,否则计算结果将偏于不安全;导致裂隙扩展的楔切效应显著,但裂隙岩体未受到拉张和剪切破坏。通过将模拟结果与实测结果进行对比分析,验证了该模拟方法的有效性和可靠性。     

南四湖水质控制方案实施的水质模拟与效果评估

南四湖是保障南水北调东线工程调水水质安全的重要输水通道,对其水质保障综合控制方案阶段实施的输水干线水质改善进行效果评估具有重要的现实意义。基于SMS软件建立了南四湖二维水流水质数学模型,进行了计算边界简化、网格划分、参数选取与设置、模型调试与检验等研究工作,确定了各计算方案的水力学和水质边界条件,模拟计算了南四湖上、下级湖调水期的二维流场和浓度场。结果表明:南四湖流域全面实施"治、用、保"流域综合治污体系,并发挥综合效益的控制方案4的水质最好,同一控制方案输水主航道的水质最好;上级湖控制方案4的调水出湖口CODCr为19.81mg/L,达到地表水Ⅲ类标准,TP为0.053 4mg/L,达到地表水Ⅲ类(河流)标准,但未达到地表水Ⅲ类(湖泊)标准;下级湖各控制方案的调水出湖口CODCr和TP均达到地表水Ⅲ类(湖泊)标准,且在相同工况下,下级湖水质优于上级湖;南四湖上、下级湖输水水质模拟计算结果与各水质保障综合控制方案的总排放量相一致,即总排放量大的控制方案其调水出湖口的污染物浓度也高。     

2A12铝合金在EXCO溶液中腐蚀损伤形貌演化分析

目的探索2A12铝合金在EXCO溶液中腐蚀损伤形貌的演化规律。方法开展实验室内2A12铝合金的加速腐蚀实验。为实现表面粗糙度与腐蚀损伤相关性的定量研究,首先采用3D扫描成像仪对实验样品进行扫描,取得样品微观几何特征,实现表面粗糙度值的数字化定量表征。观察样品在EXCO溶液中腐蚀损伤的发生发展过程、腐蚀形貌的演化过程,测量腐蚀样品蚀坑深度,并分析表面粗糙度对样品腐蚀损伤的影响。结果当腐蚀时间不超过6 h时,2A12铝合金样品在EXCO溶液中的腐蚀类型主要为点蚀,随着时间的延长,将向全面腐蚀发展。粗糙度值高的试件表面有打磨时形成的较深表面纹理,这些纹理制约了点蚀坑的扩展,使蚀坑沿纹理的方向发展,有演化为微裂纹的可能性,蚀坑边界的不规则处也会萌生微裂纹。粗糙度值较小的样品,腐蚀损伤也较小,但粗糙度对腐蚀损伤的影响随时间的延长而减弱。结论常温下,2A12铝合金在EXCO溶液中首先发生点蚀,由于蚀坑向四周扩展的速度快于深度方向,使腐蚀类型从点蚀向全面腐蚀演变。表面粗糙度对2A12铝合金样品腐蚀损伤形貌的演化有重要影响,表面微观几何特征通过制约蚀坑扩展方向的方式来改变样品的腐蚀行为,并造成腐蚀损伤的明显差异。随着腐蚀时间的延长,材料逐渐失去其原有表面微观几何特征,表面粗糙度对腐蚀行为的影响下降。     

铝合金微电偶腐蚀机理与数值模拟研究进展

综述了铝合金微电偶腐蚀在机理研究和数值模拟两方面的研究进展,针对独立微电偶的腐蚀机理表征、多元微电偶空间随机分布相互作用规律、结构/载荷因素与铝合金微电偶腐蚀驱动力间的竞争机制等3个方面进行了展望,期望为铝合金微电偶腐蚀研究提供方向参考。     

黑河流域大气降水稳定同位素变化及模拟

利用2002～2004年黑河流域6个采样点上的301个降水数据,对黑河流域大气降水中δD和δ18O的变化进行了分析.结果表明,流域降水δ18O和δD的变化范围分别为6.5‰～-33.4‰和59‰～-254‰,这主要是由于降水水汽来源不同和气象条件特别是气温和降水量的较大变化使得降水形成的凝结机制发生变化引起;降水中同位...     

阳江市城市热岛效应特征分析

通过对1998年-2003年阳江旧站和阳春新站同期观测数据的分析,得知阳江热岛基本存在着秋冬季强、春夏季弱,一天中以08:00最强、14:00最弱的特点,但具体情况还跟天空状况有关。结果显示,天空状况和海陆风是影响阳江热岛的主要气象因素,其中天空状况对热岛发生频率及其强度具有明显的影响,表现出晴到少云状况下出现热岛的频率较多云到阴时高的特点。结果表明,阳江市城市热岛效应整体上不是非常明显,热岛强度以弱热岛和无热岛为主,炎热(或酷暑)天气较少,通常只在台风来临前,才有1～2天的闷热天。