现代物理学报
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ISSN: 3078-9443

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  • 基于束间动态干涉的快速匀滑新方法 下载：65 浏览：386
  • 熊皓1 钟哲强1 张彬1 隋展2 张小民2 《现代物理学报》 2020年10期
  • 摘要:
    针对高功率激光装置中靶面辐照均匀性的高要求，提出了一种利用束间动态干涉改善辐照均匀性的快速匀滑方法.基本原理是利用共轭相位板阵列对存在一定波长差的多束激光附加相位调制，从而使各子束在远场两两相干叠加以产生动态的干涉图样，进而引起焦斑内部散斑的动态扫动，在ps时间内抹平不均匀性.以典型惯性约束聚变装置中的激光集束为例，通过建立基于束间动态干涉的快速匀滑物理模型，定量分析了相位板类型、相位调制幅度和束间波长差等因素对焦斑动态干涉图样的影响及规律，进而对其束匀滑特性进行了讨论.结果表明，基于束间动态干涉的快速匀滑方法可以有效地实现多方向、多维度的焦斑内部散斑快速扫动，且通过与传统束匀滑技术的联用，可以在更短的时间内达到更好的焦斑均匀性.
  • 剪切变稀液滴撞击不同浸润性壁面的数值模拟研究 下载：55 浏览：394
  • 沈学峰 曹宇 王军锋 刘海龙 《现代物理学报》 2020年10期
  • 摘要:
    基于有限元法，采用水平集方法捕捉相界面的移动，构建了液滴撞击固体壁面的数值模型.通过修正的幂律模型描述流体的非牛顿剪切变稀特性，探讨了剪切变稀特性对液滴撞击固体壁面后铺展行为的影响，分析了撞击不同浸润性壁面时剪切变稀特性对液滴撞击壁面行为的影响差异.研究结果表明:随着幂律指数m的减小，液滴撞击过程中的黏性耗散减小，液滴的形貌变化及无量纲参数变化更为显著.接触角为55°的情况下:当m降低至0.85时，液滴铺展过程中开始出现显著区别于牛顿流体液滴的振荡现象；当m降低至0.80时，液滴在回缩过程中会出现中心液膜断裂的情况.接触角为100°时，剪切变稀液滴均会出现振荡行为，振荡幅度随着m的减小而增大.接触角为160°时，牛顿流体液滴与剪切变稀液滴均会在回缩过程中弹起，但剪切变稀液滴的弹起速度更快.此外，基于数值计算结果，本文提出了接触角为55°情况下剪切变稀液滴撞击壁面后的最大无量纲铺展直径预测模型.
  • 涡轮导向器对旋转爆轰波传播特性影响的实验研究 下载：56 浏览：402
  • 魏万里 翁春生 武郁文 郑权 《现代物理学报》 2020年10期
  • 摘要:
    为了研究涡轮导向器对旋转爆轰波传播特性的影响，以氢气为燃料，空气为氧化剂，在不同当量比下开展了实验研究.基于高频压力传感器及静态压力传感器的信号，详细分析了带涡轮导向器的旋转爆轰燃烧室的工作模式以及涡轮导向器对非均匀不稳定爆轰产物的影响.实验结果表明:在当量比较低时，爆轰燃烧室以快速爆燃模式工作；逐渐增大当量比，爆轰燃烧室开始以不稳定旋转爆轰模式工作；继续增大当量比，爆轰燃烧室以稳定旋转爆轰模式工作，且旋转爆轰波的传播速度和稳定性均随当量比的增大逐渐提高.爆轰波下游的斜激波与涡轮导向器相互作用，涡轮导向器对压力振荡的幅值具有明显的抑制作用，但对压力振荡频率的影响较小.随着当量比的增大，涡轮导向器上下游的静压均同时增大，经过涡轮导向器的作用，涡轮下游静压明显降低.
  • 驻波声场中单分散细颗粒的相互作用特性 下载：64 浏览：360
  • 屈广宁1 凡凤仙1，2 张斯宏3 苏明旭1，2 《现代物理学报》 2020年10期
  • 摘要:
    利用外加声场促进悬浮在气相中的细颗粒发生相互作用，进而引起颗粒的碰撞和凝并，使得颗粒平均粒径增大、数目浓度降低，是控制细颗粒排放的重要技术途径.为探究驻波声场中单分散细颗粒的相互作用，建立包含曳力、重力、声尾流效应的颗粒相互作用模型，采用四阶经典龙格-库塔算法和二阶隐式亚当斯插值算法对模型进行求解.将数值模拟得到的颗粒声波夹带速度和相互作用过程与相应的解析解和实验结果进行对比，验证模型的准确性.进而研究颗粒初始条件和直径对相互作用特性的影响.结果表明，初始时刻颗粒中心连线越接近声波波动方向、颗粒位置越接近波腹点，颗粒间的声尾流效应就越强，颗粒发生碰撞所需要的时间就越短.研究还发现，颗粒直径对颗粒相互作用的影响取决于初始时刻颗粒中心连线偏离声波波动方向的程度.当偏离较小时，颗粒直径越大，颗粒发生碰撞所需要的时间越短；当偏离很大时，直径较小的颗粒能够发生碰撞，而直径较大的颗粒则无法发生碰撞.
  • 气力提升系统气液两相流数值模拟分析 下载：47 浏览：371
  • 左娟莉 杨泓 魏炳乾 侯精明 张凯 《现代物理学报》 2020年10期
  • 摘要:
    污水处理、油田采油、液态金属冷却反应堆和磁流体动力转换器等领域采用气力提升系统有其显著优势.由于不同液体介质与气体介质密度对气力提升系统性能影响较大，因此本文基于Fluent仿真软件，采用欧拉模型、k-w剪切应力输运湍流模型数值模拟了氮气-水、氮气-煤油、氮气-水银及空气-水、氩气-水、氮气-水下气力提升系统内气液两相流动行为，分析了系统稳定时提升立管内气相体积分数、提升液体流量、提升效率、提升管出口处液体径向速度的变化规律.研究结果表明:1)氮气-水、氮气-煤油、氮气-水银系统中，提升管内液体介质密度越大，提升管内气相体积分数越小、提升液体流量越大、提升效率越高； 2)空气-水、氩气-水、氮气-水系统中，提升管内气体介质密度越大，提升管内气相体积分数越小、提升液体流量越大、提升效率峰值越小； 3)提升管出口处提升液体径向速度随气体充入量的不断增加而整体波动升高，最终管轴中心附近液体速度较大，管壁附近液体速度较小.本文研究成果为污水处理、气举采油、液态重金属冷却核反应堆和磁流体动力转换器等应用领域的气力提升技术的优化提供科学的理论基础.
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