1 南京理工大学能源与动力工程学院, 先进燃烧实验室, 江苏 南京 210094
2 西安近代化学研究所, 燃烧与爆炸技术重点实验室, 陕西 西安 710065
金属燃料的添加不仅能够提高推进剂的能量密度, 还能缓解冲压发动机高频燃烧的不稳定现象。 硼具有较高的质量热值和体积热值, 受到了广泛关注。 然而由于硼自身熔点高、 沸点高且表面存在氧化层, 导致点火困难, 燃烧性能差。 铝和铁的存在会使得氧化过程表面反应的放热增加, 提高温度, 促进硼的点火和燃烧。 同时由于铝和铁具有较高的燃烧热和较快的能量释放速率, 理论燃烧热利用率高, 可引入铝和铁来提高硼的燃烧效率和实际燃烧热值。 针对硼点火困难和燃烧性能差的问题, 将硼分别和铝、 铁掺混得到兼具较好点火性能和较高能量密度的复合金属燃料。 采用弥散燃烧系统研究了纳米硼基复合金属颗粒云的弥散燃烧特性, 利用高速相机获得硼及硼基复合金属颗粒云的燃烧过程, 并利用双色法测量了其温度分布变化, 应用光纤光谱仪、 扫描透射电镜、 X射线衍射和元素分析对硼基复合金属颗粒的燃烧特性及机理进行分析。 结果表明, 铝和铁的加入缩短了硼的点火延迟时间和燃烧时间, 并且使得同一时间内被点燃的硼颗粒数量增加, 硼的燃烧过程更加剧烈。 铝的加入提高了复合燃料的燃烧温度; 铁的加入降低了复合燃料的燃烧温度。 硼基复合金属颗粒弥散燃烧测温过程中观察到明显的绿光, 结合光谱图, 分析该绿光来自于硼燃烧生成的中间产物BO2。 硼基复合金属颗粒弥散燃烧后团聚物主要为氧化产物, 其中也含有少量的氮元素。 硼基复合金属颗粒弥散燃烧后产物团聚现象更为明显, 且不规则块状硼的破裂更加严重。 硼基复合金属颗粒进入管式炉后, 受到热辐射后在短时间内快速升温, 铝和铁颗粒率先达到着火温度开始燃烧, 燃烧释放的热量积聚在颗粒内部, 被硼颗粒吸收, 硼表面氧化层破裂, 内部硼与空气接触, 继而温度上升至硼的着火点, 硼开始燃烧, 从而促进了硼的燃烧。
纳米颗粒 硼基复合金属 弥散燃烧 燃烧诊断 Nanoparticles Boroncomposite metal Dispersion combustion Combustion diagnostics 光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3252
1 长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院,广东 中山 528400
3 西安航天复合材料研究所,陕西 西安 710065
为了阐明平顶激光辐照下碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)的熔凝特性,构建了方形平顶激光束的数学模型和CF/PEEK复合材料的几何模型,利用COMSOL有限元仿真软件,计算仿真了方形平顶激光辐照CF/PEEK的加热过程和停止加热后的冷却过程。其中,方形平顶激光功率密度为5 MW/m,平顶区域功率占比为94.37%,加热15 ms使CF/PEEK的表面温度达到370 ℃左右。在沿碳纤维轴向方向上,辐照区域内温差0.5 ℃以内,辐照区域边缘温差1 ℃左右;在沿碳纤维径向方向上,辐照区域内温度曲线呈现波浪状,波峰与波谷的温差为4 ℃,辐照区域边缘温差为5 ℃左右。在CF/PEEK凝固过程中,会有小型熔池区域出现,并且存在较大的固液共存区。
激光技术 激光原位成型 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料 温度场 相场 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316020
强激光与粒子束
2022, 34(12): 123003
1 中南大学 粉末冶金研究院 湖南 长沙 410083
2 空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室 北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094
3 中南大学 化学与化工学院, 湖南 长沙 410083
3-3型压电复合材料在超声波传感器、水下声学检测等领域有着广泛的应用。锆钛酸铅(PZT)陶瓷通过复合有望制备具有低介电常数、低脆性等优点的复合材料。采用直写成型技术制备了PZT三维木堆结构支架, 结合浸渍法填充环氧树脂制备了3-3型PZT/环氧树脂压电复合材料。研究了陶瓷相体积分数对3-3型PZT/环氧树脂压电复合材料的介电、压电、铁电性能的影响, 并对比了PZT陶瓷支架与PZT/环氧树脂复合材料的介电与压电性能。研究结果表明, 随着陶瓷相体积分数的增加, 复合材料的介电常数、压电常数及剩余极化强度都会增大, PZT支架具有更大的介电常数、压电常数、压电电压常数; 当陶瓷相体积分数为36%时, PZT支架与PZT/环氧树脂的压电电压常数分别达到151.0 mV·m/N与104.0 mV ·m/N。PZT/环氧树脂复合材料同时具备了压电陶瓷的硬度、电性能, 以及聚合物的柔韧性、低密度等优势, 其应用前景良好。
压电复合材料 直写成型 锆钛酸铅 3-3型 电性能 piezoelectric composites direct ink writing lead zirconate titanate 3-3 type electrical properties
1 南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京 210044
2 中国科学院 紫金山天文台,江苏 南京 210034
3 南京信息工程大学 长望学院,江苏 南京 210044
针对太赫兹频段边带分离接收机的应用需求,综合考虑本振信号弱耦合度、射频信号高方向性及现阶段铣削工艺精确度等要求,研制了一款400~500 GHz频段-16 dB 本振信号波导耦合器。主要包括分支型定向耦合器的耦合度特性分析、-16 dB弱耦合度波导耦合器设计、基于数控机械加工(CNC)技术的器件制备与结果讨论。2件样品实测结果均表明:该耦合器在400~500 GHz频段(相对带宽为22.5%)获得本振信号耦合度在-16~-17 dB,射频信号方向性为-1.2 dB,隔离度优于-20 dB,所有端口回波损耗优于-15 dB。上述性能均与仿真结果保持高度一致,表明当前CNC技术能够满足该高频段波导耦合器制备的高精确度需求。
太赫兹 波导耦合器 耦合度 本振信号 射电天文 terahertz waveguide coupler coupling degree Local Oscillator signal radio astronomy 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 978
1 青岛华航环境科技有限责任公司,山东 青岛 266000
2 哈尔滨工业大学(深圳),广东 深圳 518055
利用北京首都机场18R-36L、19-01两条跑道南端入口附近的两台相干多普勒测风激光雷达的RHI扫描模式探测风速数据,分别计算在不同的风速、风向区间内两条跑道及其南下滑道区域600 m高度下各高度层的径向风速平均偏差。结果表明:在西北大风背景下,18R-36L跑道上空风速与同高度风速对比有偏小现象,这与在相同背景风条件下三条跑道接地带区域观测到的风速特征相吻合。另外风速偏小现象在300°~330°风向区间最显著,且偏差最小值区域出现在18R跑道入口附近。通过风切变强度因子进一步统计在西北大风条件下36L和01跑道下滑道区域风切变发生的强度及位置。统计表明:36L跑道的风切变频次及强度整体高于01跑道,其中300°~330°风向区间两条跑道的风切变事件发生最频繁,且顺风风切变频次明显高于逆风风切变频次,但逆风风切变发生的高度比顺风风切变发生的高度要低。
测风激光雷达 风速偏差 低空风切变 统计分析 wind lidar wind speed deviation low-level wind shear statistic analysis 红外与激光工程
2021, 50(12): 20210119
大连理工大学机械工程学院, 辽宁 大连 116024
针对未知特征点匹配关系下的单目相机位姿估计问题, 提出了一种基于软指派算法的相机位姿估计算法。结合了正交迭代算法和软指派算法, 以三维(3D)和二维(2D)特征点的物方空间共线性误差作为确定特征点之间匹配关系的指派依据和计算相机位姿的目标函数值, 通过迭代方式确定特征点的匹配关系和相机的位姿。其不仅能处理3D/2D特征点一一对应的情况, 而且能够处理同时存在遮挡的3D特征点和错误的2D特征点的情况。合成图像的实验结果表明:在含有图像噪声、遮挡的3D特征点和错误的2D特征点情况下, 该算法的成功率>82%, 真实图像实验对算法的性能进行了验证。
机器视觉 位姿估计 正交迭代算法 指派算法 激光与光电子学进展
2018, 55(9): 091501
1 中国科学院电子学研究所 高功率微波源与技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用折叠波导返波振荡器(FW-BWO)作为激励源, 用于激励工作频率为216 GHz的折叠波导行波放大器。利用3D-Magic进行仿真实验, 通过仿真优化, 最终得到96 W的输出功率, 整个电路的长度被设计为只有1 cm左右。通过该方法, 显著地缩短了高频结构长度, 有利于实现小型化的真空电子学太赫兹源, 对集成化的太赫兹源设计具有重要的参考价值。
折叠波导返波振荡器(FW-BWO)驱动 多电子注 折叠波导 行波管 太赫兹 folded waveguide backward oscillator (FW-BWO) -dri 红外与毫米波学报
2016, 35(4): 2016
在挠曲电效应的基础上,研究了光照对ADS模式TFT-LCD Flicker漂移的影响。首先研究了正常点灯下Flicker漂移情况,然后测试了不加背光和降低背光亮度下的Flicker漂移,最后研究了光照panel一段时间后Flicker漂移情况。实验结果表明,光照使Cell盒内产生了离子,驱动信号电压存在时液晶发生极化,产生的“力”吸附离子,从而形成了直流偏压,产生了Flicker漂移。降低光照强度Flicker漂移程度减弱。利用该结果在一定程度上对显示器整体设计和品质的改善有重要指导意义。
挠曲电效应 光照 Flicker漂移 flexoelectric effect illumination flicker shift