Numerical simulation of combustion stability of liquid rocket engine based on chemistry dynamics

Combustion instability of O2/kerosene, O2/kerosene/hydrogen, and O2/kerosene/hydro-gen spray flame is numerically studied. The numerical results of combustion self-oscillation are consistent with the historical experiments. Hydrogen is helpful to stabilizing oxygen/hydrocarbon combustion. High gas injecting velocity of the coaxial injector would increase the combustion stability. Contrary to the former expectation, the most sensitive region for combustion instability is not where the heat releases most intensely but is the low-temperature premixed region near the injectors. According to the simulation, the technology steps, such as adding catalyzer to decrease the reaction activity energy, or improving the injector design to reduce the premixed low temperature region, would improve the combustion stability.     

液体火箭发动机燃烧稳定性非线性理论

初步建立液体火箭发动机燃烧稳定性非线性场振子模型、均匀反应器声振模型、声学模式非线性相互作用模型和非平衡热力学模型, 分析了化学动力学激发的燃烧不稳定现象的规律. 分析表明: 高的活化能不利于燃烧稳定性; 燃气向周围环境的传热是重要的Hopf分岔参数; 燃烧室声学模式之间存在竞争与合作关系; 从非线性非平衡热力学可以推导出燃烧稳定性的热力学判据. 分析结果说明化学动力学是燃烧不稳定的重要激励机理.     

蛋白质相互作用网络特征的理论再现

无标度性、小世界性、功能模块结构及度负关联性是大量生物网络共同的特征. 为了理解生物网络无标度性、小世界性和度负关联性的形成机制, 研究者已经提出了各种各样基于复制和变异的网络增长模型. 在本文中,我们从生物学的角度通过引入偏爱小复制原则及变异和非均匀的异源二聚作用构建了一个简单的蛋白质相互作用网络演化模型.数值模拟结果表明,该演化模型几乎可以再现现在实测结果所公认的蛋白质相互作用网络的性质：无标度性、小世界性、度负关联性和功能模块结构. 我们的演化模型对理解蛋白质相互作用网络演化过程中的可能机制提供了一定的帮助. 关键词： 蛋白质相互作用网络 偏爱小 非均匀的异源二聚作用 功能模块结构     

Experimental investigations of detonation initiation by hot jets in supersonic premixed flows

<正>A new method to initiate and sustain the detonation in supersonic flow is investigated.The reaction activity of coming flow may influence the result of detonation initiation.When a hot jet initiates a detonation wave successfully, there may exist two types of detonations.If the detonation velocity is greater than the velocity of coming flow,there will be a normal detonation here.Because of the influence of boundary layer separation,the upstream detonation velocity is much greater than the Chapman-Jouguet(CJ) detonation velocity.On the other hand,if the detonation velocity is less than the velocity of coming flow,an oblique detonation wave(ODW) will form.The ODW needs a continuous hot jet to sustain itself.If the jet pressure is lower than a certain value,the ODW will decouple.In contrast,the normal detonation wave can sustain itself without the hot jet.     

气动激光器喷管非平衡流2维数值仿真

将Anderson的两振型三温度弛豫模型和严海星整理的弛豫数据相结合,采用2维守恒型方程组对按照最小长度喷管型面设计方法设计的、面积比分别为50和20的气动激光器喷管非平衡流场进行了数值仿真。小信号增益计算结果在每个计算点都和J.S.Vamos等人针对这两种喷管的小信号增益测量试验结果符合很好.解决了传统的准1维非平衡流分析方法不能很好地和试验结果相符的问题.对气动激光器喷管性能设计提供了更精确的评估方法。     

学生主导型研究性物理实验的探索

提出了在大学低年级学生进行创新意识和研究能力培养的物理实验模式———学生主导型研究性物理实验,并进行了相关的实践,介绍了其具体做法和实践效果.     

丹参素分子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

在硅胶表面接枝乙烯基三乙氧基硅烷得到接枝硅胶,将其与模板分子丹参素、功能单体4-乙烯基吡啶、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯等,在偶氮二异丁腈引发作用下进行聚合反应,制备丹参素分子印迹聚合物。采用红外光谱、元素分析对分子印迹聚合物进行表征,静态平衡吸附法和Scatchard分析法研究印迹聚合物的吸附特征。结果表明:该印迹化合物存在两种结合位点,它们的离解常数分别为714.29 mg·L-1和467.74 mg·L-1,饱和吸附量分别为9.93 mg·g-1和61.80 mg·g-1,印迹因子分别达1.93和2.19,对丹参素具有较好的选择吸附性能,可用于丹参素的分离和富集。     

气液同轴式喷嘴自激振荡的试验现象和声学模型及对火箭发动机不稳定燃烧的影响

首先简述了气液同轴式喷嘴的试验现象。在一定的工作条件下，同轴式喷嘴会产生啸叫，随气、液喷注压降的连续变化，啸叫会周期地产生和消失。通过对试验现象的分析，又提出了喷嘴啸叫的声学模型：喷嘴的自激振荡是环形通道中气流与液体喷嘴气涡共振的结果。声学模型能很好地解释冷态试验现象。最后，将喷嘴自激振荡的现象与模型和液氢液氧火箭发动机的不稳定燃烧的热试结果进行了比较。声学模型能较好地解释热态试车的主要结论。以同轴式喷嘴为喷注器的液氢液氧火箭发动机的高频不稳定燃烧现象有可能是喷嘴自激振荡引起燃烧室中压力振荡的结果。     

LiNbO3：Fe晶体三维全息最佳曝光时间研究

对LiNbO3：Fe晶体在三维体全息记录过程中出现的噪声逐渐放大,最终对记录图像产生影响的机制进行探究．通过实验对噪声光强度变化规律进行了定量研究,并运用光感应光散射与二波耦合的能量转移理论,解释了体全息记录中噪声光的产生和放大的机理,提出优化方案．     

两层星形网络的特征值谱及同步能力

多层网络是当今网络科学研究的一个前沿方向.本文深入研究了两层星形网络的特征值谱及其同步能力的问题.通过严格导出的两层星形网络特征值的解析表达式,分析了网络的同步能力与节点数、层间耦合强度和层内耦合强度的关系.当同步域无界时,网络的同步能力只与叶子节点之间的层间耦合强度和网络的层内耦合强度有关;当叶子节点之间的层间耦合强度比较弱时,同步能力仅依赖于叶子节点之间的层间耦合强度;而当层内耦合强度比较弱时,同步能力依赖于层内耦合强度;当同步域有界时,节点数、层间耦合强度和层内耦合强度对网络的同步能力都有影响.当叶子节点之间的层间耦合强度比较弱时,增大叶子节点之间的层间耦合强度会增强网络的同步能力,而节点数、中心节点之间的层间耦合强度和层内耦合强度的增大反而会减弱网络的同步能力;而当层内耦合强度比较弱时,增大层内耦合强度会增强网络的同步能力,而节点数、层间耦合强度的增大会减弱网络的同步能力.进一步,在层间和层内耦合强度都相同的基础上,讨论了如何改变耦合强度更有利于同步.最后,对两层BA无标度网络进行数值仿真,得到了与两层星形网络非常类似的结论.