两种纤维增强复合材料连续激光烧蚀阈值测量及吸收特性分析

 通过双积分球-光电管测试系统和摄像记录的方法,对芳纶纤维/环氧和碳纤维/环氧两种复合材料在1.319 μm连续激光作用下的烧蚀阈值和烧蚀过程中材料对激光能量的吸收特性进行了实验研究。结果表明：芳纶纤维/环氧复合材料的平均烧蚀阈值随材料厚度增加而降低,碳纤维/环氧复合材料的平均烧蚀阈值不受材料厚度影响,约为70 W/cm²;两种纤维增强复合材料烧蚀前的反射率随激光功率增加而缓慢增大,芳纶纤维/环氧材料从0.40变化到0.45,碳纤维/环氧材料从0.15变化到0.20;当发生烧蚀时,芳纶纤维/环氧材料的反射率急剧下降,吸收率增大,碳纤维/环氧材料的反射率无明显变化,吸收率约为0.80。     

Characteristics of surface waves in anisotropic left-handed materials

We report the coexistence of TE and TM surface modes in certain same frequency domain at the interface between one isotropic regular medium and another biaxially anistotropic left-handed medium. The conditions for the existence of TE and TM polarized surface waves in biaxially anisotropic left-handed materials are identified, respectively. The Poynting vector and the energy density associated with surface modes are calculated. Depending on the system parameters, either TE or TM surface modes can have the time averaged Poynting vector directed to or opposite to the mode phase velocity. It is seen that the characteristics of surface waves in biaxially anisotropic left-handed media are significantly different from that in isotropic left-handed media.     

高速气流作用下激光加热金属平板数值模拟

数值模拟研究了高速气流作用下激光加热金属平板温度场。流体控制方程为三维雷诺平均Navier-Stokes方程,固体控制方程为能量方程,湍流粘性系数求解使用k-ε两方程模型。采用流固耦合计算方法,使用两相流模型模拟气流对烧蚀物的剥蚀,较完整地模拟了激光辐照金属材料的物理变化过程,计算得到了不同气流速度下金属平板的温度分布以及烧蚀形貌。分别使用两相流方法和动网格方法对高速气流作用下激光对金属板的烧蚀效应进行了计算,结果表明,两相流方法与动网格方法都能较好地模拟高速气流作用下激光加热金属平板的温度响应,由于两相流方法能够较全面地模拟对流换热、熔化与凝固过程以及金属液体在气流冲刷下的动力学过程,因此能获得比动网格方法更为合理的物理图像。     

基于双剪应力屈服准则的受内压管道爆破压力分析

采用双剪应力屈服准则,对在内压作用下的无缺陷管道进行了塑性极限分析,得到了管道爆破压力的计算公式;并且将结果与基于Tresca、Mises、平均剪应力屈服准则得到的爆破压力进行了比较.研究结果表明:爆破压力随着管道材料的应变硬化指数的增大而减小,随着管道厚径比的增大而增大;此外,基于双剪应力屈服准则得到的管道爆破压力为爆破压力的上限,而基于Tresca屈服准则得到的爆破压力为管道爆破压力的下限.     

激光辐照环境对金属材料反射特性的影响

利用积分球绝对测量法,对在20 Pa真空缺氧、1 000 Pa空气,105 Pa空气及1 000 Pa氧气环境下,1 064 nm波长连续激光辐照30CrMnSiA碳钢材料过程中的反射光信号进行了测量,得到了30CrMnSiA碳钢在4种辐照环境下的反射率和温度变化曲线。结果表明：在空气组分辐照环境的低压到105 Pa范围内,材料初始反射率随压力增大而增大;在缺氧和富氧环境的激光辐照过程中,缺氧环境下材料反射率变化缓慢,且变化拐点温度高于富氧环境,富氧环境下材料被加热后的快速氧化反应有利于材料对激光能量的吸收;不同辐照环境（缺氧和富氧）相同材料温度条件下,材料反射率并不相同。     

基于脉冲激光的空间碎片移除技术:综述与展望

近年来,近地轨道的空间碎片问题对航天应用的威胁日益严峻。通过主动移除技术手段减少在轨空间碎片的数量,从而保障空间资源的可持续开发和航天器的安全运行,已成为相关领域研究的热点。溯源了空间碎片问题的产生及沿革,分析基于不同技术途径的主动移除方案的特点。重点研究了脉冲激光主动移除空间碎片的关键技术与科学问题,总结了现阶段的技术发展情况,并对未来天基激光移除空间碎片的发展方向给出了建议。     

超快非均质电子转移的优化控制研究(Ⅰ)

本文用三能级的单振动模型,模拟了从二萘嵌苯到TiO2超快电子转移的动力学过程,发现在弱电子转移耦合下,电子在激光场的作用下激发至分子激发态转移然后到半导体导带,在强电子转移耦合下,电子直接由基态转移到半导体导带。在优化控制的理论模拟中以电子激发态的振动基态为目标态,考虑了不同注入位置条件下的电子转移的动力学过程,研究了优化激光场在给定时间内实现目标态的过程,由于从分子激发态到半导体的超快电子转移,只有当分子激发态能级与半导体导带底能级简并时,才能实现较高的目标态产生率。     

一种改进的减少状态逐幸存处理均衡器

提出了一种带有FIR前置滤波器的减少状态逐幸存处理均衡器．该均衡器通过训练序列估计信道的特性，利用RLS算法对信道的估计值进行更新．在RSSE-PSP处理之前加入一个FIR前置滤波器，使全信道近似呈现最小相位特性,该FIR滤波器为一个信道匹配滤波器和一个预测误差滤波器的级联，采用Levinson-Durhin算法进行求解,仿真结果表明，该均衡器在具有符号问干扰的信道中比传统均衡器有着更优异的性能．     

复合包覆Co(OH)_x+Yb(OH)_3的Ni(OH)_2正极材料的高温性能研究

化学共沉淀法合成氢氧化镍,并在表面用"梯度共晶法"复合包覆Co(OH)x+Yb(OH)3。XRD,XPS,SEM表征结果表明:制备的样品为六方球形β-N i(OH)2,表面包覆了Co(OH)x+Yb(OH)3,Co的存在形式应该主要为Co2+及少量的Co3+。65℃下0.2C,1C和3C恒电流充放电时,复合包覆Co(OH)x+2%Yb(OH)3的氢氧化镍的放电比容量和放电效率最大。大倍率充放电和循环稳定性等性能也得到改善。     

纳米铝颗粒强氧化反应的发光特性

纳米颗粒与常规尺度颗粒相比，因具有小尺寸效应、表面效应以及很高的化学反应活性等特点，所以较之常规尺度粒子，能够在光、热、化学活性等方面展现出更多特有的性质。为了研究纳米铝颗粒在氧气环境下的氧化反应发光特性，设计了电容器放电将脉冲大电流通过铝丝，利用铝丝的电阻热储能使其在几微秒或更短的时间内熔化、气化，形成金属蒸汽或进一步形成等离子体，产生的纳米金属颗粒与周围的氧气自发进行氧化反应发光的电爆炸实验方案。实验测量到的铝氧发光光谱如图1所示。