Rayleigh旋转梁的动力学建模与动态稳定性分析

基于Rayleigh梁理论,通过欧拉角,运用Hamilton原理,建立了柔性自转轴在Euler坐标系下和Lagrange坐标系下的动力学方程,两个方程相比,Euler坐标系下的动力学方程增加了一个离心力项。运用Galerkin方法对两组方程离散,运用Matlab的数值方法求解了系统的频率和模态。由模态分析得出,离心力项会使陀螺系统的模态在一定转速下由反进动转变为正进动模态;由稳定性分析得出,当转速足够大时,离心力项会使陀螺系统发生颤振失稳现象。     

由Bezier曲线构造的聚合物熔体剪切黏度模型

为提高聚合物熔体剪切黏度模型的描述精度,提出了一个基于二次Bezier 曲线的黏度模型. 模型采用分段函数描述,在对数坐标系中,低剪切速率时的牛顿区和高剪切速率时的幂律区采用线性函数,介于二者之间的过渡区采用二次Bezier 曲线. 通过牛顿区和幂律区的直线延长线构造Bezier 曲线的控制多边形,从而保证三段曲线的光滑过渡. 模型可以明确给出任意温度下低剪切速率时牛顿区的结束点,以及高剪切速率时幂律区的开始点. 拟合算例表明,所提出模型的拟合精度明显高于Cross-Arrhenius 黏度模型.      

Nanobubbles produced by hydraulic air compression technique

The anoxia of coastal water has already been a serious problem all over the word. Nanobubbles are proved to have great applications in water remediation because they could effectively increase the oxygen content and degrade organic matters in water. But the existing methods to produce nanobubbles are complicated and high cost to operate, especially in deep sea. In this paper, we presented a low-cost method, hydraulic air compression (HAC), to produce a large number of nanobubbles and proved that nanoscale gas bubbles could be produced by HAC for the first time. Nanoparticle tracking analysis was used to measure the size and concentration of produced nanobubbles. It indicated that the concentration of nanobubbles would increase as the downpipe height increases. Degassed measurements proved that produced “nanoparticles” are gas nanobubbles indeed. More dissolved oxygen in water would provide the source for larger number of nanobubble formation. Those results are expected to be very helpful for water remediation in ocean in the future.     

兰州重离子加速器冷却储存环中电子冷却性能

为了在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)上开展一维离子束序化的研究,在CSR主环上,对6.39 MeV/u的58Ni19+离子束进行了冷却累积实验。测量了离子束与电子束之间不同的水平、垂直夹角以及不同电子束剖面的情况下,束流累积及束流寿命变化情况;重点研究了离子束衰减过程中动量分散随离子数的变化规律,拟合计算得到了动量分散随离子数按照幂函数衰减的指数;在给定离子数的情况下,动量分散随夹角、电子束剖面的依赖关系,为下一步在CSR上获得纵向一维有序化离子束的研究做准备。在实验中观测到在较大的夹角情况下,离子束出现纵向振荡和中心频率移动。     

HIRFL-CSR电子冷却束流位置测量系统

高效率的电子冷却过程, 要求电子束与离子束位置平行且重叠。 为了同时测量电子束与离子束的位置, 在HIRFL CSR电子冷却装置上研发了以容性圆筒形极板为感应电极的束流位置探测系统。 系统测量束流通过探针时产生的脉冲感应信号, 并进行傅里叶变换得到频谱信号, 分析4个不同电极上频谱信号强度获取束流的位置信息。 测量结果表明, 该束流位置探测系统测量准确, 为定量研究储存环离子累积和电子冷却过程与两种束流相对位置及角度的依赖关系提供了条件。 The efficient electron cooling requires that the ion beam and electron beam are parallel and overlapped. In order to measure the positions of ion beam and electron beam simultaneously, a beam position monitor system is developed for the HIRFL-CSR electron cooler device, which probe consists of four capacitive cylinder linear cut poles. One can get the both beam positions from the picking up signals of four poles by using Fourier transform(FFT) method. The measurement results show that the beam position monitor system is accurate. This system is suitable for investigating the relation between electron cooling processing and the angle of ion beam and electron beam.     

氢气在炭狭缝微孔内吸附的预测

通过边界的平均场近似,推导二平板狭缝孔格子理论Ono-Kondo吸附等温方程。利用格子模型特性和微观物理学理论,计算氢分子在石墨平面的最大吸附容量。比较由氢分子在石墨平面二典型聚集状态标定的Ono-Kondo方程,并用预测精度较高的方程计算了与文献相同条件下的吸附等温线。在比较了计算结果、试验结果和GCMC分子模拟结果后,对Ono-Kondo吸附等温方程的特点、理论基础作了分析,指出了方程的适用范围。     

重离子治癌装置研究

介绍了重离子治癌装置的最新发展状况 ,比较了两类典型的旋转机架的结构及光学特性 ,给出了离子光学的限制条件 .设计了一台桶形机架 ,为兰州重离子冷却储存环应用于医学治疗进行了预研. A simple plane rotating gantry is proposed at the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL), where a new project named Cooling Storage Ring is under construction. The gantry is 18 metre long, 5 metre high from upper beam axes to rotation axes. It consists of eight quadruples, two 45° and one large aperture 90° dipole magnets. It is equipped with a two direction magnetic raster scanning system. A beam spot of radii between 2 to 5 mm can be achieved at∶...     

任意平面区域的变尺寸有限元网格划分

利用任意平面域边界表述中的拓年要素定义网格的控制信息,通过引入节点间距函数来控制区域内网格尺寸变化,并将结合前沿生成法和Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化方法的优点,优先处理前沿的最长边,尽可能在局部生成边长逐渐减小的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角形,最终实验区域内网格的疏密过渡。     

变速度轴向运动粘弹性梁的动态稳定性

研究速度变化的轴向运动粘弹性梁在亚谐波共振及组合共振范围内的参数振动．通过平均法,在运动参数激励频率为2倍固有频率或为两阶固有频率之和附近时得到了自治的常微分方程组．在参数激励频率和激励振幅平面上,可以找到由于共振而产生的失稳区域,并应用数值方法验证了理论推导结果的正确性．分析了粘弹性阻尼,速度和预紧张力对失稳区域的影响．粘弹性阻尼使得共振失稳区域减小,而速度和预紧张力使共振失稳区域在频率-振幅平面上发生漂移．     

氢气在炭狭缝微孔内吸附的预测

通过边界的平均场近似,推导二平板狭缝孔格子理论Ono-Kondo吸附等温方程.利用格子气模型特性和微观物理学理论,计算氢分子在石墨平面的最大吸附容量.比较由氢分子在石墨平面二典型聚集状态标定的Ono-Kondo方程,并用预测精度较高的方程计算了与文献相同条件下的吸附等温线.在比较了计算结果、试验结果和GCMC分子模拟结果后,对Ono-Kondo吸附等温方程的特点、理论基础作了分析,指出了方程的适用范围.