采用DDA方法分析非球形粒子辐射特性

利用离散偶极子近似法(DDA)计算了三种几何形状、不同尺度参数、不同复折射率的非球形粒子随机取向时的衰减因子、反照率和散射相函数等辐射特性参数,并与等体积球形粒子进行了比较.分析结果表明:非球形粒子的辐射特性与等效球形粒子的辐射特性存在着差别,这种差别随着粒子的形状、尺度参数和复折射率等参数的变化而变化,并且具有一定的规律,同时存在一个临界尺度参数,此时非球形粒子与等效球形粒子的辐射特性差别可忽略不计.     

利用PSO同时优化阵列天线的辐射和散射特性

类似于辐射方向图乘积定理,推导出直线阵列天线的雷达散射截面(RCS)可分解为单元因子与散射阵因子之积．相比以往仅优化阵列天线辐射特性的工作,可基于此公式运用粒子群优化算法(PSO),通过调整阵元间距来同时优化其辐射和散射特性．仿真结果表明,优化后的辐射方向图峰值副瓣电平降低,单站RCS的栅瓣得到了有效抑制,使其在绝大部分入射角处于低散射状态,从而证明了该方法能同时优化阵列天线的辐射和散射特性．     

遮光剂对SiO2气凝胶热辐射特性影响的理论研究

为研究添加遮光剂对SiO2气凝胶热辐射特性的影响,分别采用考虑基质吸收的改进的Mie散射理论和经典的Mie散射理论计算了气凝胶基质中单个粒子的热辐射特性和遮光气凝胶总的热辐射特性,并将两种方法的计算结果与已有实验数据进行了对比。分析了遮光剂粒子尺寸、分布规律对遮光气凝胶热辐射特性的影响,计算了遮光气凝胶的辐射热导率和不同温度下的最优粒径。结果表明:气凝胶基质的吸收作用对基质内的粒子散射影响较小,在计算遮光气凝胶热辐射特性时可以忽略。采用TiO2均一粒子系作为遮光剂,温度为300、500、700、900 K时的最优粒子半径分别为1.4、1、0.75、0.6μm。     

基于P_n近似方法的消防水幕辐射传输模拟分析

水幕系统对火焰辐射衰减问题包含了气体、水滴粒子、不完全燃烧产生的炭黑粒子等吸收、散射以及液滴蒸发吸热等过程。针对此问题,本文首先采用Mie散射理论与有效介质理论相结合,建立了水滴粒子以及炭黑掺杂混合液滴的吸收散射特性参数计算模型;在此基础上,考虑燃气辐射吸收作用,采用球谐函数法构造了多层半透明水幕介质的辐射传输计算模型。利用该模型分析了载液量、液滴粒径、水滴蒸发、粒子混合等因素对辐射衰减能力的影响。     

微球体与微椭球体光散射特性的研究

采用M ie散射理论研究了微球体光散射的性质并用E ikonal近似方法把微椭球体用与其等效的微球体来近似,进而应用M ie散射理论对微椭球体光散射进行数值模拟,并对计算结果进行了分析。结果表明微球体与微椭球体光散射具有相似的性质,且微椭球体散射光振幅分布与其位置有关。分析结果可为实际应用中微球体与微椭球体透镜的设计、应用及微透镜阵列光学性能的进一步分析提供依据。     

导弹尾喷焰红外辐射特性有限元法研究

在给定浓度场、温度场、粒子和气体组分辐射物性参数的条件下，通过插值方法对于给定物性进行回归，使其变为坐标的多项式函数关系式，同时将分区有限元模型用于导弹主动段尾喷焰红外光谱辐射特性计算。考虑粒子散射的情况，计算了2．7μm、4．3μm波长处的光谱出射辐射强度场；通过与贴体坐标系下的有限体积法的计算结果比较，证明了分区有限元模型的正确性和可行性。最后，对提出的分区有限元模型的计算误差进行定性和定量分析。     

降雨融化层对电波散射与衰减特性的研究

提出了更为切合实际的融化粒子的涂水雪球模型，应用涂层球的计算方法计算了不同大小和不同融化状态下的融化粒子的散射特性及反照率。结果表明频率在6及10GHZ时，粒子的反照率较雨滴和冰球的大，计算了不同降雨率，不同融化度状态下融化层的单位距离衰减及整个融化层的衰减和散射损耗，结果表明，用涂水雪球模型计算的融化层的衰减稍大于用Mie理论计算的等效雨区的衰减；在频率较低时，融化层的散射损耗大于等效雨区的散射损耗，随着频率的升高，散射损耗的相对差值变小，这与雷达观测和文献中结果均相符，说明这种融化粒子模型是正确可行的，较雨滴成冰球模型更切合实际。     

三维辐射直接交换面积的简化计算

考虑参与介质的散射作用,给出三维散射介质中辐射直接交换面积的广义对称性以及以形心距为线索的辐射直接交换面积的简化计算方法,模拟计算了含有散射介质的三维系统辐射直接交换面积.数值模拟结果表明,与忽略介质散射作用的简化描述相比,容积单元-容积单元的辐射直接交换面积增大,表面单元-表面单元的辐射直接交换面积降低.     

分形碳烟粒子的散射特性研究

基于分形的基本概念,模拟了自然界中由燃烧过程所产生的碳烟粒子的分形结构．并结合研究多体散射问题的T矩阵方法以及矢量球谐函数的加法定理,计算了结构不同、组成体系粒子数目不同碳烟粒子体系的线性极化度以及电磁散射强度特性．计算结果显示体系散射矩阵的角分布与其结构特征紧密相关．对粒子数目相同,结构不同的分形粒子其前向散射强度几近相同;但对组成结构相同粒子总数不同的粒子体系,其前向散射强度却可以加以分辨．     

质心系库仑散射公式研究

介绍了α粒子散射实验的理论基础,讨论了在考虑靶原子核运动情况下质心系中的库仑散射公式,并与在假设靶原子核静止情况下实验室系中的库仑散射公式相比较.结果表明:考虑靶原子核运动时,对库仑散射公式进行修正给出的结果更精确,能够减小入射粒子与靶原子核质量相差不大情况下的实验误差,适用范围更广.     

航天器温度场的蒙特卡罗法计算

将蒙特卡罗法与热网络法相结合来求解航天器的温度场,采用蒙特卡罗法计算热网络节点间的红外辐射网络系数和表面单元的太阳光辐射传递系数,以消除角系数计算中的不合理假设,在此基础上,编制了计算辐射传递系数和求解热网络方程组的计算软件;结合由NEVADA软件得出的外热流数据,对某卫星平台的热设计方案进行了稳态温度场计算分析,经研究发现,将蒙特卡罗法与热网络法相结合对系统的复杂结构和部件表面的辐射特性有很好的适应性,但计算量较大。     

Optical properties and cooling performance analyses of single-layer radiative cooling coating with mixture of TiO2 particles and SiO2 particles

Radiative cooling can achieve cooling effect without consuming any energy by delivering energy into outer space(3K) through"atmospheric window"(8–13 μm). Conventional radiative cooling coating with multi-layer structure was severely restricted during application due to its complex preparation process and high cost. In this study, a single-layer radiative cooling coating with mixture of TiO_2 particles and SiO_2 particles was proposed. The algorithm for calculating the radiative properties of the multi-particle system was developed. Monte Carlo ray-tracing method combined with that algorithm was used to solve the radiative transfer equation(RTE) of the single-layer radiative cooling coating with mixture of TiO_2 particles and SiO_2 particles.The effects of particle diameter, volume fraction and coating thickness on radiative cooling performance were analyzed to obtain the best radiative cooling performance. The numerical results indicated that the average reflectivity of the single-layer radiative cooling coating with mixture of TiO_2 particles and SiO_2 particles in the solar spectrum can reach 95.6%, while and the average emissivity in the "atmospheric window" spectrum can reach 94.9% without additional silver-reflectance layer. The average reflectivity in the solar spectrum and average emissivity in the "atmospheric window" spectrum of the single-layer radiative cooling coating with mixture of TiO_2 particles and SiO_2 particles can increase 4.6% and 4.8% compared to the double-layer radiative cooling coating. This numerical research results can provide a theoretical guidance for design and optimization of single-layer radiative cooling coatings containing mixed nanoparticles.     

真空干燥条件下的玉米介电特性

在设计叉指式平板电容介电参数检测元件的基础上,构建了真空状态下的介电测试系统,研究了玉米介电特性的变化规律,为真空干燥过程测试控制提供了基础。研究结果表明:在真空度为0～0.06MPa下,玉米的介电常数、损耗因数、损耗角正切等参数与温度、真空度等干燥参数之间存在非线性关系。介电常数、损耗因数随真空度的增大呈现类Z形递增趋势;损耗角正切随真空度的增大呈现类似反Z形递减趋势。玉米含水量和温度对介电特性参数的影响也很大,二者与损耗角正切呈负线性相关,含水量与介电常数在一段水分范围内呈正线性相关,含水量较高时,介电常数变化较大;温度与介电常数呈正线性相关;而损耗因数随含水量的增加有一陡降过程,随后缓降,且随温度的增高呈线性上升趋势。     

气流粉碎装置粉碎效能分析

介绍了流化床式气流粉碎装置的工作原理，分析探讨了气流粉碎速度对粉碎效能的影响，指出粉碎效能速度与粉碎并不存在简单的线性关系；研究了生产过程中Laval喷嘴的性能及可能引发的粉碎效能方面的问题，指出应关注Laval喷嘴的几何尺寸和形式，确定合理的喷嘴入口、出口压力比值，并定期检查喷嘴的磨损情况，定期清洗喷嘴；还研究了由于管路系统内外温差效应使管路内部结水、结雾或结霜，造成物料颗粒湿润、团聚，降低生产效率，引发机器故障等方面的问题，并提出了改进方案和措施.     

Effects of temperature and initial molar ratio of Na2O to Al2O3 on agglomeration of fine AI(OH)3 seed in synthetic Bayer solution

Fine AI(OH)3 crystals were aggregated from supersaturated aluminate solution in the batch reaction tanks.By means of laser particle size analyzer and scanning electron microscopy,the influences of temperature and initial molar ratio of Na2O to A12O3 (αK) on agglomeration of fine seed in Bayer process were investigated.The results show that agglomeration is almost finished in 8 h,and seeds with size less than 2 μm are easily aggregated together,and almost disappear in 8 h under the optimal process conditions.In the aluminate solution with the same moderate initial αK,when the reaction temperature reaches 75 ℃,the secondary nucleation does not occur,and the effect of agglomeration is better.And at the same reaction temperature,when the initial αK is 1.62,the initial supersaturation of aluminate solution is moderate,the binders on the surfaces of the seed are enough to maintain the agglomeration process,and the agglomeration degree is better.From SEM images,agglomeration mainly occurs in the fine particles,the combinations among the fine particles are loose and the new formed coarse crystal shapes are irregular.     

考虑桩-土-结构相互作用的脱硫塔动力特性分析

大型薄壁钢筒脱硫塔的结构形式复杂,基础采用桩基.研究该脱硫塔的动力特性,对该塔结构设计有重要意义.本文根据有限元理论,对脱硫塔结构进行有限元建模,建立了两种模型:不考虑桩-土-结构共同作用和考虑桩一土一结构共同作用,并分别对两种模型的动力特性进行了分析.计算分析表明,桩土对结构的动力特性是有一定影响的,并为其工程设计提供了更有实用价值的参考.     

Effect of contact thermal resistance on temperature distributions of concrete-filled steel tubes in fire

To predicate the temperature distribution of concrete-filled steel tubes(CFSTs) being exposure to fire,a finite element analysis model was developed using a finite element package,ANSYS.A suggested value of contact thermal resistance was therefore proposed with the supporting of massive numbers of collected test data.Parametric analysis was conducted subsequently towards the cross-sectional temperature distribution of CFST columns in four-side fire,in which the exposure time,width of the cross section,steel ratio were taken into account with considering contact thermal resistance.It was found that contact thermal resistance has little effect on the overall temperature regulation with the exposure time,the width of cross-section or the change of steel ratio.However,great temperature dropping at the concrete adjacent to the contact interface,and gentle temperature increase at steel tube,exist if considering contact thermal resistance.The results of the study are expected to provide theoretical basis for the fire resistance behavior and design of the CFST columns being exposure to fire.     

Excel在冻土力学指标分析中的应用

影响冻土力学性能的因素包括含水量、温度以及加载速率等,且因素间可能存在较强的交互作用。为了区分各因素对冻土力学性能影响的主次以及评估因素间的交互作用,利用Excel软件强大的数理统计功能和良好的可视化界面,制作了能自动分析各因素主次性和交互作用的数据分析模板,从而实现了设计与数据分析的动态可视化。该模板可以用来处理考虑交互作用的3因素3水平试验数据。通过该模板,不但能够节省计算工作量,而且能方便找出影响试验指标的主要因素,并能方便地得出交互作用效应。     

回转干馏炉内挡板形状对二元颗粒运动混合的影响

根据回转干馏炉（简称回转炉）内二元颗粒混合时的涡心区的位置,提出在距离回转炉中心21 mm处设置挡板的增混方式.挡板主要依靠推送和抛洒2种作用来增强二元颗粒之间的混合.采用离散单元法,对安装不同形状挡板的回转炉内二元颗粒的运动混合进行数值模拟,研究挡板形状对二元颗粒运动混合的影响.结果表明,挡板边数越多,平均终末卸料角越大.在回转炉运行过程中,当挡板边数为2时,仅存在主体颗粒瀑布流;当挡板边数为1、3、4、∞时,主体颗粒瀑布流和悬空颗粒瀑布流共存.相比于无挡板,在回转炉中安装挡板时,不存在小颗粒集中分布的涡心区,2种颗粒交错分布,颗粒分布更加均匀.当挡板边数从0增加到2时,时均接触数指标M的提高比较明显,从0.288增加到0.424,颗粒的混合质量变好.对于2、3、4、∞边形挡板,时均接触数指标M差别较小,颗粒的混合质量差别较小.