Non-Fourier heat conduction in a thin gold film heated by an ultra-fast-laser

Based on the dual-phase-lagging(DPL)heat conduction model,the Cattaneo-Vernotte(CV)model and the improved CV model we investigate the one-dimensional heat conduction in gold films with nano-scale thickness exposed to an ultra-fast laser heating.The influence of system parameters on the temperature field is explored.We find that for all the non-Fourier heat conduction models considered in this work,a larger Knudsen number normally leads to a higher temperature.For the DPL model,the large ratio of the phase lag of temperature gradient to the phase lag of heat flux reduces the maximum temperature and shortens the time for the system to reach its steady state.The CV model and the improved CV model lead to the similar thermal wave behavior of the temperature field,but the thermal wave speeds for these two models are different,especially for large Knudsen numbers.When the phase lag of temperature gradient is smaller,the difference between the DPL model and the improved CV model is not significant,but for the large phase lag of temperature gradient the difference becomes quite significant,especially for the large Knudsen number.In addition,the effect of the surface accommodation coefficient,which is a parameter in the slip boundary condition,on the temperature field of the gold film heated by ultra-fast laser pulses is investigated based on the DPL model.     

介质阻挡放电反应器降解邻二甲苯的特性研究

采用介质阻挡放电(DBD)降解常压下流动态的邻二甲苯模拟废气,系统地考察了放电极值电压,气体的初始质量浓度、停留时间以及相对湿度等工艺参数对邻二甲苯降解的影响,并初步探讨了邻二甲苯的降解产物.实验研究结果表明:在7.0kV的放电极间电压下,邻二甲苯的初始质量浓度为1 500mg/m3,停留时间为9s,其去除率可达到80%以上.降解产物主要为CO2、H2O以及苯甲酸、苯乙酸、苯乙醛等有机物,并且经降解后产物的生物可生化性得到提高,因而为后续的等离子-生物法联合处理VOCs提供了依据.     

Mathematica在高等数学实验中的应用

以进一步完善高校数学实验课程的教学体系,提高高等数学实验的教学质量、进行教学改革为目的,充分利用Mathematica软件在数学分析和作图上的优势,结合高等数学实验和Mathematica软件的特点,以高等数学实验中的几个具体问题为例,阐明了Mathematica软件在高等数学实验中的应用。     

微波化学反应的无量纲准数动力学模型研究：以偶氮二异丁脒盐酸盐（AIBA）分解反应为例

微波辅助化学已成为备受关注的研究课题,但微波反应动力学模型缺乏系统的研究严重阻碍了微波在化学工业化上的应用,微波化学反应在化学工程化的放大设计及应用缺乏基础依据。以偶氮二异丁脒盐酸盐（AIBA）分解反应为例,通过选择合适的溶剂调整其复配比例,得到一系列具有不同沸点的混合溶剂作为反应介质,使反应在混合溶剂沸点下进行,以保证反应过程中微波的持续作用来研究微波反应动力学。从微波作用下动量传递、热量传递和质量传递的影响因素进行考虑,选择了对微波化学反应必须和充分的因素,包括微波功率密度 p、黏度 μ、密度ρ、反应物的浓度 C_A、温度 T、热导率 λ、损耗角正切δ 和微波辐射频率f。采用量纲分析方法,通过模型分析建立了微波分解反应动力学模型。通过大量的实验数据进行拟合,回归出特定反应的模型参数。该模型估算值与实验值的误差较小,相关性较高,具有一定的预测能力可解决微波反应过程放大的基础性问题,有望用于指导微波工业化生产。     

铸件充型过程算法研究

建立了铸件充型过程的数学模型，探讨了充型过程常用的计算方法SOLA-VOF方法。采用SO-LA方法求解速度场和压力场，并利用改进的VOF方法处理三维自由表面，包括自由表面的确定、自由表面的移动．进行了充填过程的模拟计算，验证了所采用的计算方法的可靠性。     

压杆效应对齿轮增减速传动振动的影响

从产生齿轮传动振动的根源--力出发.对造成齿轮增速传动与减速传动振动差异的原因进行了分析.通过对齿面摩擦力形成的压杆效应指数计算公式的推导,揭示了压杆效应指数与齿轮传动振动之间的关系,同时还给出了齿轮传动增速与减速振动相对强弱的判别公式,通过模型试验得到了与理论分析基本一致的结果.     

Ti和V对Fe中氢与位错交互作用的影响

研究了Fe-0.5wt-%Ti和Fe-0.5wt-%V合金中由氢与位错交互作用所形成的氢致冷加工内耗峰(H-CWP)。实验结果表明:合金元素对H-CWP、对氢与位错之间的交互作用有显著的影响,与氢作用愈强的元素,对H-CWP的影响愈大,内耗实验结果与力学性能之间存在着一定的联系.     

液相渗Si提高TiAl基合金的高温抗氧化性

使用液相Al—Si合金对TiAl基合金进行表面渗Si处理，可明显增强TiAl基合金的高温抗氧化性．经1273K，100h的恒温氧化后，不同的表面涂层使合金在40—100h之间的氧化速率降低了2个数量级，恒温氧化100h后的最终氧化皮脱落量也减少3个数量级．液相渗Si使TiAl基合金表面高温抗氧化性能得到大幅度改善，其根本原因是Si与TiAl中的元素Ti结合，降低了Ti的活度，相对增强了涂层中元素Al的活度，而且涂层中Al的绝对含量也得到明显提高，这些均抑制了高温氧化过程中TiO2的生成，涂层最外层形成了致密的Al2O3氧化膜．     

板坯连铸二冷计算机仿真的研究和应用

连铸二冷计算机仿真是准确、迅速预测和分析工艺参数对浇注过程的影响规律以及优化连铸操作工艺参数的重要手段。基于沿拉坯方向上移动的有限薄片层思想,建立板坯连铸凝固传热数学模型,应用面向对象的编程语言Visual Basic 6.0开发了板坯连铸二冷计算机仿真软件,并针对国内某板坯连铸机应用仿真软件对其进行凝固过程模拟、对其二冷凝固过程进行工艺优化。应用红外线测温仪对板坯表面温度进行测试,测试温度与仿真结果吻合较好,说明连铸计算机仿真软件的计算是可靠的。     

二元共晶/包晶合金系微观偏析半解析数学模型的研究

基于典型微观控制单元体（通常指二次枝晶臂间距半长）内的溶质质量守恒关系,建立了适用于枝晶凝固方式的二元共晶/包晶合金微观偏析半解析数学模型,模型中充分考虑了固相反向扩散和枝晶结构粗化对液相溶质浓度的稀释效果.在引入适当的假设条件下,通过严格的数学推导,获得了模型的完整核心控制方程.在推导过程中应用了标准的粗化模型、二次方形式的固相溶质浓度分布以及抛物线固相生长方式等重要假设.其中,采用精度较高的四阶经典龙格-库塔数值微分方法,并结合具体的冷却条件,对模型的常微分核心控制方程来进行数值计算.为验证所建微观偏析模型的合理性和适用性,针对Al-4.9wt%Cu二元共晶合金进行模拟研究,通过将模型的计算结果与已有的实验测试数据以及其它特点各异的微观偏析半解析数学模型的预测结果进行对比分析,表明建立的微观偏析半解析数学模型具有相对较高的预测精度和能力,其预测结果最为接近于实测值.