光纤集成化高分辨率无标记差分显微成像系统

得益于荧光标记技术,远场超分辨显微成像技术的不断发展为人们打开了一道微观世界的大门。远场超分辨光学显微镜也成为现代医学、生命科学等领域研究发展的重要工具和设备。但是相比之下,远场无标记显微成像技术发展却相对缓慢。为此,本文提出了一种采用光纤器件的集成化差分显微成像方法。该方法通过特制的光纤模式选择耦合器(MSC)实现了差分成像系统中空心光斑的生成,并解决了空心光斑和实心光斑严格对准困难的问题。搭建了一套结构简单紧凑,高度集成化的无标记显微成像系统。实验中,采用直径为150 nm的金颗粒和最小间距约50 nm的无标记聚合物线对结构对系统进行成像测试,分辨率相较传统扫描共聚焦显微镜大幅提升。

     

透镜球差对拉盖尔-高斯涡旋光束聚焦特性的影响及改善方法

涡旋光场调控对涡旋光在激光通信、生物操控等领域的应用研究具有重要意义。为了揭示透镜球差对拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)涡旋光束传输特性的影响,本文基于菲涅尔衍射理论,模拟研究了不同透镜球差系数下的LG光束聚焦场的强度、相位以及螺旋谱分布。结果表明:光学系统初级球差系数的增大恶化了LG光束聚焦场的强度分布和螺旋相位,弥散了轨道角动量(orbital angular momentum,OAM) 。由此,本文提出了一种光阑补偿方案,通过在透镜前添加大小合适的圆孔光阑,以消除透镜像差。光阑补偿后的LG光束聚焦场由星芒状空心分布恢复为空心圆环分布,OAM态保持单一稳定。本研究工作为改善透镜像差对涡旋光的传输影响提供了解决方案。     

排水系统入海口新型消能工

通过实体模型试验研究了某排水系统入海口水工建筑物的水力性能,设计提出一种新型的墩栅涡流室消能工。该新型消能工的水力特点是:流出排水隧洞的高速水流大部分通过进口墩栅空隙流入涡流室,小部分在进口墩栅前发生水跃后扎入涡流室中产生强烈的顺时针漩涡,通过水跃、墩栅的阻力和涡流室漩涡的共同作用消能,并将来流的动能转换为势能,之后,涡流室中的大部分水流在重力作用下通过出口墩栅空隙流向下游,其余水流从墩栅顶部溢流。这种新型的墩栅涡流室不仅消能效果良好而且出流均匀,并容许各种杂物如石块、泥沙等自由通过,避免涡流室中发生严重的淤积。     

风力透平诱导速度的应用评价

文章归纳了不同叶片气动设计理论中的诱导速度处理形式,评价了诱导速度的求解过程与应用前景。结果显示,现有叶片设计方法中的诱导速度处理方式单一,采用基于粘性流的计算流体力学（CFD）理论与自由涡理论是提升风力机叶片优化设计的主要策略。     

涡流纺开发新型纱线的趋势及相关技术的探析

目前,涡流纺可开发多种新型纱线：高性能的纤维素纤维纱线、用改性涤纶开发涡流纺新型纱线、包芯纱、色纺纱线、多组分功能性混纺纱、腈纶短纤纯纺与混纺的涡流纺纱线等。要在涡流纺设备上纺好各种新型纱线,应从原料优选、纺纱工艺优化、专件器材的选用和保养及控制好车间温湿度等方面做好工作,并把握好速度、效率、质量三者关系,这是生产出耐磨性好、毛羽少、表面光洁、涡流纱的重要保证。     

喷气涡流纺羊绒/涤纶混纺纱纤维径向分布

为研究纤维规格对喷气涡流纺纱线中纤维径向分布的影响规律,将两种不同规格的羊绒纤维和同一棉型涤纶纤维分别以相同比例混纺,经喷气涡流纺纱机MVS861制备了两种羊绒/涤纶纤维混纺纱线。运用哈氏切片器切取两种混纺纱线的横截面样本,借助扫描电子显微镜观察并采集纱线样品横截面的纤维分布图,结合汉密尔顿指数分析法和Onion指数法分析,得到喷气涡流纺混纺纱中羊绒纤维和涤纶纤维在纱线横截面内的内外转移趋势和分布规律。结果表明,利用喷气涡流纺纱技术制得的羊绒/涤纶混纺纱线中,羊绒纤维因其初始模量更小、长度更长有向外转移趋势,初始模量更大、长度更短的涤纶纤维则有向内转移趋势;但混纺纱的最外层纤维由纤维含量和纤维规格共同决定。该结论可帮助纺制喷气涡流纺羊绒混纺纱时根据需要来选择纤维原料的规格。     

基于微扰法研究涡旋光束在大气中传输的热晕效应

基于一阶微扰法,推导了涡旋光束在大气中传输的稳态热晕解析表达式,并得到了由热晕引起的涡旋光束的相位畸变表达式.通过数值模拟涡旋光束在大气中传输的光强等值线分布,详细分析了传输距离、初始功率、横向风速、大气吸收系数和初始半径对涡旋光束热晕的影响.研究结果表明,在其他参数不变的情况下,单一增大涡旋光束的初始功率、传输距离和...     

边界层吸气对圆柱绕流尾涡脱落结构及圆柱受力的影响

为抑制圆柱绕流时受到的涡激力、保护圆柱结构安全,通过施加边界层吸气控制圆柱在涡激效应下受到的周期力.采用数值模拟方法分析Re =200时吸气口位置和吸气强度对圆柱受力情况及尾涡脱落结构的影响.结果 表明:当吸气口布置在60°、90°和120°位置时,添加吸气条件会显著减小圆柱受到的涡激力;吸气条件的引入对圆柱尾涡的脱落...     

旋进旋涡与V锥组合计量气液两相流实验研究

目的解决低渗透气田在井间串联、井口混输计量模式下,单井产气、产液量无法准确计量的技术难题。 方法基于旋进旋涡流量计和V锥流量计的单相计量原理,通过开展空气-水两相流的室内实验,分析了不同运行压力、气液比以及表观气速下单相流量计的混相计量误差变化规律。借助量纲分析法,分别建立了进动频率和压降与相关无量纲准数的关联公式,并采用室内实验数据分别进行了混相条件下的参数修正,利用两种流量计串联组合的方式,提出了一种适用于低含液率的湿气双参数组合计量模型,并采用延安气田现场的实流数据对模型计算精度进行了验证。 结果室内实验时,当湿气体积含液率小于1%时,旋进旋涡进动频率随体积含液率的升高而降低,出现“欠读”现象,而V锥流量计的计量压降随体积含液率的升高而增大,产生“过读”现象。当体积含液率大于1%时,由于气相含液量偏大,造成旋涡进动信号下降规律不明显,从而导致组合计量模型的结果可能出现失真,现场实流测试结果显示,组合计量模型的气相体积流量的平均相对误差为2.029%,液相体积流量的平均相对误差为15.066%,体积含液率的平均绝对误差为 0.059%。 结论旋进旋涡与V锥流量计的组合计量模型在气相含液量较低时,气相和液相的计量精度可满足现场生产需要,且加工设计成本较低,可以为延安气田排水采气井的气液混相计量提供技术支持。 