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, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202032.190291
摘要:
针对临近空间飞行器的黑障问题，根据模拟的RAM C-III飞行器周围的流场分布结果，计算了等离子体电子密度和碰撞频率，并根据其分布建立了非均匀的等离子体模型。在此基础上，利用散射矩阵方法分析了太赫兹波在等离子体中的传输特性随着等离子体密度、等离子体厚度、等离子体碰撞频率的变化以及外加磁场对传输特性的影响。结果表明，太赫兹波的传输损耗随着等离子体电子密度和等离子体厚度的增加而增加，而碰撞频率的增加会使得透射率先减小后增加。在外加磁场的作用下，左旋太赫兹波的传输特性会得到改善；而对于右旋太赫兹波，磁场的施加会引入吸收峰，并且随着磁感应强度的增加向高频方向移动。
针对临近空间飞行器的黑障问题，根据模拟的RAM C-III飞行器周围的流场分布结果，计算了等离子体电子密度和碰撞频率，并根据其分布建立了非均匀的等离子体模型。在此基础上，利用散射矩阵方法分析了太赫兹波在等离子体中的传输特性随着等离子体密度、等离子体厚度、等离子体碰撞频率的变化以及外加磁场对传输特性的影响。结果表明，太赫兹波的传输损耗随着等离子体电子密度和等离子体厚度的增加而增加，而碰撞频率的增加会使得透射率先减小后增加。在外加磁场的作用下，左旋太赫兹波的传输特性会得到改善；而对于右旋太赫兹波，磁场的施加会引入吸收峰，并且随着磁感应强度的增加向高频方向移动。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB201931.190269
摘要:
基于PANDA自主并行计算平台，采用模态叠加法开展了多点基础激励作用下的随机振动响应分析算法设计和并行实现研究，构建了相应的并行求解模块。针对光机装置打靶样机中的六自由度平台结构，基于自主研发的软件模块，分析了该结构的模态特性及结构在地脉动载荷下的微振动响应，并与试验结果及商业软件分析结果进行了比对，在模态频率、振型和位移响应方面，都具有较好的一致性，验证了相关软件模块的正确性和PANDA平台在实际工程结构分析中的可用性。
基于PANDA自主并行计算平台，采用模态叠加法开展了多点基础激励作用下的随机振动响应分析算法设计和并行实现研究，构建了相应的并行求解模块。针对光机装置打靶样机中的六自由度平台结构，基于自主研发的软件模块，分析了该结构的模态特性及结构在地脉动载荷下的微振动响应，并与试验结果及商业软件分析结果进行了比对，在模态频率、振型和位移响应方面，都具有较好的一致性，验证了相关软件模块的正确性和PANDA平台在实际工程结构分析中的可用性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB201931.190141
摘要:
为了大幅度提高纯铌超导腔的品质因数，从而降低其使用功耗，本文选择对超导腔进行高温氮掺杂处理。立足国内外大型加速器的需求，中国科学院高能物理研究所首先开展了1.3 GHz 1-cell超导腔的研究，包括常规处理以及氮掺杂实验，并且对掺杂前后的结果进行了分析、对比。结果表明，通过掺氮，两只1.3 GHz 1-cell细晶粒纯铌超导腔的品质因数均获得了显著提升，同时在超导腔低温垂直测试中观察到了比较明显的反常的品质因数随加速梯度变化的曲线，即“anti-Q-slope”现象。
为了大幅度提高纯铌超导腔的品质因数，从而降低其使用功耗，本文选择对超导腔进行高温氮掺杂处理。立足国内外大型加速器的需求，中国科学院高能物理研究所首先开展了1.3 GHz 1-cell超导腔的研究，包括常规处理以及氮掺杂实验，并且对掺杂前后的结果进行了分析、对比。结果表明，通过掺氮，两只1.3 GHz 1-cell细晶粒纯铌超导腔的品质因数均获得了显著提升，同时在超导腔低温垂直测试中观察到了比较明显的反常的品质因数随加速梯度变化的曲线，即“anti-Q-slope”现象。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB201931.190250
摘要:
针对大气垂直方向上消光系数分布不均匀难以用传统方法直接测量垂直能见度的问题，提出了一种基于激光雷达探测垂直能见度的计算方法。根据大气辐射传输基本原理，借助于辐射传输方程，推导出了垂直能见度的计算公式；然后利用激光雷达原理方程和Klett算法反演出大气垂直方向上的消光系数分布，基于此提出了垂直能见度的迭代算法。最后，利用灰色模型GM(1,1)和批统计算法，对激光雷达反演得到的后向散射系数进行了评估，给出了误差置信区间为（0.760±0.339）×10−4（srad·km）−1。通过对垂直能见度迭代算法加以应用分析和激光雷达反演数据进行评估处理，结果表明，该方法是一种特别有效的计算垂直能见度的方法，符合探测的基本需求，且误差小，精度高。
针对大气垂直方向上消光系数分布不均匀难以用传统方法直接测量垂直能见度的问题，提出了一种基于激光雷达探测垂直能见度的计算方法。根据大气辐射传输基本原理，借助于辐射传输方程，推导出了垂直能见度的计算公式；然后利用激光雷达原理方程和Klett算法反演出大气垂直方向上的消光系数分布，基于此提出了垂直能见度的迭代算法。最后，利用灰色模型GM(1,1)和批统计算法，对激光雷达反演得到的后向散射系数进行了评估，给出了误差置信区间为（0.760±0.339）×10−4（srad·km）−1。通过对垂直能见度迭代算法加以应用分析和激光雷达反演数据进行评估处理，结果表明，该方法是一种特别有效的计算垂直能见度的方法，符合探测的基本需求，且误差小，精度高。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/hplpb201931.190342
摘要:
基于导热-隔热原理，通过在环氧树脂(Epon)中添加质量分数为5%，15%，25%的六方氮化硼(h-BN)作为填料制备环氧基散热层，质量分数为1%的膨胀蛭石(E-ver)作为填料制备环氧基隔热层，设计了宏观交替堆叠的环氧复合材料，并进行了热防护性能的研究。研究结果表明：具有各向异性结构的复合材料，顶部中心温度较传统材料的温度下降13～16 ℃，热延迟时间大大提升，并随着h-BN含量的增加，热性能得到明显改善。理论分析了该堆叠结构下复合材料“横向散热、纵向抑热”的机理。
基于导热-隔热原理，通过在环氧树脂(Epon)中添加质量分数为5%，15%，25%的六方氮化硼(h-BN)作为填料制备环氧基散热层，质量分数为1%的膨胀蛭石(E-ver)作为填料制备环氧基隔热层，设计了宏观交替堆叠的环氧复合材料，并进行了热防护性能的研究。研究结果表明：具有各向异性结构的复合材料，顶部中心温度较传统材料的温度下降13～16 ℃，热延迟时间大大提升，并随着h-BN含量的增加，热性能得到明显改善。理论分析了该堆叠结构下复合材料“横向散热、纵向抑热”的机理。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202032.190355
摘要:
实验研究发现，射频滤波器在连续波和超宽带脉冲条件下其带外传输性能基本一致，但在带内某些频段，超宽带脉冲环境下滤波器的传递函数远大于1。此外，滤波器在超宽带脉冲下的时域响应还出现了脉冲振荡特征。针对这些现象，从滤波器的非线性无源互调和Q值效应的两个方面，分析了滤波器在超宽带脉冲作用下的响应机理，初步解释了上述现象。此外，通过不同辐射场强下的测量结果可知，滤波器无源互调还出现了非线性现象，使得测量结果的普适性受到一定限制。基于传递函数的预测结果表明，连续波测量结果的预测波形无论是从能量上还是从峰值功率上都明显小于实测结果。这些都反映出，滤波器在超宽带脉冲环境下的响应机理与在连续波环境下的响应机理明显不同，其预测结果也差异较大。也就是说，连续波测量结果不可用于超宽带脉冲的效应分析和评估。
实验研究发现，射频滤波器在连续波和超宽带脉冲条件下其带外传输性能基本一致，但在带内某些频段，超宽带脉冲环境下滤波器的传递函数远大于1。此外，滤波器在超宽带脉冲下的时域响应还出现了脉冲振荡特征。针对这些现象，从滤波器的非线性无源互调和Q值效应的两个方面，分析了滤波器在超宽带脉冲作用下的响应机理，初步解释了上述现象。此外，通过不同辐射场强下的测量结果可知，滤波器无源互调还出现了非线性现象，使得测量结果的普适性受到一定限制。基于传递函数的预测结果表明，连续波测量结果的预测波形无论是从能量上还是从峰值功率上都明显小于实测结果。这些都反映出，滤波器在超宽带脉冲环境下的响应机理与在连续波环境下的响应机理明显不同，其预测结果也差异较大。也就是说，连续波测量结果不可用于超宽带脉冲的效应分析和评估。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202032.190390
摘要:
随着印染行业的快速发展，印染废水的排放与日俱增。由于废水中的有机物具有成分复杂、难以降解的特点，若未经有效处理直接排放，会对生态环境造成严重的污染和危害。试验设计了一种多针-网式反应器循环处理有机组分为酸性红73（AR73）的模拟废水，其采用自行设计的基于TLT（Transmission Line Transformer）的高压重频纳秒脉冲电源驱动。电源可以产生峰值电压为50 kV，脉宽40 ns，上升沿20 ns的纳秒脉冲信号，工作频率可达500 Hz。试验考察了峰值电压、放电频率、染料初始质量浓度及作用时间等因素对AR73降解效果的影响。为评价处理效果，采用紫外分光光度法分别测量了废水中剩余染料浓度、过氧化氢浓度等指标。结果表明，在初始浓度30 mg/L，循环流量3.4 L/min，放电间距30 mm，峰值电压44.26 kV，放电频率200 Hz条件下处理30 min，AR73降解率可以达到83.20%，单次脉冲注入能量为11.73 mJ，过氧化氢浓度为47.36 μmol/L，反应器脱色能效（G50）可以达到31.07 g·kW－1·h－1。增大放电电压可以进一步提高AR73降解率，溶液中活性物质浓度提高，但是能量效率有所下降。
随着印染行业的快速发展，印染废水的排放与日俱增。由于废水中的有机物具有成分复杂、难以降解的特点，若未经有效处理直接排放，会对生态环境造成严重的污染和危害。试验设计了一种多针-网式反应器循环处理有机组分为酸性红73（AR73）的模拟废水，其采用自行设计的基于TLT（Transmission Line Transformer）的高压重频纳秒脉冲电源驱动。电源可以产生峰值电压为50 kV，脉宽40 ns，上升沿20 ns的纳秒脉冲信号，工作频率可达500 Hz。试验考察了峰值电压、放电频率、染料初始质量浓度及作用时间等因素对AR73降解效果的影响。为评价处理效果，采用紫外分光光度法分别测量了废水中剩余染料浓度、过氧化氢浓度等指标。结果表明，在初始浓度30 mg/L，循环流量3.4 L/min，放电间距30 mm，峰值电压44.26 kV，放电频率200 Hz条件下处理30 min，AR73降解率可以达到83.20%，单次脉冲注入能量为11.73 mJ，过氧化氢浓度为47.36 μmol/L，反应器脱色能效（G50）可以达到31.07 g·kW－1·h－1。增大放电电压可以进一步提高AR73降解率，溶液中活性物质浓度提高，但是能量效率有所下降。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202032.190339
摘要:
针对设计的一种场畸变气体开关，研究中间电极材料分别为不锈钢和黄铜条件下的烧蚀特性，结合开关寿命期间静态与触发特性的变化规律，获得决定开关寿命的关键因素，为三电极场畸变气体开关的性能优化提供理论支撑。研究结果表明，采用不锈钢和黄铜作为中间电极的烧蚀区域以及表面粗糙度均随着放电次数增加而增大，黄铜电极烧蚀较为严重且表面有明显的烧蚀圆斑，不锈钢电极则具有更高的表面粗糙度，阴阳极表面烧蚀存在明显差异，随着放电次数的增加，击穿点向电极边缘区域集中，影响开关的沿面绝缘特性，是导致开关寿命终结的主要原因。
针对设计的一种场畸变气体开关，研究中间电极材料分别为不锈钢和黄铜条件下的烧蚀特性，结合开关寿命期间静态与触发特性的变化规律，获得决定开关寿命的关键因素，为三电极场畸变气体开关的性能优化提供理论支撑。研究结果表明，采用不锈钢和黄铜作为中间电极的烧蚀区域以及表面粗糙度均随着放电次数增加而增大，黄铜电极烧蚀较为严重且表面有明显的烧蚀圆斑，不锈钢电极则具有更高的表面粗糙度，阴阳极表面烧蚀存在明显差异，随着放电次数的增加，击穿点向电极边缘区域集中，影响开关的沿面绝缘特性，是导致开关寿命终结的主要原因。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202032.190370
摘要:
在脉冲大电流直线驱动装置中，电枢和轨道的接触状态会改变电枢起动特性，而电枢起动过程将直接影响整个发射系统的效率和寿命，因此有必要对电枢起始阶段的滑动接触状态进行研究。本文搭建发射实验平台，通过高速相机观察电枢起动状态，并结合有限元软件 ANSYS，对电枢的预紧力、初始接触状态以及电磁力、电流密度进行仿真分析，研究电枢表面形貌对电枢起动的影响。结论表明：开槽电枢增加了电枢本身的柔顺性，使得预紧力增大，同时由于电流趋肤效应使得电流密度分布更加均匀，从而电磁压力增大，电枢起动变慢，接触电阻变小。实验和仿真结果对于改善电枢起动过程的接触状态，减轻烧蚀具有重要意义。
在脉冲大电流直线驱动装置中，电枢和轨道的接触状态会改变电枢起动特性，而电枢起动过程将直接影响整个发射系统的效率和寿命，因此有必要对电枢起始阶段的滑动接触状态进行研究。本文搭建发射实验平台，通过高速相机观察电枢起动状态，并结合有限元软件 ANSYS，对电枢的预紧力、初始接触状态以及电磁力、电流密度进行仿真分析，研究电枢表面形貌对电枢起动的影响。结论表明：开槽电枢增加了电枢本身的柔顺性，使得预紧力增大，同时由于电流趋肤效应使得电流密度分布更加均匀，从而电磁压力增大，电枢起动变慢，接触电阻变小。实验和仿真结果对于改善电枢起动过程的接触状态，减轻烧蚀具有重要意义。
