雷诺数对圆形渐缩喷嘴湍流射流的影响

The present study systematically investigates by experiment the influence of Reynolds number (Re) on a turbulent jet issuing from a smoothly-contracting round nozzle. Measurements were performed for seven Reynolds numbers varying from Re = 4,050 to Re = 20,100 using single hot-wire anemometry and over an axial distance of 30 nozzle exit diameters. Although all the exit velocity profiles are of "top-hat" shape, these measurements reveal significant dependence on Re of the exit and downstream flows. The effect of Re on both the mean and turbulent fields is substantial for Re ＜ 10,000 and becomes weak beyond Re = 10,000. The length of the jet’s potential core and the far-field rates of decay and spread all depend significantly on Re.     

银纳米杆高温熔化断裂弛豫性能的原子级模拟研究

采用分子动力学模拟方法,研究了不同长度银纳米杆在不同温度弛豫过程中的结构演变过程.结果表明:银纳米杆存在一与杆长相关的临界熔断温度,该临界熔断温度随杆长增加而显著降低.当温度大于熔点而小于临界熔断温度时,体系形成一个高度无序的球形团簇,而温度大于临界熔断温度时,体系则熔断成两个球形团簇.并给出了银纳米杆的产生该熔断现象的机理.     

1.5 μm波长n-p-n型InGaAsP-InP晶体管激光器材料外延生长

基于器件模拟仿真,设计了一种1.5 μm波长InGaAsP-InP晶体管激光器材料外延结构. 其多量子阱有源区置于基区非对称波导中. 仿真结果显示该外延结构能够获得较好的光场限制和侧向电流限制. 对该材料MOCVD生长研究表明,基极重掺杂接触层中Zn²⁺扩散将导致量子阱严重退化. 通过对其扩散过程的模拟仿真,采用平均掺杂浓度为1×10¹⁸ cm^-3的梯度掺杂,有效地抑制了Zn²⁺向量子阱区的扩散. 所获得的外延材料在     

基于闪锌矿晶体中受激电磁耦子散射产生可调谐太赫兹波的理论研究

基于受激电磁耦子散射原理,采用已报道的利用非线性光学参量振荡方法产生可调谐太赫兹波的实验条件作为理论分析的实验模型,以GaAs,GaP, InP,ZnTe晶体为代表,计算分析了在闪锌矿晶体中参量振荡产生太赫兹波的吸收、增益特性,对输出THz波的调谐特性给出了详尽分析.分析太赫兹波高效耦合输出的腔型结构,并与掺氧化镁铌酸锂晶体组成的太赫兹波参量振荡器做对比.     

局域椭圆偏振光束强聚焦性质的研究

数值计算了局域椭圆偏振光束强聚焦时在焦平面上的横向场强分布、纵向场强分布、横向能流以及纵向角动量分布.结果显示在焦平面上光束总的纵向角动量为零,但在不同象限光束具有不同方向的纵向角动量.当相位延迟角度在0到π之间变化时横向场强分布基本不变,但纵向场强分布有很明显的变化.液晶相位延迟器由外部电压控制,使其相位延迟角度能在0到π之间可以连续取值.因而液晶相位延迟器的外接电压可以实现对焦平面上的纵向场强以及纵向角动量的实时调控.     

高效异质结构四波长波分复用器的设计与优化

将两光子晶体单模波导平行、邻近放置构成一个光子晶体波导耦合结构.根据耦合和解耦合理论,设计了一种新型的高效异质结构四波长波分复用器.应用时域有限差分法模拟了该器件的效率,并通过改变一排介质柱的折射率,实现了较高的透射率.进一步发现在入射口处添加三对介质柱,可以有效地降低系统的反射,实现了四个波长的高效传输,四个波长的透射率均超过了90%.该器件不仅具有较高的透射率,而且其尺寸仅为36 μm×17 μm,在未来的光子集成回路中具有潜在的应用价值.     

一种胶体光子晶体修饰的光纤

设计了一种胶体光子晶体修饰的光纤. 采用恒温快速蒸发法直接在经切割刀处理后的光纤端面生长胶体晶体,再与另一根切割后的光纤在毛细玻璃管中完成对接,制备成胶体光子晶体修饰的光纤. 用扫描电子显微镜和光谱分析仪对样品的形貌、结构以及光学特性进行分析. 实验结果表明,粒径为640 nm、体积分数约为0.5%的SiO₂胶体微球溶液在60 ℃的情况下沉积,大约12 h后可得到质量较高的胶体光子晶体. 在SEM下,观察到端面的胶体晶体为面心立方(fcc)结构. 透射光谱证明,该结构在(111)面上     

极性分子型电流变液导电机理研究

极性分子型电流变液是一种新型的电流变材料.其介电颗粒上吸附极性分子,极性分子在颗粒间强局域电场作用下发生取向是产生巨电流变效应的关键.通过对Ca—Ti—O(CTO)体系极性分子型电流变液电流密度的测量发现,其导电行为遵从Poole-Frenkel效应的规律,这是极性分子型电流变液的重要特征之一.而500 ℃处理过的CTO粉体不含极性分子,所配制的电流变液无巨电流变效应,其电流密度随外电场强度近似地呈线性关系,显示出传统电流变液特性.     

ATON型Hall推力器缓冲区预电离问题研究

ATON是20世纪90年代新提出的一种Hall推力器设计方案,其中的缓冲区是ATON新采用的一种结构.本文对缓冲区的作用进行分析,在此基础上提出了采用附加电源提高缓冲区预电离率的方法.并采用PIC(Particle-in-cell)粒子模拟方法对这种设计方式的等离子体分布进行数值模拟.结果表明,通过增加缓冲区内的附加电压,能够有效地提高缓冲区预电离率.     

Improvement in the calculation of anti-Stokes energy transfer and experimental justification based on Er0.01YbxY1 - 0.01 - xVO4 crystal

The improvement on the calculation of anti-Stokes energy transfer rate is studied in the present work. The additional proportion coefficient between Stokes and anti-Stokes light intensities of quantum Raman scattering theory as compared with the classical Raman theory is introduced to successfully describe the anti-Stokes energy transfer. The theoretical formula for the improvement on the calculation of anti-Stokes energy transfer rate is derived for the first time in this study. The correctness of introducing coefficient exp{ΔE / kT} from well-known Raman scatter theory is demonstrated also. Moreover, the experimental lifetime measurement in Er_0.01Yb_xY_{1 - 0.01 - x}VO₄ crystal is performed to justify the validity of our important improvement in the original phonon-assisted energy transfer theory for the first time.