一、关于黑体辐射曲线拐点分布规律的讨论(论文文献综述)
辛世杰[1](2021)在《红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理技术》文中研究表明红外遥感技术是采集地球数据信息的重要技术手段,具有覆盖面积广、探测时间长、机动性强等诸多特点,因而被广泛应用于农业生产、土地利用、国土资源管理、大气监测以及地质灾害检测和调查等各个领域。随着技术的不断进步,气候变化观测和数值天气预报等领域对红外遥感数据提出了更高要求,特别是气候变化观测要求来自红外遥感载荷的测量数据不确定度水平优于0.1K,其10年内的稳定性要求优于0.04K。要实现如此高定量化水平的目标,不仅需要稳定可靠的红外探测设备,还需要高精度的在轨红外辐射源。其中红外探测设备的正常运行需要载荷为其提供稳定的工作环境温度,而辐射源的定标性能更是与其温度直接相关。基于上述重大应用需求,本课题研究设计了红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理系统。通过对红外辐射基准载荷的系统组成进行分析,选定其中对温控需求最高的红外辐射源作为本课题设计系统的主要控制研究对象,并研究了其基本架构及溯源链路。针对红外辐射源中的各项核心组件的需求进行了分析,并分配了该辐射源的温度不确定度。在空间应用中,由于电子器件老化及其性能易受环境温度波动的影响,现有的温度测量方法会出现非线性标定性能劣化的问题,导致测量结果出现偏差。本课题在阻值比率测温方法的基础上,提出了一种新的多参考阻值比率测温方法,实质上是将铂电阻与参考电阻的比率限定在较小的范围内,减小了当铂电阻阻值远离参考电阻阻值时,电路非线性对测温结果所造成的影响。将该方法电路与目前测温水平较高的单参考阻值比率测温电路置于恒温箱中进行比较实验,实验结果表明,在5℃~45℃的环境温度下,本方法的最大测量误差约为0.004℃,而单参考阻值比率测温电路的最大测量误差约为0.03℃。因此,该方法基本解决了非线性标定劣化的问题,无需载荷对其进行精密温控,减轻了载荷的热控成本,在环境温度变化剧烈场合中的非线性标定劣化程度更小,更加适合环境温度变化剧烈的应用场景。测量领域常用数字均值滤波器来降低测量噪声,但同时也会造成信号的失真,引入不确定度,现有滤波器评价工具难以对该滤波器对测量结果的影响进行量化。为解决该问题,本课题提出了一种数字均值滤波器不确定度评定方法,通过对温度缓变对象的温度变化率分布函数进行建模,利用该模型模拟生成温度测量序列并将其输入至滤波器中,最后利用不确定度A类评定方法来进行不确定度计算。对黑体实物进行了实验分析,得到了不确定度与采样周期、均值数目的关系曲线,该评定方法为数字均值滤波器设计提供新的考虑方向。针对红外辐射源升降温控制系统进行了热力学模型研究,提出了基于TEC散温器及驱动电压双反馈模型。相较于基于TEC驱动电压的单反馈模型而言,双反馈模型的优点在于考虑了TEC散温器温度波动对温度控制的干扰,可实现干扰的超前控制。设计了基于最长循环周期线性移位寄存器序列的温控系统模型辨识方案,采用增广最小二乘法对系统模型参数进行了辨识与分析,得到该红外辐射源升降温控制系统在制冷及加热模式下的精确数学模型。针对红外辐射源温控系统模型大时滞、非线性、参数时变的特点,研究并设计了一种简化变论域模糊PID控制器,该控制器在保证变论域优点的基础上,删减了变论域中输入变量论域变换的过程。将该控制器与普通变论域模糊PID控制器、模糊PID控制器、PID控制器进行对比实验,仿真实验表明:在不同温度控制幅度下,该控制器均无超调量,而其他控制器的超调量从3.44%至6.70%不等,同时该控制器的稳定时间也要优于其他控制器。为模拟天基应用环境,于在轨真空状态中对红外辐射源温控系统样机进行了性能测试,其温控范围为-20℃~60℃,温度稳定性优于0.027K,温度均匀性优于0.072K;对空间基准红外辐射源在10m处的亮温不确定度进行了评定,其扩展不确定度优于0.143K(k=2)。对样机上微型镓相变固定点的相变温度进行了测量,可根据该相变温度对红外辐射源上铂电阻进行校准,满足ITS-90国际温度标准定义,使得红外辐射源温度具备在轨溯源能力,对提高红外辐射基准载荷的定量化水平具有重要意义。本课题研究成果支撑了航天红外遥感温度量值溯源关键技术研究及应用项目,该项目获得了2020年度中国计量测试学会科学技术进步应用研究类一等奖。
唐三力[2](2021)在《纳米体吸收全光谱光/热协同制氢机理与实验研究》文中认为太阳能因其分布广泛、储量丰富、易于获取,是近年来发展最迅速的可再生能源。太阳能利用在快速扩大规模的同时,仍然面临转化效率低、成本高的瓶颈。究其原因,是当前主流的太阳能利用手段对聚光太阳能的最大做功能力利用不佳,从原理上限制了转化效率。挖掘聚光太阳能全光谱的做功潜力,将聚光太阳光子与合适转化路径匹配,或是寻找新的全光谱转化路径,是当前太阳能研究的增效突破口。本文依托“能源有序转化”基础科学中心项目、国家自然科学基金重大项目“太阳能全光谱利用的能量耦合原理”、国家自然科学基金重大项目“多能源互补的能质能势表征与提质增效机理”,从纳米颗粒对光子能量的捕获、吸收、转化入手,研究了等离激元光谱选择下的体吸收热化学转化机制,实验研究了纳米光/热协同反应利用紫外-红外光谱制氢的规律,并提出了聚光化学循环分解水制氢方法。本文的主要研究内容和结论如下:(1)以纳米颗粒对太阳光的捕获、吸收和转化过程为研究对象,构建等离激元金属纳米球的Mie散射模型和不规则形状纳米颗粒的有限元模型,得到吸收光子能量的表达式,研究了 Au,Ag等金属和金属氧化物阵列吸收能量随波长和纳米形貌的分布规律。建立了纳米颗粒中,单个光子到电子、声子、氧空位的微观能量传递、转化方程。在此基础上研究了多光子与电子、声子的能量传递。(2)基于等离激元Ag,提出纳米流体的体吸收热化学转化方法,即选择性吸收紫外和红外光转化为太阳能合成气,并回收透射的可见-近红外光用于光电转换。建立了纳米Ag的体吸收热化学转化模型。发现增加纳米流体的浓度、光学厚度可以减轻光学损失、而粒径增大却导致光学散射损失增大。在粒径小于40nm时,等离激元纳米流体的光学损失较小。分析了吸收的300~1100 nm波段转热性能随纳米颗粒表面温度的变化。进一步分析了纳米颗粒温度、光学厚度对波段转化学能的影响。引入光谱电流响应以对比太阳光各波段在不同转化路径中的潜力,发现紫外-红外波段更适于光-热-化学转化,而可见-近红外则适用于光电转换。(3)从太阳光选择吸收性的光/热协同反应体系出发,提出了光/热协同制氢的全光谱互补实验方法。通过电磁有限元模拟探究入射光/纳米颗粒的相互作用,以指导Au-TiO2纳米颗粒的设计和制备。测量了吸收的紫外-红外光谱和透射的红外光谱,选择合适带隙的光电转换材料用于回收这部分光谱能量。发现1~15聚光比下Au-TiO2的光电流随光强近似线性增加。基于电磁有限元模拟结果,发现等离激元协助载流子分离,解释了光电流现象。在1~15聚光比下和0.1~1.0 g·L-1的纳米颗粒质量浓度下进行了实验。其中产氢速率相比于同类研究产率提高30%,所需光强有望比热催化剂低30~45个太阳。研究了等离激元效应、热效应、聚光对产氢速率的影响规律。在聚光下,回收透过可见-近红外波段的光电转换率维持在30%以上,与全光谱利用的光电转换相比,有更大的太阳能转化潜力。(4)考虑光子-电子-氧空位的能量转化,提出太阳能聚光化学循环分解水制氢方法。聚光高能光子用于还原步中产生光致氧空位,而低能光子用于氧化步中氧空位与水反应放氢。搭建了光化学循环原理性实验台和聚光化学循环分解水制氢实验系统。利用Cu-TiO2氧载体验证了实验系统的可靠性,在30倍聚光下获得了 242μmol·h-1·gcat-1的氢气产率,优于非聚光的国际研究。进一步,提出聚光太阳能驱动体相氧离子迁移的聚光化学循环分解水制氢方法。筛选出CuFeO2二元金属氧化物、V-Bi2O3等氧离子导体氧化物和In-BiOCl、LaTiON等过渡金属氧卤化物等一批有潜力的氧载体材料。最后通过有限元和DFT理论模拟方法对聚光下Pd@Nb2O5纳米局域光子/热声子转化规律进行讨论。
耿丽文[3](2020)在《风景园林视角下郑州市中心城区热岛效应的时空演变研究》文中研究表明营造生态、可持续发展的城市环境、建设健康城市是当今社会的共同追求。然而近年来,随着城市不断地扩张蔓延、绿色空间的日益锐减,带来了一系列气候、环境问题,城市高温现象频发、集中体现在热岛效应,威胁着城市生态安全和居民健康。在这样的背景下,考虑到城市绿色空间对于缓解热岛效应的重要性、郑州市中心城区作为案例城市的适宜性,研究从风景园林视角出发探讨城市热岛效应的时空演变。首先,研究基于遥感数据得到了郑州市中心城区2000、2004、2009、2013和2019近20年来五个时相的夏季热岛布局情况,对其时空演变特征进行总结,发现了研究区的热环境显着改善、热岛“先聚后离”的整体特征。之后,以城市绿色空间规模、植被覆盖状况、空间形态的中心性为切入点,分析特征变化背后的影响因素,发现:相较于规模特征,绿色空间的形态和布局变化对热岛的缓解作用更为突出,认为“一环、四楔、七链”的规划策略提升了绿色空间的蔓延度,有效调节了城市热环境;而植被的覆盖状况虽并不直接影响热岛,但其与地表温度呈显着的负相关关系,尤其是快速城镇化建设初期,平均每提升10%的植被覆盖度可使地表温度降低1℃;此外,相较于单一中心的城市,街区集中、整体分散的多中心、组团式城市空间形态对于降低城市相对热岛强度是十分有利的。最后,研究通过比较城区内五个建成环境相似、降温效应突出的公园绿地斑块,归纳了对绿地降温效应影响显着的景观特征,认为林地灌木优势度突出且连接性好、草坪小而散、水域边界形态丰富的绿地能够更好地发挥其调节地表温度的生态效应。研究以发现问题、调查问题、分析问题和解决问题为线索,揭示了近20年来郑州市中心城区热岛效应的演变现象、探究了影响热岛效应演变的关键因素以及发挥绿地降温效应的景观特征,以期弥补我国目前对城市热环境研究的不足,同时为日后规划、建设可持续发展的健康城市提供参考借鉴。。
王际辉[4](2020)在《基于EHD效应的电晕风强化对流换热研究》文中认为半导体元器件是当今电子信息时代的硬件基础,可靠性至关重要;但随着工作温度的升高,其故障率几乎呈指数级增长。在元器件的散热过程中,空气侧热阻一般是所有热阻中最大的一环,对流换热亟需强化。基于电流体动力学(EHD)效应的电晕风技术可以大幅提高对流换热系数,同时又规避了传统风扇的一些缺点,因此得到了广泛的研究。它的基本原理是利用曲率半径很小的发射极和尺寸较大的集电极组成一个EHD装置;当发射极上施加足够高的电压时,其周围空气被电离,并在电场力的作用下形成吹向集电极的电晕风。本文依托国家重点研发计划,为满足高效高可靠的散热需求,依次开展了电晕风强化对流换热的机理研究、实验研究和应用研究。在机理研究中,通过数值模拟得到了线-板式电极结构中的电场、速度场和温度场。基于对流换热的场协同理论,在不同条件下量化分析了速度和温度梯度两个矢量间的夹角,又称协同角。热沉壁面温度分布由空气流速和协同角共同制约。提高流速或减小协同角均可以强化对流换热;当流速很低时,协同角对换热性能起着决定性的作用。在实验研究中,发射极采用线电极,集电极为一个渐扩的双肋片热沉,这也是一种线-板式电极结构。变量参数为:电极电压、电压极性、线基距(线电极与肋基的距离)、线电极直径、肋夹角和加热功率。目标参数为:电晕电流、电晕风速、对流换热系数强化比(ER)以及EHD装置的性能系数(COP)。同时利用数值模拟来分析参数变化对实验结果的影响机制。有些实验参数的影响规律非常清晰,如升高电压或减小线径总能增大电晕电流,提高电晕风速,增强对流换热。但线基距的变化对换热的影响较为复杂,随着线电极从肋基向热沉开口端移动,对流换热系数先增大后减小。另外,肋夹角的变化改变了电极间距和流道尺寸,同时影响了电晕放电和空气流动,使换热性能表现出不同的特点。本文分别从流动特性和场协同两个角度分析了对流换热性能变化的原因。EHD装置的能效可以用COP来评价,它是对流换热的热流量与电晕功耗之比。本文中电晕功耗对COP具有决定性的影响,电晕功耗越低,COP越高。然而,电晕功耗低意味着电晕风弱,这导致最高COP和最大ER无法兼得。本EHD装置的电晕功耗非常低,故不必追求过高的COP。提高对流换热系数可以降低热沉成本并延长电子元器件的寿命,这也是整个系统经济性的体现。实验中得到的最大ER为4.17,最高COP为144.3。在最后的应用研究中,使用一个12肋的太阳花热沉作为集电极,与一片LED光源组装成一盏灯具。12根线电极分别置于太阳花热沉的每个肋间隙内,进行电晕风强化LED灯具对流换热的实验研究。实验有两个目的,一是得到电晕风强化对流换热的性能,二是验证电晕放电中的高电压和电流脉冲是否影响灯具原本的光学参数。结果表明相比自然对流,电晕风将对流换热系数最大提高了2.14倍;而且由于光源温度降低,其光效和电光转化效率也有所提升。通过对照有无电晕风时光源的光谱分布、色品图和相关色温,未发现放电过程对灯具的光学参数造成影响。
卢素梅[5](2020)在《围护结构内表面发射率对室内热环境的影响研究》文中研究表明近年来,随着科技的不断进步,物体表面辐射特性的研究在国防科技事业、航空航天事业、城市规划、国土测绘、等领域都有了迅猛的发展,并且极大的推动了探测、制导、隐身、成像仿真等技术的进步。建筑围护结构作为创造舒适室内环境的重要载体,如何将先进的表面技术引入建筑领域是亟待解决的基础研究课题。国家自然科学基金委员会专题报告中明确指出,建筑围护结构表面的长波辐射换热等建筑物理基础参数的研究是建筑技术科学学科的研究前沿与重要科学问题。建筑围护结构内表面发射率作为辐射换热的基础参数之一,对室内热环境的影响至关重要。本研究针对围护结构内表面长波辐射换热研究内容和研究方法单一、国际和国家标准相关指标缺失等问题,本文开展了以下研究工作:首先,建立了基于内表面发射率的围护结构多表面系统辐射换模型和人体热舒适评价模型;对透明围护结构和非透明围护结构的辐射换热边界条件进行了理论分析,在参与传热表面为等效均匀辐射特性条件下,分别建立了透明和非透明围护结构室内外环境之间的全波长辐射传热稳态计算模型;解决了现阶段长波辐射换热模型过于简化而不能描述内表面辐射率变化而引起的室内热环境的变化的问题,为现有的建筑能耗模型内建筑室内长波辐射换热模型的更新提供理论和数据支持。理论模型的关键在于透明围护结构表面同时具有太阳辐射透射率、长波辐射透射率、以及内、外表面不同发射率情况下,室内表面间长波辐射换热的处理。本文将透明围护结构长波辐射透射率分为为0和不为0两种情况下,分别建立多表面系统辐射换模型,满足不同传热边界条件下的的理论计算。其次,采用对比实验房的实验研究方法,进行了三个相对独立的实验研究,分别为内表面发射率对封闭制冷空间室内热环境的影响、内表面发射率对封闭制冷空间内人体热舒适的影响和内表面发射率对自然通风建筑内人体热舒适的影响。内表面发射率在封闭制冷对室内热环境和人体热舒适的影响研究结果证实了围护结构内表面发射率存在最佳取值范围(0.25,0.52),同时验证了理论模型的适用性。还揭示了ε与建筑室内热环境各参数(表面温度、辐射温度、操作温度、黑球温度、净辐射换热量、PMV等)之间的影响规律曲线。自然通风建筑内表面发射率与室内热舒适的关系实验结果得出其期望因子0.78,为建筑节能标准提供科学的评价依据。最后,基于上述研究成果,建立具有窗墙比的外围护结构室内长波辐射计算模型,探讨围护结构内表面辐射率ε与围护结构设计参数(窗墙比)耦合情况下对室内热环境和人体热舒适的影响规律结果表明:(1)玻璃内表面发射率不变的情况下,当窗墙比WWR为(0.2~0.4)时,改变非透明围护结构内表面发射率对室内热环境的影响最大。辐射热流密度变化最大。(2)在保持非透明围护结构内表面发射率为0.5的情况下,对于透明围护结构来说,在窗墙比越大,降低其内表面发射率对室内热环境影响越大。
熊春华[6](2019)在《有机半导体材料与器件的光电性质的研究》文中认为有机半导体作为一种有前途的且用途广泛的光电材料而备受关注。为了提高有机半导体光电器件的能量转换效率,人们建立了很多研究半导体材料电荷输运的理论模型。这些模型大多都能很好地描述室温下的实验数据。但是,目前哪种模型是正确的仍然是一个悬而未决的问题,尤其是对激子的研究与争论持续不休,而有机光电器件的性能在很大程度上受到激子的限制。因此,本文基于漂移扩散方程、连续性方程和泊松方程建立模型研究了有机半导体材料中的激子解离过程。数值计算的结果表明,在室温下考虑与不考虑激子解离的结果非常相似,但只有引入类氢模型的激子解离模型才能对低温实验数据进行定性的描述。所以在对有机太阳能电池进行建模时,在低温条件下应考虑激子效应,而在常温条件下可忽略激子效应。基于该激子解离模型,本文提出了一个研究激子扩散和离解的统一模型。该模型可以把激子扩散和离解模型作为特殊情况包含在内。此外,它可以定量地解释在不同有机材料的厚度条件下电流特性的实验数据,但是两个经典模型在目前不能定量解释。不仅如此,激子在界面的解离率对有机光电器件的性能有明显影响,而激子的解离率主要由激子结合能决定。然而,激子结合能的计算极具争议,并且实验上很难直接测量。通过提出一个合理的有机半导体材料的色散关系,本文建立了一个模型。该模型只需要吸收光谱中的最低能量吸收峰就能可靠地计算激子结合能。本文采用19种材料的吸收光谱对该模型进行了验证。所有最低能量吸收峰的数值结果均与实验数据较好拟合,所得到的激子结合能均在已经报道的结果范围内,特别是低温下的钙钛矿的结合能为5 meV,与文献在50特斯拉以及2 K条件下测得的实验结果相同。此外,本文还表明吸收肩越明显,激子结合能就越小。该模型还可以估计激子的有效质量、介电常数以及激子半径。本文利用费米-狄拉克分布,证明了当输运层的能量无序度足够大时,光理想因子和爱因斯坦系数都可以超过2,甚至高达6。本文通过对15种材料的数值结果与实验数据比较证明了当入射光强接近10 W/m2时,光理想因子与爱因斯坦系数几乎相同。此外,爱因斯坦系数和理想因子与能量无序度均呈正相关关系,但太阳能电池的能量转换效率会随着能量无序度的增加而降低。这些结果为提高有机太阳能电池的能量转换效率提供了参考依据。同时,本文还利用漂移扩散方程和恒定场强近似建立解析模型,研究了有机太阳能电池在开路电压条件下的光电性质,预测了随着光照强度的增加,光理想因子满足4:2:1:0的关系。并通过从实验数据中提取的中间状态和最终状态的突变点,成功利用解析计算拟合了理想因子高于2的实验数据。这项工作挑战了普遍接受的光理想因子的解释:直接复合使光理想因子趋近于1,而间接复合导致理想因子趋近于2。但是,普遍接受的理论与实验数据的契合度远远不如本文所提的解析模型。本文的研究表明,在低光照条件下逐渐增加光照,使光理想因子趋于稳定时,活化层内以直接复合机制为主。此时,我们通过解析解以及数值解均得到爱因斯坦系数与光理想因子相等这一结论。考虑到爱因斯坦系数是表征半导体材料载流子的简并化程度的理论指标,我们预测并利用数值计算与解析解验证了,可以使用100 W/m2光照附近的稳定光理想因子来判断玻尔兹曼统计在未知材料中的适用性:当理想因子接近1时,可以使用;理想因子越大,采用费米统计和玻尔兹曼统计所得的结果的差距就越明显。因此,本文提供了一个很容易从实验获得的参量,以判断玻尔兹曼统计在半导体材料(既适用于有机,也适用于无机)理论建模中是否适用。该工作为用统计方法研究半导体的光电性质提供了一个先决条件,使我们能够更准确地了解半导体的光物理特性。
肖先锋[7](2019)在《基于光学诊断的激光焊接特性研究 ——从传导焊到深熔焊》文中研究说明激光焊接技术作为一种先进的连接技术,具有热影响区小、残余变形小、连接精度高和加工柔性好等优点,目前已被应用于航空航天、汽车与船舶制造等领域。一直以来,激光焊接被分为两种焊接模式:传导焊和深熔焊(小孔模式)。前者焊缝宽且浅,焊接过程稳定,焊缝质量高;后者输入能量密度大,焊缝深宽比大,焊接效率高。最新研究表明激光焊接从传导模式焊接向小孔模式焊接不是一个突变的过程,中间存在一个过渡区。不同焊接模式下的热、流行为会影响温度场分布和熔池形貌,进而影响焊缝组织、焊接质量和焊件机械性能。深入研究焊接过程从热传导模式到小孔模式的过渡对于全面理解、完善和发展激光焊接技术至关重要。激光焊接过程中产生的辐射信号是激光与物质相互作用的中心环节,能够反映焊接过程能量传递机制。辐射信号主要包括热辐射和等离子体辐射。基于光学诊断方法研究激光焊接不同模式的焊接特性,这对于揭示激光焊接机理,认识激光深熔焊接等离子体的物理特性具有十分重要的意义。本文首先采用红外热像仪和高速相机,直接观测了激光焊接316L不锈钢过程中不同焊接模式下的温度场演变和液体流动行为。研究了不同焊接模式下传热机制和熔池动态演变特征。根据熔池中的能量传递机制,激光焊接模式可以分为传导模式,过渡模式和小孔模式。在传导模式中,热量传递主要是以热传导方式进行,熔池表现稳定。在过渡模式中,在Marangoni力驱动下,热量和熔体沿熔池的径向由里往外传递,进而影响熔池的表面形状。小孔模式下的热量和熔体流动特征由反冲压力决定,反冲压力推动熔融金属液体在熔深方向往小孔后部流动。熔池中的传热和熔体流动决定了最终的熔池边界形状,进而影响焊缝表面波纹形状和焊缝晶粒的生长方向。进一步,采用同轴布置高温计的探测方法,建立了不同焊接模式下焊缝特征与同轴温度信号的联系。在三种焊接模式下,同轴红外温度信号与焊缝熔宽都有较好的线性关系。在传导焊模式和小孔焊模式下,同轴红外温度信号与焊缝熔深成线性关系;而在过渡模式下,同轴红外温度信号对焊缝熔深不敏感。因此,同轴红外温度信号可用于识别焊接模式。此外,同轴红外温度信号能够有效识别焊接过程的驼峰缺陷,但对焊缝内部气孔缺陷敏感度低。激光诱导等离子体是小孔模式焊接的中心环节,对焊接效率和焊接质量有着重要影响。采用发射光谱方法对激光焊接等离子体强度、等离子体电子(激发)温度和等离子体电子密度进行计算和分析。研究了不同激光能量输入下,等离子体特征在空间上的演变规律。定量分析了等离子体对激光能量的吸收。结果表明:光纤激光小孔模式焊接孔外等离子体电子温度范围为53005600 K,电子密度范围为3×10164×1016 cm-3。等离子体电子温度在高度方向上的变化趋势为先增加后减小,等离子体最高电子温度区在距材料表面一定高度,且该高度随着激光功率的增加而降低。与等离子体电子温度空间分布特征不一样,等离子体电子密度在高度方向5 mm以内分布均匀,然后随着高度的增加而迅速降低。在低功率下(从700 W到1100 W),逆韧致吸收是激光与等离子的主要作用机制;继续增加激光功率,焊接过程中产生的羽辉颗粒吸收和散射效应是激光能量的主要耗散机制。最后,基于“三明治”方法和条纹成像法,研究了连续光纤激光深熔焊接304不锈钢的孔内特征,包括小孔形成,孔内液体流动速度,孔内辐射特征和孔内温度及分布。小孔焊接模式下,孔内高温金属熔体向下流动速度范围为:613 m/s,且越靠近小孔前壁流动速度越大。连续光纤激光深熔焊接等离子体产生于小孔外,且焊接过程中始终维持在孔外,孔内为高温金属蒸气。首次测量到连续光纤激光深熔焊接孔内温度,其最高值高于材料蒸发温度约200 K,且小孔中部温度要低于小孔顶部和小孔底部温度。
郭强[8](2019)在《基于固有耗散的高周疲劳性能评估与热力响应分析研究》文中进行了进一步梳理疲劳性能是工程材料最重要的力学性能之一。然而由于材料种类的多样性和疲劳问题本身的复杂性,人们至今尚未完全掌握材料的疲劳破坏规律以及疲劳损伤的物理机理,这已成为制约现代工业进一步发展的最大瓶颈之一。尤其是基于传统实验方法的材料疲劳性能评估,往往需要利用大量试件进行旷日持久的疲劳破坏试验,这不仅大幅增加了制造成本,而且极大限制了产品的研发速度和生产效率的提高。从本质上而言,材料疲劳失效是其微观组织结构在循环荷载作用下不断向着断裂方向进行演化的结果,并且该演化过程是一个伴随着能量耗散的不可逆热力学过程。实验表明,疲劳过程中绝大部分耗散的能量以热能的形式被释放,从而引起材料温度的变化。通过对循环荷载作用下受载试件的热力响应进行分析,获取与疲劳损伤演化有关的数据信息,再结合本构理论和数值模型,对材料的疲劳性能进行分析和评估,并进一步揭示疲劳损伤演化的微观物理机理,是开展疲劳研究的一条重要思路。正因如此,基于固有耗散的材料疲劳性能快速评估与循环荷载作用下的热力响应分析,已逐渐成为疲劳研究领域中最为活跃和最具潜力的研究方向之一。本课题研究的主要目的在于进一步发展和完善疲劳固有耗散理论,以及相关的实验技术和数值方法,并将其应用于金属材料的高周疲劳性能快速预测和橡胶材料的疲劳热力响应分析中,从而进一步揭示两种材料的疲劳损伤机理。本文的主要工作如下:1)建立了一套针对金属材料高周疲劳的固有耗散测算方法。在连续介质热力学和内变量理论的基本框架下,对材料在循环荷载作用下的热力学状态方程进行了推导和分析,重点研究了疲劳自热温升机制,以及薄板试件在不同维度下的热传导问题。基于对试件表面温升的一维双指数回归,构建了高周疲劳固有耗散计算模型,并根据实验数据对计算模型的有效性和可行性进行了分析和讨论。2)提出了一种快速评估金属材料疲劳性能的能量方法。该能量方法以固有耗散作为疲劳损伤指标;在剔除了固有耗散中由内摩擦效应引起的部分之后,可以得到与材料微塑性变形相关的部分;当这部分固有耗散累积达到一个临界值时,材料就发生疲劳破坏。利用该能量方法,对FV520B钢的疲劳性能进行了实验研究,并探究了固有耗散的荷载依赖性。通过与传统疲劳实验数据进行对比分析,证明该能量方法能够达到较高的预测精度,并且可以极大地缩短疲劳实验周期,降低实验成本。3)构建了一套金属材料的疲劳固有耗散模型。该模型通过引入相应的内变量,考虑了两类热力学不可逆的微结构运动方式,即引起材料滞弹性的可恢复微结构运动和引起材料疲劳损伤的不可恢复微结构运动。利用位错-点缺陷作用模型,对疲劳过程中出现的各类能量耗散机制进行了定性定量分析。另外,实验研究了预塑性应变对疲劳固有耗散的影响,并提出了具有统一性的经验公式。4)实验研究了炭黑填充橡胶材料在循环加载过程中的粘弹性热力响应及其演化情况,重点分析了预拉伸和炭黑填充量对疲劳应力软化、应力迟滞和自热温升的影响。理论分析了与滞回曲线对应的机械能耗散和与自热温升对应的固有耗散之间的关系,并与实验结果进行了联系。通过建立橡胶链-炭黑簇作用模型,探究了炭黑填充橡胶材料在循环加载过程中的能量耗散机制和疲劳损伤机理。
梅运柱[9](2019)在《ZnO-Bi2O3-MnO2系压敏瓷闪烧制备及其性能研究》文中研究指明ZnO压敏瓷具有非欧姆特性优良、漏电流小、通流容量大、响应时间快、造价低廉等优点,被广泛地应用于电力和电子设备领域,起到稳压和瞬态过电压保护的作用。但传统的固相烧结温度高,不可避免的会造成晶粒的异常长大,还会导致部分低熔点添加剂大量挥发,对材料的性能产生影响;此外,长时间的高温环境会消耗大量资源,使得传统陶瓷制备行业成为高能耗产业。近年来开发的闪烧技术,不仅具有烧结温度低,烧结时间极短的显着优势,且制备的陶瓷晶粒均匀细化,是一种高效节能低温的陶瓷制备新技术。本论文采用闪烧技术制备ZnO压敏瓷,并探究了烧结工艺参数对制备样品微观结构和电学性能的影响。本文首先进行了ZnO-Bi2O3-MnO2压敏瓷升温闪烧制备实验,通过调控闪烧工艺参数如限制电流、电场强度,探究样品的致密度和闪烧起始温度的变化规律,并对压敏瓷微观结构和宏观性能进行了分析。结果表明:闪烧起始温度随着电场强度的增加而减小,当电场强度为400 V/cm时,烧结温度降低至702℃,远远低于传统烧结所需温度,且烧结时间在1 min内,极大的提高了制备效率。样品的晶粒尺寸和致密度均随着限制电流的增加而增加。电场强度决定闪烧现象的发生,而样品的最终烧成则取决于限制电流的大小。电场强度对非线性系数和漏电流影响较小,对电位梯度影响较大,但总体呈现无规则变化。其次,探究了在恒温条件下ZnO-Bi2O3-MnO2压敏瓷的闪烧制备过程,通过调控电场强度,探究其对闪烧孵育时间、压敏瓷的微观结构和宏观性能之间的影响。研究发现:随着电场强度的增加,闪烧孵育时间逐渐降低,当电场强度为400V/cm时,孵育时间为0,闪烧第一阶段消失。在200 V/cm-350 V/cm电场强度范围内,陶瓷晶粒尺寸随电场强度的增加而增加,且样品的致密度呈现先增加后减少的趋势。与升温闪烧相比,恒温闪烧制备样品的电性能有了较大改善,在电场强度为250 V/cm,炉温750℃,1 min内制备出的样品具有最优的综合电性能,其非线性系数为26.4,电位梯度是466 V/mm,漏电流为12.32μA。最后,通过引入SiO2掺杂,探究了闪烧制备样品的微观结构和电性能的变化。得出结论为:在850℃恒温下,2 min内制备出致密度超过97%的SiO2掺杂ZnO-Bi2O3-MnO2压敏瓷。当掺杂量为2 wt%时,样品具备最佳的综合电性能,非线性系数为24.5,电位梯度为385 V/mm,漏电流为11.8μA。且随着SiO2掺杂含量的增加,压敏瓷的平均晶粒尺寸减少,且结构更加均匀,压敏电压逐渐增加。SiO2具有细化晶粒,提高晶界势垒,改善压敏瓷电性能的作用。
阴旭梅[10](2019)在《Cu合金辐射光谱及CN自由基光谱的实验理论研究》文中研究表明辐射光谱直接反应了物质物理信息,利用辐射强度变化规律可以快速检测高温金属凝固过程中的温度变化,为金属材料制造和生产提供便利。光谱来源于原子分子能级之间的跃迁,具有指纹特性,为研究原子分子基本结构、运动状态、分子键形成的机理、离解能等若干物理过程提供依据。本文从Cu合金辐射光谱及CN自由基发射光谱的实验理论研究对连续和带状的辐射光谱进行实验和理论研究。本文基于黑体辐射原理出发搭建了一套基于Lab VIEW虚拟仪器的液固相变过程温度实时采集与分析系统,并以Cu合金液固相变过程为例。测量中,光谱仪采集辐射光谱信号并传输至计算机中进行处理和分析,利用最小二乘法拟合得出Cu合金液固相变过程中温度随时间的变化曲线。解决了光谱仪自带的SOLIS软件不能实时有效的采集光谱的局限性。实验结果表明,该系统平均采集时间为0.25 s,可实现Cu合金液固相变过程温度的实时准确测量,在快速辐射测温场合具有一定的应用前景。在CN分子发射光谱研究方面。采用量化计算方法计算了CN自由基分子在0.06到0.7 nm的核间距范围内3个低激发态(X2Σ+,A2П和B2Σ+)的势能曲线。通过求解一维径向薛定谔方程,得到了各电子态振-转能级的能量和振-转常数,并拟合获得这些电子态的光谱常数及Franck-Condon因子,其与实验结果基本一致。同时,计算CN自由基A2П-X2Σ+的跃迁偶极矩,并得到5个低振动能级的辐射寿命τ和振子强度f00。计算获得辐射寿命为~4μs,与实验测量结果符合较好,为研究燃烧动力学提供了重要信息。实验上使用激光诱导击穿光谱技术(LIBS),通过激光击穿固体石墨产生等离子体团,测量CN自由基B2Σ+-X2Σ+(Δυ=0)3个振动跃迁的发射谱线。振动光谱的强度对实验时间演变、激光脉冲功率和光束聚焦位置变化表现出不同的灵敏度,当延时时间为5μs、激光持续时间为143μs即激光脉冲能量为50 m J、光束聚焦位置位于石墨样品表面下10 mm处时,探测到0-0,1-1和2-2振动谱带的信号最优。此外,对CN振动跃迁光谱做进一步的分析,得到其最佳实验条件的振动温度和转动温度以及光谱参数。
二、关于黑体辐射曲线拐点分布规律的讨论(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于黑体辐射曲线拐点分布规律的讨论(论文提纲范文)
(1)红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理技术(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 遥感技术发展现状 |
1.1.2 在轨辐射定标技术瓶颈 |
1.2 在轨辐射定标基准源研究现状及技术难点 |
1.2.1 研究现状 |
1.2.2 技术难点 |
1.3 高精度温控技术研究现状及技术难点 |
1.3.1 研究现状 |
1.3.2 技术难点 |
1.4 课题主要研究内容 |
第2章 红外辐射基准载荷的高精度温控应用需求研究 |
2.1 红外辐射基准载荷系统组成及分析 |
2.1.1 系统组成 |
2.1.2 高精度温控需求分析 |
2.2 空间红外基准辐射源基本原理 |
2.2.1 空间红外基准辐射源基本架构 |
2.2.2 空间基准载荷红外辐射源溯源链路 |
2.3 红外辐射源核心组件需求分析 |
2.3.1 温度测量组件 |
2.3.2 半导体制冷器及其散温组件 |
2.3.3 红外辐射源结构设计 |
2.3.4 绝热棉及多层绝热组件 |
2.3.5 微型相变固定点单元 |
2.4 不确定度分配 |
2.4.1 基本原理 |
2.4.2 空间基准载荷红外辐射源不确定度分配 |
第3章 面向红外辐射基准载荷应用的高精度测温技术研究 |
3.1 主流测温电路原理及局限性分析 |
3.2 测量电路非线性校正原理简介 |
3.3 基于电阻比率测温结构的多参考阻值比率测温方法研究 |
3.3.1 针对非线性误差问题的研究 |
3.3.2 针对铂电阻阻值计算不连续问题的研究 |
3.4 基于同激励源及同信号路径的可扩展式电阻阵列研究 |
3.4.1 工作原理 |
3.4.2 快速判定电阻区间算法 |
3.5 数字均值滤波器的不确定度评定方法研究 |
3.5.1 现有滤波器评价工具的局限性研究 |
3.5.2 温度测量系统信号模型的研究 |
3.5.3 典型温度信号序列的构建方法 |
3.5.4 数字均值滤波器的不确定度评定算法 |
3.5.5 黑体温度特性模型验证 |
3.5.6 均值滤波器的不确定度评定测试 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于多参考阻值比率结构的测控温系统电子学设计 |
4.1 低漂移高精度恒流源电路研究 |
4.1.1 恒流源电路基本原理及影响因素研究 |
4.1.2 低漂移高精度恒流源电路设计 |
4.2 测控温系统硬件设计 |
4.3 电路性能分析与实验 |
4.3.1 多参考阻值切换调节因子作用效果实验 |
4.3.2 温度测量稳定性等效实验 |
4.3.3 温度测量分辨能力等效实验 |
4.3.4 温度测量非线性标定劣化实验 |
4.3.5 温度测量电路校准与检定 |
4.3.6 热控驱动电路分辨能力实验 |
4.3.7 热控驱动电路输出稳定性实验 |
4.3.8 功率测量电路分辨能力实验 |
4.4 本章小结 |
第5章 红外辐射源温控系统建模与研究 |
5.1 红外辐射源升降温控制系统热力学模型研究 |
5.1.1 半导体制冷器基本原理 |
5.1.2 红外辐射源温控系统的热力学模型研究 |
5.1.3 基于TEC散温器温度及驱动电压双反馈的模型研究 |
5.1.4 基于TEC驱动电压单反馈的模型研究 |
5.1.5 单反馈模型与双反馈模型的比较 |
5.2 红外辐射源温控系统模型辨识方法研究 |
5.2.1 基于最长循环周期线性移位寄存器序列的黑体温控系统模型辨识 |
5.2.2 基于增广最小二乘法的模型参数辨识 |
5.3 本章小结 |
第6章 空间红外辐射基准源的温度控制技术研究 |
6.1 变论域模糊PID控制基本原理简介 |
6.2 针对输入变量的简化变论域研究 |
6.3 红外辐射源温控系统的控制器设计及其关键参数 |
6.3.1 模糊化和解模糊设计 |
6.3.2 模糊规则设计 |
6.3.3 模糊推理设计 |
6.3.4 基于简化变论域对模糊化环节的重设计 |
6.3.5 红外辐射源温控系统控制器关键参数 |
6.4 遗传算法对控制器关键参数的优化 |
6.4.1 基本原理 |
6.4.2 适应度函数设计 |
6.5 温控仿真结果 |
6.6 本章小结 |
第7章 空间红外辐射基准源温控系统性能测试及评估 |
7.1 红外辐射源温控性能仿真实验 |
7.1.1 红外辐射源机械结构设计 |
7.1.2 辐射源温控性能仿真与分析 |
7.2 空间红外基准辐射源性能测试 |
7.2.1 短期稳定性及均匀性实验 |
7.2.2 温控曲线波动及异常扰动分析 |
7.2.3 长期稳定性及均匀性实验 |
7.2.4 微型镓相变固定点相变温度测量 |
7.2.5 相变温度随加热功率的变化关系研究 |
7.2.6 红外辐射源空腔发射率仿真 |
7.3 空间红外基准辐射源不确定度评定 |
7.4 本章小结 |
第8章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(2)纳米体吸收全光谱光/热协同制氢机理与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 太阳能全光谱选择性利用 |
1.2.1 太阳光谱选择方法 |
1.2.2 微纳材料的等离激元效应和能带效应 |
1.3 太阳光和太阳热驱动的化学反应 |
1.3.1 太阳能光-热-化学反应 |
1.3.2 太阳能光化学反应 |
1.3.3 光热协同反应的含义 |
1.3.4 光热协同反应的机理与实验研究现状 |
1.4 太阳能光化学反应循环研究现状 |
1.4.5 光化学循环的太阳能转化 |
1.4.6 循环机理与氧载体研究进展 |
1.5 本文研究内容和预期目标 |
第2章 纳米颗粒的光捕获、吸收与转换机理 |
2.1 太阳光的电磁理论简述 |
2.2 单颗粒光子吸收模型 |
2.2.1 球形纳米颗粒 |
2.2.2 复杂形貌纳米颗粒 |
2.3 多颗粒光子吸收模型 |
2.4 光子声子能量转化方程 |
2.4.3 光子吸收的微观机理 |
2.4.4 光子-电子-声子及氧空位转化 |
2.5 纳米流体的光热转化规律 |
2.6 本章小结 |
第3章 光谱选择性体吸收热化学转化机制 |
3.1 引言 |
3.2 基于等离激元的太阳全光谱互补 |
3.2.1 全光谱互补光-热-合成气/光电转换方法 |
3.2.2 全光谱互补的光-热-化学/光电转换 |
3.3 基于等离激元的全光谱能量转化模型 |
3.3.1 纳米光谱选择吸收/产热模型 |
3.3.2 光谱选择的光电转换 |
3.3.3 太阳能光-热-化学合成气及全光谱发电 |
3.3.4 纳米光热、光电转换的评价指标 |
3.4 全光谱能量传递和转化规律 |
3.4.1 纳米流体的光谱选择性吸收 |
3.4.2 吸收波段的光-热转换性能 |
3.4.3 吸收波段转化学能的性能 |
3.5 全光谱等离激元纳米流体互补发电规律 |
3.5.1 典型工况太阳能发电性能 |
3.5.2 输出电流的光谱响应 |
3.5.3 输出电能对关键参数的灵敏性 |
3.6 本章小结 |
第4章 全光谱光/热协同制氢研究 |
4.1 引言 |
4.2 光热协同反应的全光谱能量转化研究思路 |
4.3 实验设计 |
4.3.1 实验流程 |
4.3.2 实验台主体 |
4.3.3 纳米光热协同反应材料 |
4.3.4 光电性能的伏安法测试 |
4.3.5 实验操作及实验条件 |
4.4 光热协同的光谱吸收特性 |
4.5 光热协同反应性能与増效机理 |
4.5.6 光热协同反应产氢性能 |
4.5.7 聚光条件的等离激元和热效应 |
4.6 可见-近红外光谱的光电转换特性 |
4.7 本章小结 |
第5章 聚光化学循环分解水制氢方法 |
5.1 引言 |
5.2 聚光化学循环分解水方法与优势 |
5.3 聚光化学循环实验设计与搭建 |
5.3.1 光化学循环原理性反应器 |
5.3.2 聚光光化学分解水制氢反应系统 |
5.3.3 原位聚光-热重分析仪设计 |
5.4 实验台可行性验证 |
5.5 聚光驱动体相氧的氧载体探索 |
5.5.4 二元金属氧化物 |
5.5.5 氧离子导体型金属氧化物 |
5.5.6 过渡金属氧卤/氧氮化物 |
5.6 纳米局域光子/热声子转化规律初探 |
5.6.7 研究背景 |
5.6.8 光子/声子局域转化模型 |
5.6.9 纳米光子/热声子转化规律 |
5.7 本章小结 |
第6章 结论 |
6.1 主要研究成果 |
6.2 主要创新点 |
参专文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(3)风景园林视角下郑州市中心城区热岛效应的时空演变研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 快速城镇化背景下城市高温现象的严峻性 |
1.1.2 绿色空间在调节城市地表温度中的重要性 |
1.1.3 以郑州市中心城区作为案例城市的适宜性 |
1.2 研究对象 |
1.3 研究目的及意义 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究意义 |
1.4 研究内容及方法 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
1.5 研究框架及路线 |
第2章 国内外研究综述 |
2.1 概念阐释 |
2.1.1 热岛效应 |
2.1.2 地表温度 |
2.1.3 绿色空间 |
2.1.4 植被覆盖度 |
2.1.5 城市空间形态 |
2.2 研究进展 |
2.2.1 热岛效应的研究内容与方法 |
2.2.2 热岛效应的生态影响 |
2.2.3 热岛效应的成因与调控 |
2.3 理论支撑 |
2.3.1 景观生态学 |
2.3.2 中心地理论 |
2.3.3 有机疏散理论 |
第3章 研究区概况与研究方法 |
3.1 研究区概况 |
3.1.1 行政区划 |
3.1.2 自然资源 |
3.1.3 社会发展 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 辐射方程法反演地表温度 |
3.2.2 均值-标准差法划分热岛等级 |
3.2.3 最大似然法提取绿色空间 |
3.2.4 空间句法分析城市空间形态 |
3.2.5 统计学方法分析变量相关性 |
第4章 郑州市中心城区热岛效应的时空演变特征 |
4.1 整体趋势——“先聚后离” |
4.2 尺度特征——“内隆外凹” |
4.3 空间特征——“南热北冷” |
4.4 小结 |
第5章 郑州市中心城区热岛效应演变的影响因素 |
5.1 绿色空间规模 |
5.1.1 概况及特征 |
5.1.2 相关关系 |
5.2 植被覆盖状况 |
5.2.1 概况及特征 |
5.2.2 相关关系 |
5.3 城市空间形态 |
5.3.1 概况及特征 |
5.3.2 相关关系 |
5.4 小结 |
第6章 影响研究区公园绿地降温效应的景观特征 |
6.1 公园绿地的提取 |
6.1.1 综合公园 |
6.1.2 其他公园 |
6.2 公园绿地的降温效应 |
6.2.1 绿地内部形成的低温区比例 |
6.2.2 绿地外部控制的缓冲区范围 |
6.2.3 绿地整体降温效应的综合评价 |
6.3 公园绿地的景观特征 |
6.3.1 绿地内部的景观特征提取 |
6.3.2 绿地内部的景观特征分析 |
6.3.3 显着影响绿地降温效应的景观特征 |
6.4 小结 |
第7章 回顾、展望与小结 |
7.1 研究结论 |
7.1.1 郑州市中心城区热岛效应的演变特征 |
7.1.2 郑州市中心城区热岛效应的影响因素 |
7.1.3 郑州市中心城区绿地降温的景观特征 |
7.2 具体策略 |
7.3 研究创新与不足 |
7.4 研究展望与小结 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
致谢 |
(4)基于EHD效应的电晕风强化对流换热研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明表 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 电晕风强化换热机理 |
1.2.2 电晕放电的伏安特性 |
1.2.3 电晕风流动特性研究 |
1.2.4 电晕风强化换热性能 |
1.2.5 应用研究和性能系数 |
1.3 本文研究目标和内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
第2章 电晕风强化对流换热的机理分析 |
2.1 引言 |
2.2 电晕放电过程简述 |
2.3 EHD强化对流换热的数学描述和数值模型 |
2.3.1 控制方程 |
2.3.2 计算模型与边界条件 |
2.3.3 模型验证 |
2.3.4 网格无关性验证 |
2.4 基于场协同理论的机理分析 |
2.4.1 对流换热的场协同理论 |
2.4.2 自然对流换热 |
2.4.3 单线电极强化对流换热 |
2.4.4 多根线电极的优化方案 |
2.5 本章小结 |
第3章 电晕风强化双肋片热沉对流换热的实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验装置与方法 |
3.2.1 实验装置 |
3.2.2 实验平台验证 |
3.2.3 数据处理 |
3.2.4 不确定性分析 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 伏安特性 |
3.3.2 电晕风速 |
3.3.3 对流换热系数强化比 |
3.3.4 电晕功耗与性能系数 |
3.4 本章小结 |
第4章 发射极直径对强化换热性能影响的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验结果与讨论 |
4.2.1 电晕电流 |
4.2.2 电晕风速 |
4.2.3 对流换热系数强化比 |
4.2.4 电晕功耗与性能系数 |
4.3 数值模拟 |
4.3.1 计算模型 |
4.3.2 电场特征 |
4.3.3 速度场特征 |
4.3.4 温度场特征 |
4.3.5 协同角分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 集电极肋夹角对强化换热性能影响的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验结果与讨论 |
5.2.1 电晕电流 |
5.2.2 电晕风速 |
5.2.3 对流换热系数强化比 |
5.2.4 电晕功耗与性能系数 |
5.3 数值模拟 |
5.3.1 电场特征 |
5.3.2 速度场特征 |
5.3.3 温度场特征 |
5.3.4 协同角分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 电晕风强化LED灯具对流换热的实验研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验装置 |
6.3 数据处理 |
6.4 实验结果与讨论 |
6.4.1 电晕放电的伏安特性 |
6.4.2 光源温度与对流换热系数 |
6.4.3 电晕功耗与性能系数 |
6.4.4 电晕风影响下的光学参数 |
6.5 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 本文研究结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 未来研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)围护结构内表面发射率对室内热环境的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 热辐射理论发展简史 |
1.3 建筑围护结构辐射换热分类 |
1.3.1 非透明围护结构辐射换热 |
1.3.2 透明围护结构辐射换热 |
1.4 围护结构内表面发射率研究现状 |
1.4.1 围护结构内表面发射率与室内热环境 |
1.4.2 围护结构内表面发射率与人体热舒适 |
1.4.3 围护结构内表面发射率与建筑节能 |
1.5 存在的关键问题 |
1.5.1 研究方法 |
1.5.2 相关标准 |
1.6 本文的主要工作内容 |
第二章 基于内表面发射率的围护结构多表面封闭系统的辐射换热研究 |
2.1 概述 |
2.2 物理模型与数学表达 |
2.2.1 多表面封闭系统的辐射传热模型 |
2.2.2 非透明围护结构内表面间的长波辐射换热分析 |
2.2.3 透明围护结构内、外表面间的长波辐射传热分析 |
2.3 模型验证 |
2.4 表面发射率对室内热环境的影响实验研究 |
2.4.1 实验目的 |
2.4.2 试验工况 |
2.4.3 实验设备 |
2.5 实验结果与分析 |
2.5.1 数据处理 |
2.5.2 实验结果 |
2.5.3 实验结果总结 |
2.6 理论与实验结果对比 |
2.7 本章小结 |
第三章 围护结构内表面发射率对人体热舒适的影响研究 |
3.1 经典热舒适模型 |
3.1.1 PMV模型发展历程 |
3.1.2 PMV模型的前提条件 |
3.1.3 PMV热舒适经典模型 |
3.2 基于内表面发射率的PMV模型—PMVε |
3.2.1 人体与室内环境的辐射换热系统模型 |
3.2.2 平均辐射温度 |
3.2.3 PMVε模型 |
3.3 物理模型的正确性证明 |
3.4 围护结构内表面发射率对人体热舒适影响的实验研究 |
3.4.1 实验目的 |
3.4.2 实验方法 |
3.4.3 调查问卷与实验步骤 |
3.4.4 物理实验结果 |
3.4.5 问卷结果与分析 |
3.5 物理模型与实验结果对比分析 |
3.6 表面发射率对人体热舒适的影响分析 |
3.6.1 夏季内表面发射率与室内热环境 |
3.6.2 冬季内表面发射率与室内热环境 |
3.7 本章小结 |
第四章 围护结构内表面发射率对自然通风建筑室内热环境影响的实验研究 |
4.1 概述 |
4.2 自然通风建筑的热舒适评价模型 |
4.2.1 热适应性模型 |
4.2.2 热感觉修正模型 |
4.3 内表面发射率对人体热舒适影响的实验研究 |
4.3.1 研究目的 |
4.3.2 试验工况 |
4.3.3 调查问卷与实验步骤 |
4.3.4 实验结果与分析 |
4.3.5 问卷结果与分析 |
4.4 讨论 |
4.5 本章小结 |
第五章 敏感性因素分析 |
5.1 非透明外围护结构内表面发射率与窗墙比 |
5.1.1 净辐射热流密度 |
5.1.2 人体热感觉预测值 |
5.2 透明围护结构内表面发射率与窗墙比 |
5.2.1 净辐射热流密度 |
5.2.2 人体热感觉预测值 |
5.3 非透明围护结构内表面反射率对室内热环境的影响 |
5.4 小结 |
结论与展望 |
本文主要结论 |
本文主要创新点 |
未来研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附录A 主要符号的意义和单位 |
附件 |
(6)有机半导体材料与器件的光电性质的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.1.1 研究工作背景与意义 |
1.1.2 选题背景 |
1.2 有机半导体材料国内外研究现状 |
1.2.1 有机半导体光电机理研究现状 |
1.2.2 有机半导体输运机理研究现状 |
1.3 论文的主要贡献与创新 |
1.4 论文的章节安排 |
第二章 有机半导体材料的基本输运模型 |
2.1 玻尔兹曼输运方程 |
2.2 能量动量输运模型 |
2.3 漂移扩散模型 |
2.4 常数场强近似漂移扩散模型 |
2.5 部分次级模型介绍 |
2.5.1 迁移率模型 |
2.5.2 载流子复合模型 |
2.5.3 边界条件 |
2.6 本章小结 |
第三章 有机半导体材料激子特性研究 |
3.1 激子简介 |
3.2 模型建立依据 |
3.3 引入激子解离的漂移扩散模型的建立 |
3.3.1 初始条件简介 |
3.3.2 载流子的产生 |
3.3.3 激子类氢模型 |
3.3.4 激子效应的三种情况 |
3.4 离散化处理过程 |
3.4.1 连续性方程离散化 |
3.4.2 泊松方程离散化 |
3.5 主模型结果与分析 |
3.5.1 模型正确性验证 |
3.5.2 激子效应低温分析 |
3.5.3 迁移率对主模型的影响 |
3.5.4 等效态密度对主模型的影响分析 |
3.5.5 禁带宽度对主模型的影响分析 |
3.5.6 内建电势对主模型的影响分析 |
3.5.7 活化层厚度对主模型的影响分析 |
3.6 统一激子模型的建立 |
3.7 统一激子模型结果与分析 |
3.8 本章小结 |
第四章 激子结合能获取模型 |
4.1 激子结合能研究现状 |
4.2 理论模型的建立 |
4.2.1 模型理论框架 |
4.2.2 模型框架分析 |
4.3 结果分析 |
4.3.1 色散关系合理性分析 |
4.3.2 吸收光谱模型合理性分析 |
4.3.3 激子结合能分析 |
4.3.4 拓展应用 |
4.4 本章小结 |
第五章 强简并半导体材料半解析研究 |
5.1 半导体材料简并化程度 |
5.1.1 材料简并性简介 |
5.1.2 有机半导体与无机半导体材料简并性对比 |
5.1.3 有机半导体简并化程度与等效态密度的关系 |
5.2 简并模型的建立 |
5.3 主模型正确性验证 |
5.4 玻尔兹曼统计适用性分析 |
5.4.1 判据分析 |
5.4.2 结论分析 |
5.4.3 场强依赖迁移率模型验证分析 |
5.5 高理想因子的根源 |
5.5.1 理想因子简介 |
5.5.2 高理想因子原因分析 |
5.6 性能预测 |
5.7 本章小结 |
第六章 强简并半导体材料解析研究 |
6.1 广义爱因斯坦关系 |
6.2 有机半导体解析模型的建立 |
6.2.1 复合模型理论分析 |
6.2.2 注入势垒分析 |
6.3 有机半导体解析模型的结果分析 |
6.3.1 模型展示 |
6.3.2 模型正确性验证 |
6.3.3 温度对理想因子的影响 |
6.3.4 迁移率对理想因子的影响 |
6.4 玻尔兹曼统计适用性解析分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 全文总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(7)基于光学诊断的激光焊接特性研究 ——从传导焊到深熔焊(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 激光焊接技术 |
1.1.2 激光与物质作用 |
1.1.3 激光焊接过程辐射 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 激光焊接模式研究进展 |
1.2.2 基于热辐射的激光焊接光学诊断研究进展 |
1.2.3 基于等离子体辐射的激光焊接光学诊断研究进展 |
1.3 本文研究意义与内容 |
第2章 实验条件与设备 |
2.1 激光焊接实验平台及光学诊断设备 |
2.1.1 光纤激光焊接平台 |
2.1.2 红外热像仪 |
2.1.3 高温计 |
2.1.4 光纤光谱仪 |
2.1.5 高速摄相机 |
2.2 本章小结 |
第3章 激光焊接模式特征研究 |
3.1 实验方法 |
3.2 焊缝尺寸特征 |
3.2.1 焊缝横截面几何特征 |
3.2.2 焊缝熔深和深宽比随激光功率的变化 |
3.3 不同焊接模式温度场演变特征 |
3.3.1 红外热成像典型温度场 |
3.3.2 熔池形成阶段温度场演变 |
3.3.3 熔池凝固阶段温度场演变 |
3.3.4 准稳态熔池温度场分布 |
3.4 不同焊接模式熔池动态演变特征 |
3.4.1 熔池形成阶段熔池动态 |
3.4.2 熔池凝固阶段熔池动态 |
3.5 不同焊接模式焊缝表面形貌及组织特征 |
3.6 不同焊接模式熔池流动特征 |
3.7 本章小结 |
第4章 激光焊接不同模式焊缝特征监测 |
4.1 实验方法 |
4.2 不同激光离焦量下焊缝尺寸 |
4.3 不同激光离焦量下同轴温度信号 |
4.3.1 高温计探测区域大小对同轴温度信号的影响 |
4.3.2 同轴温度信号对激光功率的响应 |
4.4 温度信号与焊缝特征的关系 |
4.4.1 温度信号与焊缝深度和宽度关系 |
4.4.2 温度信号与焊接缺陷关系 |
4.5 焊接模式转变能量传递机制 |
4.6 本章小结 |
第5章 激光焊接等离子体空间分布特征研究 |
5.1 实验方法 |
5.2 等离子体物理参数特征 |
5.2.1 典型等离子体光谱分析 |
5.2.2 等离子体强度空间分布 |
5.2.3 等离子体电子温度空间分布 |
5.2.4 等离子体电子密度空间分布 |
5.2.5 局部热平衡(LTE)及光学薄分析 |
5.3 激光焊接等离子体吸收机制 |
5.4 本章小结 |
第6章 激光深熔焊接小孔特征研究 |
6.1 实验方法 |
6.2 深熔焊接小孔动态特征 |
6.2.1 条纹成像方法 |
6.2.2 深熔焊接小孔形成特征 |
6.2.3 深熔焊接孔内流动特征 |
6.3 深熔焊接孔内温度 |
6.3.1 深熔焊接孔内辐射特征 |
6.3.2 深熔焊接孔内温度 |
6.3.3 三明治法可重复性 |
6.4 深熔焊接等离子体形成 |
6.5 三明治观测法的局限性 |
6.6 本章小结 |
结论与展望 |
1 结论 |
2 论文主要创新点 |
3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
(8)基于固有耗散的高周疲劳性能评估与热力响应分析研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 疲劳研究概述 |
1.2.1 疲劳性能 |
1.2.2 金属疲劳破坏机理 |
1.2.3 橡胶疲劳破坏机理 |
1.3 疲劳固有耗散研究 |
1.3.1 红外热像法 |
1.3.2 疲劳固有耗散 |
1.4 本文的研究思路和主要内容 |
2 疲劳固有耗散的理论基础 |
2.1 引言 |
2.2 连续介质热力学 |
2.2.1 热力学第一定律 |
2.2.2 热力学第二定律 |
2.2.3 热力学状态函数 |
2.3 内变量理论 |
2.3.1 内变量 |
2.3.2 伴随平衡态 |
2.3.3 非平衡热力学 |
2.3.4 热力学极限定理 |
2.4 本章小结 |
3 疲劳固有耗散的测算方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 疲劳自热温升 |
3.2.1 热力学状态方程 |
3.2.2 温度耦合方程及其简化 |
3.2.3 薄板试件的热传导分析 |
3.2.4 疲劳温度测量 |
3.3 金属材料的固有耗散计算模型 |
3.3.1 实验数据分析 |
3.3.2 疲劳温升模型 |
3.3.3 固有耗散计算模型 |
3.4 橡胶材料的固有耗散计算模型 |
3.4.1 实验数据分析 |
3.4.2 固有耗散计算模型 |
3.5 本章小结 |
4 金属材料的疲劳性能快速预测与损伤机理分析 |
4.1 引言 |
4.2 疲劳参数快速预测的能量方法 |
4.2.1 理论分析与模型构建 |
4.2.2 实验方法 |
4.2.3 结果与讨论 |
4.2.4 方法总结 |
4.3 疲劳固有耗散的荷载依赖性研究 |
4.3.1 研究方案 |
4.3.2 结果与讨论 |
4.4 疲劳固有耗散模型 |
4.4.1 理论模型构建 |
4.4.2 实验研究方法 |
4.4.3 模型验证与分析 |
4.5 本章小结 |
5 橡胶材料的疲劳热力响应分析与损伤机理探究 |
5.1 引言 |
5.2 理论分析 |
5.2.1 高分子网络重排 |
5.2.2 能量耗散 |
5.3 实验研究 |
5.3.1 实验材料 |
5.3.2 试件制备 |
5.3.3 实验方法 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 大应变粘弹性松弛 |
5.4.2 疲劳引起的应力软化 |
5.4.3 能量耗散 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(9)ZnO-Bi2O3-MnO2系压敏瓷闪烧制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 ZnO压敏瓷简介 |
1.2.1 ZnO压敏瓷的结构 |
1.2.2 ZnO压敏瓷的伏安特性 |
1.2.3 ZnO压敏瓷主要电性能参数 |
1.2.4 ZnO压敏瓷研究现状 |
1.3 闪烧技术简介 |
1.3.1 闪烧 |
1.3.2 闪烧材料体系研究 |
1.3.3 闪烧机理研究 |
1.4 课题研究意义与研究内容 |
第二章 实验材料与测试方法 |
2.1 实验所需主要试剂 |
2.2 实验所需主要仪器 |
2.3 制备工艺流程 |
2.4 闪烧装置设计 |
2.5 材料测试分析方法 |
2.5.1 物相分析 |
2.5.2 微观结构分析 |
2.5.3 致密度测试 |
2.5.4 样品温度分析 |
2.5.5 压敏性能测试 |
2.5.6 介电性能测试 |
第三章 ZnO-Bi_2O_3-MnO_2 压敏瓷升温闪烧制备及性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 电场强度对闪烧参数的影响 |
3.3.2 电场强度对闪烧起始温度的影响 |
3.3.3 电场强度对样品温度的影响 |
3.3.4 电场强度对样品致密度的影响 |
3.3.5 电场强度对样品物相成分及微观结构的影响 |
3.3.6 电场强度对样品电性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 ZnO-Bi_2O_3-MnO_2 压敏瓷恒温闪烧制备及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 电场强度对闪烧参数的影响 |
4.3.2 电场强度对孵育时间的影响 |
4.3.3 电场强度对样品温度的影响 |
4.3.4 电场强度对样品致密度的影响 |
4.3.5 电场强度对样品物相成分及微观结构的影响 |
4.3.6 电场强度对样品电性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 SiO_2 掺杂ZnO-Bi_2O_3-MnO_2 压敏瓷闪烧制备及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 烧结过程闪烧参数的变化 |
5.3.2 闪烧过程中样品温度变化 |
5.3.3 SiO_2 掺杂对样品致密度的影响 |
5.3.4 SiO_2 掺杂对样品的物相成分及微观结构的影响 |
5.3.5 SiO_2 掺杂对样品电性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间主要研究成果 |
(10)Cu合金辐射光谱及CN自由基光谱的实验理论研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 研究辐射光谱的意义 |
1.2 光谱仪的发展现状 |
1.3 本论文的主要工作 |
第二章 基于虚拟仪器的Cu合金辐射光谱测温系统 |
2.1 研究背景 |
2.2 测温原理 |
2.3 实验硬件系统 |
2.4 测量软件系统 |
2.4.1 虚拟仪器软件 |
2.4.2 功能介绍 |
2.5 实验与讨论 |
2.5.1 采集系统检测 |
2.5.2 测温定标公式 |
2.5.3 测量温度曲线 |
2.6 本章小结 |
第三章 低激发态CN自由基光谱参数的理论研究 |
3.1 研究背景 |
3.2 分子光谱基本理论 |
3.2.1 光谱项理论解释 |
3.2.2 光谱常数理论解释 |
3.2.3 光谱常数拟合方法 |
3.3 计算理论和细节 |
3.3.1 理论方法 |
3.3.2 计算细节 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 CN自由基的势能曲线及光谱常数 |
3.4.2 CN自由基的A~2П -X~2Σ~+电偶极距及跃迁特性 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于LIBS技术对CN自由基辐射光谱采集和分析 |
4.1 研究背景 |
4.2 实验原理和装置 |
4.2.1 实验原理 |
4.2.2 实验装置 |
4.3 实验与讨论 |
4.3.1 脉冲能量对CN振动光谱的影响 |
4.3.2 延迟时间对CN振动光谱的影响 |
4.3.3 聚焦位置对CN振动光谱的影响 |
4.4 光谱分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望未来 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士研究生期间发表的学术论文 |
四、关于黑体辐射曲线拐点分布规律的讨论(论文参考文献)
- [1]红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理技术[D]. 辛世杰. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [2]纳米体吸收全光谱光/热协同制氢机理与实验研究[D]. 唐三力. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021(02)
- [3]风景园林视角下郑州市中心城区热岛效应的时空演变研究[D]. 耿丽文. 北京林业大学, 2020(02)
- [4]基于EHD效应的电晕风强化对流换热研究[D]. 王际辉. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [5]围护结构内表面发射率对室内热环境的影响研究[D]. 卢素梅. 华南理工大学, 2020(03)
- [6]有机半导体材料与器件的光电性质的研究[D]. 熊春华. 电子科技大学, 2019(04)
- [7]基于光学诊断的激光焊接特性研究 ——从传导焊到深熔焊[D]. 肖先锋. 湖南大学, 2019(01)
- [8]基于固有耗散的高周疲劳性能评估与热力响应分析研究[D]. 郭强. 大连理工大学, 2019(01)
- [9]ZnO-Bi2O3-MnO2系压敏瓷闪烧制备及其性能研究[D]. 梅运柱. 江苏大学, 2019(02)
- [10]Cu合金辐射光谱及CN自由基光谱的实验理论研究[D]. 阴旭梅. 太原科技大学, 2019