低电子密度诊断技术研究

用微型电探针技术和φ800mm高温激波管中电子密度的标定技术相结合，获得了高温高速气 流中低电子密度的一种测量方法，可用于n_e≈1*10~9个/cm~3条件下电子密度的测量。该法有较好的空间分辨能力，且其探测灵敏度比常规的8mm微波干涉仪提高了两个数量级。

爆炸处理提高16Mn钢疲劳性能

<正> 1.引言为了改善焊接残余应力的分布,国外已开始采用爆炸法调整内应力以代替花费昂贵的退火处理.焊接试件经过合理的爆炸处理,室温空气介质中10~6次疲劳持久强度有明显提高:18Ni马氏体时效钢提高40%;0.12%C、0.52%Mn、0.3%Mo钢提高50%;中强度Al-Zn-Mg合金提高20%.但是,实际构件中常存在裂纹样的宏观缺陷,为了进行损伤容限设计和安全寿命估算,必须了解爆炸处理对宏观缺陷有何影响?经处理后,自缺陷处开始疲劳裂纹扩展的门槛限以及裂纹扩展速率有什么变化?本文对上述问题进行了研究,并就爆炸处理提高疲劳性能的原因作了讨论. 2.疲劳试验及爆炸处理简介试验选用16Mn热轧正火钢板,板厚28mm,疲劳

测量土、岩石介质中的动态应力用的压电式应力计

本文介绍一种压电式应力计,它的主要性能是:测量量程为10-1000kgf/cm~2;响应时间小于7μs;线性误差小于士1％;综合应力测量误差小于±10％,该应力计可用于测量土、岩石和混凝土介质中的动态应力,也可用于测量动态力和流体介质中的动态压力。

Numerical study of bluff body flow structures

Our recent progress in numerical studies of bluff body flow structures and a new method for the numerical analysis of near wake flow field for high Reynolds number flow are introduced. The paper consists of three parts. In part one, the evolution of wake vortex structure and variation of forces on a flat plate in harmonic oscillatory flows and in in-line steady-harmonic combined flows are presented by an improved discrete vortex method, as the Keulegan-Carpenter number (KC) varies from 2 to 40 and ratios of U-m to U-0 are of O(10(-1)), O(10) and O(10), respectively. In part 2, a domain decomposition hybrid method, combining the finite-difference and vortex methods for numerical simulation of unsteady viscous separated flow around a bluff body, is introduced. By the new method, some high resolution numerical visualization on near wake evolution behind a circular cylinder at Re = 10(2), 10(3) and 3 x 10(3) are shown. In part 3, the mechanism and the dynamic process for the three-dimensional evolution of the Karman vortex and vortex filaments in braid regions as well as the early features of turbulent structure in the wake behind a circular cylinder are presented numerically by the vortex dynamics method.

Destruction of Chemical Agents in a Plasma Reactor with Working Gas of Hydrogen

理性力学基础

《理性力学基础》为《中国科学院研究生教学丛书》之一。
    《理性力学基础》系统地介绍了理性力学的主要科学体系和基本理论。《理性力学基础》由四部分，共十五章组成。第一部分综合介绍了理性力学的科学意义、方法和特点，从理性力学角度概括论述变形几何学与运动学、力学基本定律与场方程以及本构方程的一般原理。着重阐明张量和场方程的时空无差异原理，以及本构方程所应遵循的客观性原理。第二部分着重介绍简单物质的理论体系。作为典型范例进一步阐明弹性物质和简单流体的本构方程以及弹性体有限变形边值问题的分析方法。第三部分详细介绍黏弹性物质、弹塑性物质及晶体塑性的基本理论。第四部分主要介绍含缺陷物质的本构理论。
    《理性力学基础》可作为力学、应用数学、理论物理等专业的研究生教材，也可供力学工作者及高等院校力学专业教师参考。

目录 

第一章 绪论
1·1 理性力学目的和意义
1·2 理性力学的特点与体系
1·3 理性力学的方法
1·4 符号
第二章 变形几何学和运动学
2·1 直角坐标系的张量
2·2 物体的构形与运动
2·3 变形梯度
2·4 应变度量和面元、体元变形
2·5 应变率
第三章 基本定律与场方程
3·1 质量守恒定律
3·2 应力原理与动量守恒定律
3·3 能量守恒定律和熵定律
3·4 功共轭与应力度量
3·5 场方程
3·6 随体坐标系
第四章 本构方程的一般原理
4·1 时空系的变换
4·2 基本定律的客观性
4·3 本构方程的一般原理
第五章 简单物质
5·1 张量函数
5·2 张量函数表示定理
5·3 简单物质的本构方程
5·4 本构方程的简化形式
5·5 各向同性物质
5·6 简单固体
5·7 简单流体和流晶
5·8 内部约束
5·9 特殊类型物质
5·10 衰退记忆
第六章 弹性物质
6·1 弹性物质的本构方程
6·2 物质对称性
6·3 各向同性弹性固体
6·4 超弹性物质
6·5 各向同性超弹性物质
6·6 主轴表示
6·7 储能函数表示式
6·8 二次弹性
6·9 均匀变形场
6·10 储能函数的实验确定
第七章 弹性体有限变形边值问题
7·1 边值问题的提法
7·2 若干典型问题
7·3 平面应变问题
7·4 不可压缩各向同性弹性体
第八章 简单流体
8·1 直线流动
8·2 曲线流动
8·3 伸长历史恒定运动
8·4 定常测黏流动
8·5 Poiseuille流动
8·6 Couette流动
8·7 圆锥-平板流动
8·8 端部正应力效应
8·9 Stokes流体测黏流动
8·10 定常拉伸流动
第九章 黏弹性物质
9·1 线性黏弹性理论
9·2 非线性黏弹性固体
9·3 本构泛函展开
9·4 非线性黏弹性流体
第十章 弹塑性物质
10·1 微小变形塑性理论
10·2 张量的时间导数
10·3 有限塑性变形的本构方程
10·4 塑性大变形基本方程
10·5 Drucker公设与有限塑性变形
第十一章 晶体塑性理论
11·1 晶体塑性变形运动学
11·2 硬化规律
11·3 硬化系数表示式
11·4 晶体塑性本构关系
11·5 滑移剪切率γ(α)的存在性与惟一性
11·6 率相关流动规律
第十二章 缺陷连续统的线性理论
12·1 张量场的微分运算
12·2 协调条件
12·3 缺陷的几何意义
12·4 位错弹性理论
12·5 位错塑性理论
12·6 一般缺陷塑性理论
12·7 晶体塑性位错理论
12·8 Nye张量及缺陷塑性理论小结
12·9 位错塑性理论二维公式及算例
第十三章 非黎曼几何及流形简介
13·1 Euler空间张量场的绝对微分
13·2 曲率张量
13·3 线性空间
13·4 仿射联络空间
13·5 非完整变换
13·6 拓扑空间
13·7 微分流形
第十四章 缺陷连续统的非线性理论
14·1 非Niemann物质流形的构造
14·2 缺陷的几何意义
14·3 缺陷连续统的弹性理论
14·4 缺陷连续统的塑性理论
14·5 晶体塑性位错理论
第十五章 理性力学若干应用
15·1 有限变形的精确描述
15·2 曲线坐标的相应公式
15·3 本构方程的客观性原理
15·4 物质对称性
15·5 主轴法
15·6 客观应力率
附录 曲线坐标
1 基向量与度量张量
2 逆变导数
3 应力张
4 运动方程

 

塑性大应变微结构力学

《塑性大应变微结构力学》涉及以下三部分内容：小应变塑性力学；大应变分析；微结构力学分析及其应用。书中既论述有关的数学、力学基础知识，又介绍了学科前沿的研究成果。

第三版前言
第二版前言
第一版前言
第一部分小应变塑性力学
第一章直角坐标系中的向量和张量
1.1直角坐标与单位向量
1.2微积分运算中的公式
1.3坐标变换
1.4Descartes张量张量代数和张量演算
1.5两种张量表示方法的说明
练习
参考文献
第二章微小变形下的应力张量和应变张量
2.1一点上的应力
2.2一点上的应变
2.3平衡方程
2.4协调条件
练习
参考文献
第三章屈服准则和塑性理论
3.1屈服
3.2塑性理论中的公设
3.3流动理论
3.4比例加载下的形变理论
3.5塑性计算的示范
练习
参考文献
第四章塑性力学的发展
4.1基于塑性耗散能的本构形式
4.2近似蠕变分析-比应力-应变曲线方法
4.3机动硬化模型
4.4角点理论
4.5相关的和非相关的流动法则
参考文献
第二部分大应变分析
第五章一般坐标系中的张量及其各类时间导数
5.1一般坐标系中的基量
5.2坐标变换张量及协变导数
5.3坐标系统
5.4变换时间导数的Oldroyd方程
练习
参考文献
第六章应变张量应力张量和它们的变化率
6.1应变张量
6.2各类应变率张量
6.3应力张量
6.4应力张量的各种变化率
练习
参考文献
第七章在有限变形下平衡的变分原理及分叉理论
7.1固体的弹性超弹性和亚弹性
7.2变分原理及应力与应变的共轭关系
7.3平衡的稳定性和分叉准则
7.4Lagrange和逐级更新Lagrange系统中平衡和分叉的增量型变分原理
7.5大应变本构方程及数值计算步骤
练习
参考文献
第三部分微结构力学及其应用
第八章确定材料的总体力学行为与其微结构参数之间的
关系
8.1"自洽"原则
8.2塑性力学中的内变量
8.3用计算机模拟方法确定内变量
练习
参考文献
第九章空洞的分析
9.1空洞的萌生和扩展的试验
9.2单级空洞效应的理论模型
9.3两级空洞效应的理论模型
9.4空洞化材料的宏观响应与力学和几何微观参数之间的关系
9.5基于微结构研究成果所设立的连续介质本构模型和失效准则
9.6空洞化损伤的三维分析及探讨应变加载模态影响的方法
9.7应变加载模态对空洞化损伤材料力学性能的影响及其与次级空洞间的交互作用
参考文献
第十章剪切带状分叉
10.1材料分叉的原理
10.2平面应变条件下的局部化剪切带
10.3材料非均匀性或初始缺陷的影响
10.4轴对称加载下的局部化轴对称剪切带
10.5局部化曲线剪切带
10.6局部化剪切带的三维解
10.7平面应变条件下扩散型剪切带的一维分析
10.8平面应变条件下扩散型剪切带的二维分析
参考文献
第十一章空洞和分叉的分析在金属板材成型中应用
11.1平面应力模型中空洞扩展效应
11.2分叉分析
11.3双相钢薄板成型实验与数值分析的比较
11.4单向加载条件下平板的材料分叉
参考文献
第十二章韧性断裂
12.1塑性可膨胀本构方程的论证
12.2确定本构参数
12.3韧性断裂的计算
12.4韧姓断裂的实验
参考文献
附录A弹性力学基本方程
A.1广义Hooke定律
A.2平面问题
A.3轴对称问题
A.4弹性力学解的可叠加性和惟一性
A.5St.Venant原理
练习
参考文献
附录B弹性力学变分原理及解法
B.1应变能和应变余能
B.2虚位移和虚功原理
B.3最小势能原理
B.4最小余能原理
B.5两个变分原理的关系
B.6双变量广义变分原理
B.7基于变分原理的直接解法
练习
参考文献

燃烧物理学基础

高焓超声速载气的产生

本文所做的工作，是为研究与探索乙烯新工艺－气动加热裂解法制取乙烯作铺垫。其任务是设计并加工一套燃气发生器系统以产生高焓超声速载气。这里所说的载气，其成分实际上就是水蒸气。从化学动力学的角度察看热裂解制取乙烯这一化学反应，为提高乙烯的单程产率，必须为原料气的裂解反应创造所需的高温条件，相应缩短原料气在高温的驻留时间。但是，目前的竖管式裂解炉制取乙烯工艺，由于采用炉管外加热，工艺受炉管的材料、传热等性能的，因此原料气的反应湿度并未达到高乙烯产率所要求的裂解温度，并且反应停留时间过长。在探索如何提高乙烯的单程产率这一问题上，气动加热裂解法可以说是一重要里程碑。新方法提出了一全新概念：让反应气流通过强激波，气流通过激波后由于其温度的急剧升高而发生热裂解。此方法的关键问题是：（1）如何使反应气流产生强激波而进行自加热；（2）如何合理控制反应气流的裂解反应时间，即其驻留高温状态的时间。针对第一个问题，解决的方案是以高焓声速载气（即水蒸气）与反应气流进行混合，以提高反应气流的速度与温度。本文的工作，集中在如何产生高焓水蒸气这一问题上。其主要任务，就是设计与加工一套以氢气与氧气为燃料与氧化剂的燃气发生器系统。本文主要概括论述了其中一的些关键性问题：（1）氢气与氧气的流量与混合比的控制。组合使用稳压阀（或稳压器）与临界流量喷管，以控制氢氧流量及其混合比。（2）燃烧室燃气温度的控制。由于氢氧直接燃烧后产生的水蒸气温度太高；同时乙烯裂解试验方案要求载气温度具有可调节性，这就要求燃气发生器产生的水蒸气其温度在一定范围内可调控。采取的方案是向燃烧室喷入水雾，藉以控制燃气温度。（3）燃烧室压力控制。与燃气的温度必须具有可调节性要求一样，乙燃总体试验方案要求其压力也具有可调节性。采取的方案有两种：首先是调节氢氧配气系统中汇流排的总压值以改变氢氧各自的流量，从而达到改变燃烧室的燃烧压力；其次，调节尾喷管喉道的大小可以达到改变燃烧室压力的目的。（4）点火与燃烧稳定性。采用加热电阻丝的点火方案。实验表明，低压状态（小于10大气压）下氢氧燃烧稳定性没有太大问题。在设计的燃气发生器上，我们分别适当改变了供气参数（主要是压力参数）与尾喷管喉道面积以察看各种工况下燃气发生器的工作情况；测定了燃烧室内燃气的压力参数的改变趋势，并根据燃气的流量与压力对燃气的温度进行了估算，从中得出一些基本结论：（1）尾喷管喉道面积减小时，燃烧室的压力将增大。在未改变氢氧供气来流的情况下，燃烧室压力与尾喷管喉道面积基本成反比关系；同时，随着燃烧室压力的增大，燃气的温度略有所降低。（2）继续减小尾喷管喉道面积，由于燃烧室压力的增大，这将破坏供气系统中临界喷管的临界工作状态，从而改变（减小）氢氧的来流流量、并很有可能破坏氢氧的化学当量配比，这将彻底改变燃气的成分与温度。（3）增加氢氧的来流压力时，燃烧室压力将增大，同时燃气温度也有明显增加；燃烧室压力与尾喷管喉道面积仍然呈反比关系，但两者乘积值将增大。（4）燃烧室压力较小时，燃烧现象有高频的振荡，但压力振幅较小；当尾喷管面积减小而导致燃烧室压力增大时，燃烧振荡将由高频转为低频，同时压力振幅增大。锅炉、卵石床都能产生高焓水蒸气。由于总体方案要求的水蒸气流量小，与其它方法相比，以氢氧燃烧的方法产生的水蒸气，其温度更高、更符合乙烯总体方案的要求，温度、压力等参数的调节方便，而且相对而言设备较为简单，是一种切实可的方案。

高等断裂力学

《高等断裂力学》系统论述断裂力学的基本概念、理论基础、力学原理、分析方法以及断裂力学的实验测定和工程应用。深入阐明了断裂力学各个重要发展阶段的新颖学术思想和原创性工作，同时融会贯通地介绍了国内学者在作者熟悉的若干领域内的创造性贡献。　　《高等断裂力学》共14章。第1章介绍断裂力学的历史背景和发展脉络；第2～5章介绍线弹性断裂力学；第6～8章论述弹塑性断裂力学；第9及第10章分别介绍疲劳裂纹扩展和界面裂纹；第11～14章阐述裂纹体弹性动力学和裂纹动态扩展。　　《高等断裂力学》适合从事断裂力学研究和应用的科技工作者及工程师使用和参考，也可供力学专业的高年级本科生和研究生阅读参考.

中等Reynolds数平板绕流的动理论分析

郭永怀先生1953年给出的中等Reynolds数下、不可压缩流体有限长平板绕流的解析解是边界层理论中的经典工作.许多研究者对平板绕流阻力系数的郭水怀公式以及后续工作进行了评估,评估的依据是Janour与Schaaf和Sherman的实验数据.本文的动理论分析和计算表明:Schaaf和Sherman在低亚声速条件下(0.161)获得的实验数据,当Reynolds数(Re)介于1和10之间时,由于稀薄气体效应显著(所对应的Knudsen数约在0.03和0.3之间),不宜作为不可压缩理论解的依据,而其它满足不可压缩假设的实验数据都支持郭永怀解;计及稀薄气体效戍时,低速或亚声速情况下平板绕流的阻力系数C_D=C_(D,c)×C_(D,FM)/(C_(D,c)+C_(D,FM)),其中C_(D,c),和C_(D,FM)分别为连续介质和自由分子流极限情况下的理论解;平板绕流速度分布的郭水怀解,与基于动理论的信息保存方法(IP)的数值解定性相符,差别表现在稀薄气体效应显著的前缘;与速度分布的Blasius解相比,当Re<100时,郭永怀修正变得重要.

Mechanisms in fs-laser ablation in fused silica

A theoretical model is proposed to describe the microscopic processes involved in the ablation in fused silica induced by femtosecond-laser pulse. Conduction-band electron (CBE) can absorb laser energy, the rate is calculated by quantum mechanical method and classical method. CBE is produced via photoionization (PI) and impact ionization (II). The PI and II rates are calculated by using the Keldysh theory and double-flux model, respectively. Besides the CBE production, we investigate laser energy deposition and its distribution. The equation of energy diffusion in physical space is resolved numerically. Taking energy density E-dep=54 kJ/cm(3) as the criterion, we calculate damage threshold, ablation depth, and ablation volumes. It is found that if energy diffusion is considered, energy density near sample surface is reduced to 1/10, damage threshold is enhanced more than 30%, ablation depth is increased by a factor of 10. Our theoretical results agree well with experimental measurements. Several ultrafast phenomena in fused silica are also discussed. (C) 2004 American Institute of Physics.

Laser-confined fusion

An approach for producing a large quantity of neutrons is proposed. It involves compression of a fuel foil and confinement of the resulting plasma between two intense laser pulses. It is shown that two circularly polarized laser pulses of amplitude a=7 illuminating a deuterium-tritium foil of areal density 3.3 X 10(18) cm(-2) can produce about 4.2 X 10(6) neutrons per joule of the input laser energy.

Studies of ion energy and yield from argon clusters heated by intense femtosecond laser pulses

Using time-of-flight spectrometry, the interaction of intense femtosecond laser pulses with argon clusters has been studied by measuring the energy and yield of emitted ions. With two different supersonic nozzles, the dependence of average ion energy (E) over bar on cluster size (n) over bar in a large range of (n) over bar approximate to 3 x 10(3) similar to 3 x 10(6) has been measured. The experimental results indicate that when the cluster size (n) over bar <= 3 x 10(5), the average ion energy (E) over bar proportional to (n) over bar (0.5), Coulomb explosion is the dominant expansion mechanism. Beyond this size, the average ion energy gets saturated gradually, the clusters exhibit a mixed Coulomb-hydrodynamic expansion behavior. We also find that with the increasing gas backing pressure, there is a maximum ion yield, the ion yield decreases as the gas backing pressure is further increased.

Trapping of neutral Rb-87 atoms on an atomchip

We report an experiment of trapping of neutral Rb-87 atoms on a, self-made atomchip. The H-shaped atomchip is made by magnetron sputtering technology, which is different from the atomchip technology of other teams. We collect 3 x 10(6) Rb-87 atoms in the mirror magneto-optical trap (MOT) using the external MOT coils, and 1 X 10(5) Rb-87 atoms are transferred to U-MOT using U-shaped wire in chip and a pair of bias coils.