考虑压头曲率半径的J_2形变理论压痕有限元分析

采用经典J2形变理论,在考虑压头曲率半径的前提下,针对几组微压痕实验进行了有限元数值模拟,给出理论计算结果并与实验进行了系统比较.结果发现考虑了压头曲率半径后的经典J2形变理论得到的整段计算曲线不能和实验曲线吻合,可以推理出即使考虑压头曲率半径的的影响,经典J2形变理论也不能很好地解释实验现象.

气体激光中的对流效应

介质流动对于气体激光功率输出的大幅度提高,起着决定性的作用。分析表明:表征连续波激光的饱和强度和光功率密度(或小信号增益系数)均随流速而非线性地增大,并趋向各自的极限值;饱和强度的增加量约不超过10倍;光功率密度的大幅度增加起因于激励能在气流中的累积。这些结论与常用理论关于饱和强度随流速线性且无限地增大,光功率密度增大起因于饱和强度增大的结论并不相同。本文关于饱和强度随气流渡越时间变化的定量结果与流动CO_2气体激光饱和强度的测试结果相符。

限定型高压扭转过程变形研究

文章制备了一套限定型高压扭转（HPT）设备。采用HPT处理纯铜试样，对比处理前后试样几何尺寸，观察试样与砧头之间的相对滑动，结果表明，HPT处理前后试样厚度变化小于5％，试样端面和模具不发生相对滑动。用量纲分析和有限元方法分析试样的变形，得到切应变和厚度／直径、压力／材料弹性模量以及模具侧面的摩擦状况相关；直径8mm厚0．86mm纯铜试样上r〈3．2mm区域的变形可以用纯扭转来描述。

交汇、分流河道洪水演进模型及其应用

通过引入水深连接方程,耦合了干、支流河道的水流运动,给出了它们的流量分配关系,建立了交汇、分流河道洪水演进模型.对交汇河道中水流顶托作用随河道参数的变化规律进行了研究.分析了干、支流洪峰遭遇现象,指出干流和支流的洪峰遭遇是1998年长江大洪水干流高洪水位的重要原因之一.并定性解释长江干流荆江河段的裁弯取直和长江分流河道的淤积对河道水流的影响.

SUPER CE/SE的新算法及其在爆炸力学中的应用

研究了SUPER CE/SE的新算法及其在爆炸力学中的应用. 算法和模型方面, 主要包括改进CE/SE算法、快速杂交粒子水平集方法、常用化学反应模型和两流体模型. 使用上述算法和模型, 对激波楔面反射、爆炸焊接、爆轰波胞格结构和气液两相爆轰问题进行了数值模拟. 数值结果表明, 该文采用的算法具有计算精度高、应用范围广和兼容性强等优点, 可广泛应用于爆炸力学的数值研究.

Optical properties of transparent alkali gallium silicate glass-ceramics containing Ni2+-doped beta-Ga2O3 nanocrystals

Broadband near-infrared (IR) luminescence in transparent alkali gallium silicate glass-ceramics containing N2+-doped beta-Ga2O3 nanocrystals was observed. This broadband emission could be attributed to the T-3(2g) (F-3) -> (3)A(2g) (F-3) transition of octahedral Ni2+ ions in glass-ceramics. The full width at half-maximum (FWHM) of the near-IR luminescence and fluorescent lifetime of the glass-ceramic doped with 0.10 mol% NiO were 260 nm and similar to 1220 mu s, respectively. It is expected that transparent Ni2+-doped beta-Ga2O3 glass-ceramics with this broad near-IR emission and long fluorescent lifetime have potential applications as super-broadband optical amplification media.

基于U形塑料光纤的氧气传感器

报道了一种基于荧光猝灭原理的光纤氧气传感器.采用塑料光纤作为传感和传光元件进行氧气传感,传感头制成U形.以邻菲咯啉钌作为荧光标记物,用溶胶-凝胶法制备敏感材料.采用相移法来实现对荧光寿命的测定.测量了不同弯曲半径传感头对氧气传感的灵敏度,发现当U形光纤的弯曲半径较小时系统的灵敏度较高.对荧光寿命和氧气浓度的关系进行了测量,发现二者呈亚线性关系,提出双荧光体模型解释这一实验现象.

高斯光束通过空间滤波器的传输特性

采用矩阵分解和用有限个复高斯函数之和逼近硬边光阑窗口函数相结合的方法，从柯林斯衍射积分公式出发，对高斯光束通过空间滤波器的传输特性进行了分析，得到了相应的解析式。通过对解析式的数值模拟，得出了直观的结果，并进行了误差分析。数值计算结果表明，最佳滤波小孔尺寸的选择和计算误差均与光束的截断参数有关。在此基础上，进一步研究了空间滤波器具有像传递功能时，高斯光束和平顶高斯光束（N=12）通过空间滤波器的传输特性，得出了截断参数与滤波后光强分布的关系，并证实了此方法也可用于计算其他类型光束通过空间滤波器的传输。

Transparent Ni2+-doped silicate glass ceramics for broadband near-infrared emission

Transparent Ni2+-doped MgO-Al2O3-Ga2O3-SiO2-TiO2 glass ceramics were fabricated. The precipitated nanocrystal phase in the glass ceramics was identified by X-ray diffraction and transmission electron microscope. Broadband near-infrared emission centered at 1220 nm with full width at half maximum of about 240 nm and lifetime of about 250 mu s was observed with 980 nm excitation. The longer wavelength emission compared with Ni2+-doped MgAl2O4 crystal was attributed to the low crystal field occupied by Ni2+ in the glass ceramics. The present Ni2+-doped transparent glass ceramics may have potential applications in broadband optical amplifiers. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

激光二极管抽运的高效率低阈值Yb：GSO激光器

近年来，掺Yb离子的晶体备受关注：掺Yb离子晶体能级结构简单，可以避免激发态再吸收、频率上转换、弛豫振荡和浓度猝灭等效应。此外，掺Yb离子晶体的吸收光谱位于900～1000nm，无需严格的温度控制即可与InGaAs激光二极管有效耦合，并且具有很宽范围的荧光发射谱，因此这种晶体很有潜力成为1gm波段的宽调谐及超快激光光源。

东灵山森林生态系统若干水分问题的研究

东灵山地区年均降水量659.7mm，单次降水以雨量小、雨强低的降水为主。水汽压（年均17.7mb）、相对湿度（年均66％）的季节变化呈现生长季高、冬季低的趋势。年均蒸发量1019.5mm;气温、风速、日照时间和水压与月蒸发量和日蒸量相关显著;气温、日照时间和水压分别在11-6月、7－8月和9－10月为决定蒸发量的首要因子。枯枝落叶层、土壤层湿度主要受前十日降水量和坡向影响。 植物体含水量生长季节较高，冬季较低;含水量随径级的增大而降低。六个灌木树种的平均含水量大小顺序为：毛榛（48.62%）最高荆条（36.32%）最低;七个乔木树种水分含量为油松，56.14%;蒙椴，54.19%;华北落叶松，52.91%;五角枫，43.64%;辽东栎，41.87%;棘皮桦，41.13%;大叶白腊，37.79%。几种植被类型的储水量为：辽东栎林，82.08mm;华北落叶松林，47.35mm;混交林，34.60mm;油松林，31.33mm;灌丛，12.40mm。各树种叶片日最低水势的季节均值为：辽东栎，-16.1bar;五角枫，-15.8bar;大叶白腊，-15.1bar;糠椴，-13.4bar;棘皮桦，-12.3bar;蒙椴，-12.2bar。叶片水势的日间变化均呈一“V”形曲线;光照在叶片水势的日间变化中起着决定性作用。 96年各树种平均单株树干茎流量为辽东栎，30.3mm(4.19%);华北落叶松，16.1mm(2.22%);油松，8.9mm(1.23%);棘皮桦，2.9mm(0.40%)。两个生长季各林分冠层的水量平衡为：辽东栎林，树干流茎量101.87mm(9.18%)，穿透降水量823.08mm(74.15%)，截留量185.05mm(16.67%);华北落叶松林，树干径流量66.88mm(6.03%)，穿透降水量836.92mm(75.40%)，截留量206.20mm(18.58);混交林，树干径流量50.13(4.52%)，穿透降水量846.78mm(76.29%)，截留量212.20mm(19.12%);油松林，树干径流量33.90mm(3.05%)，穿透降水量934.88mm(84.22%)，截留量141.22mm(12.72%)。多元回归分析表明，树干流茎量S与降水量P和前24小时降水量P_1呈显著正相关关系;穿透降水量T与降水量P和最大雨强M正相关显著。附加截留量与降水时间成正比。 枯枝落叶层的生物量为：油松林，25.56t/hm~2;华北落叶松林20.01t/hm~2;辽东栎林，8.31t/hm~2;混交林，7.98t/hm~2。枯枝落叶层的平均实际持水量和有效持水量均以油松林最大，其次是华北落叶松林，而混交林和辽东栎林较低;枯枝落叶层的实际持水量和有效持水量的季节变化分别与前十日降水量P10成正相关和负相关关系。枯枝落叶层的截留量为油松林＞华北落叶松林＞辽东栎林＞混交林;油松林（145.632mm和90.800mm）混交林(61.816mm和54.504mm)。油松林、辽东栎林、混交林和华北落叶松林去除枯枝落叶层后，土壤入渗量比对照平均降低100mm以上;表层土壤含水量分别比对照土壤下降了6.26、18.26、15.06和15.07个百分点。地表径流量分别增加了，辽东栎林34.299mm(603%)和15.816mm(525%);油松林14.593mm(732%)和10.584mm(1321%);混交林12.004mm(181%)和7.275mm(364%);华北落叶松林3.555mm(118%)，3.275mm(229%)。96年生长季，各土壤流失量分别增加了：油松林172.751t/hm~2(124倍);辽东栎林836.500t/hm~2(119倍);混交林172.499t/hm~2(47倍);华北落叶松林11.557t/hm~2(11倍)。表层土壤容重分别增加了：油松林15.0%和20.6%，辽东栎林18.4%和28.2%，混交林11.5%和38.5%，华北落叶松林4.3%和17.1%。 0-60cm深度土壤容重平均值的大小顺序为：草地>灌丛>辽东栎林>油松林>混交林>华北落叶松林;而土壤孔隙度的大小顺序为华北落叶松林>混交林>油松林>辽东栎林>灌丛>草地。两个生长季为土壤实际储水量的均值：油松林，124.45mm，78.62mm;辽东栎林，131.23mm，87.72mm;混交林，180.41mm，113.90mm;华北落叶松林，165.53mm，127.95mm;灌丛，172.50mm，89.81mm;草地，152.92mm，89.59 mm分别比干旱年份97年高出45.83mm、43.51mm、51.63mm、37.58mm、82.69mm和63.33mm。两个生长季的地表径流量为草地，30.930mm(2.79%);灌丛，16.321mm(147%);油松林，2.911mm(0.26%);辽东栎林，8.703mm(0.78%);混交林，8.625mm(0.78%);华北落叶松林，4.447mm(0.40%)。油松林、混交林和华北落叶松林地表径流量与降水量P(mm)和最大雨强(mm/h)正相关显著;而辽东栎林、灌丛和草地的地表径流量则与降水量P(mm)、平均雨强Q(mm/hr)和最大雨强M(mm/hr)三者之间呈显著正相关关系。与草地相比(1220.093kg/hm~2，100％)，灌丛、辽东栎林、混交林、油松林和华北落叶松林96年生长季的土壤流失量分别降低了85.05%、94.26%、96.99%、98.86和99.14%。 降水量是影响小流域径流量时间变化的主要因素;南沟和马牙石沟96年的径流量分别是97年的8.19倍和7.87倍，而径流深(46.25mm，52.75mm)分别比97年(5.65mm,6.70mm)高出40.60mm和46.05mm。两个小流域由于面积的差异而使南沟两年的径流量分别比马牙石沟高出2773.136m~3(13.15%)和235.434m~3(8.79%)。96年和97年马牙石沟径流深比南沟高出6.5mm(14.05%)和1.05mm(18.58%)。在地处大陆性季风气候区的东灵山地区，用0.010m~3/min/km~2/hr能较好地分割小流域的洪峰和基流。在五次暴雨水文曲线中，马牙石沟的快速径流量分别比南沟高出25.00%到143.33%。五次洪水水文响应R的平均值南沟为0.218%，马牙石沟为0.404%;与海洋性气候地区相比，东灵山地区小流域的R值要低一到两个数量级。马牙石沟洪峰流量Qp的平均值为418.772L/min要比南沟(281.191L/min)大48.9%。东灵山地区小流域的洪水径流过程可分为三种类型。