A consistent model of isolated force-free magnetic arches

The magnetic flux tube concentrating strong magnetic field is the basic configuration of magneticfield in the solar atmosphere. In the present paper, the equilibrium of isolated magnetic flux tube inthe solar atmosphere is discussed. In the viewpoint of mathematics, the boundary condition is nonlinearand the position of boundary needs to be determined by the physical condition although the equation ofmagnetic potential is linear for the linear force-free field. Analytical solutions to the arches of bothuniform circular cross-section and non-uniform cross section have been obtained. The results show thatthe nonlinear problem may have or not have any solution according to different azimuthal components of the magnetic field; the number of solutions to the nonlinear problem is four at most, and two in some cases. In the present paper, the analytical solutions to the approximations of both fat and slender arches are given in detail, and the general features of magnetic arch structure are shown.

爆轰驱动高焓激波膨胀管性能研究

介绍了中国科学院高温气体动力学实验室JF-16爆轰驱动高焓激波膨胀管的研制进展及其性能测试结果.性能研究主要测量了入射激波速度和压力曲线.根据入射激波速度,应用Mirels的黏性激波管理论计算了超高速试验气流的运动速度,然后应用Gaseq软件计算了试验气流的热力学参数.研究结果表明：在16.35 m长的JF-16激波膨胀管中获得了流速7000 m/s以上的稳定试验气流,试验时间为50～100μs,试验气流总焓30MJ/kg左右.

爆轰驱动激波管缝合激波马赫数计算

采用数值求解的方法得出了氢氧爆轰驱动激波管的缝合状态参数。以空气为试验气体时，缝合激波马赫数随着H2摩尔浓度的增加而增加，H_2摩尔浓度达到90％左右时达到最大。当缝合马赫数较高时，需要考虑高温真实气体效应的影响，缝合激波马赫数较理想气体的高。以氢空气混合气为试验气体时，缝合激波马赫数较以空气为试验气体的小。通过调整驱动气体与被驱动气体的初始参数，可以得到即能恰好消除Taylor波又能缝合的运行状态。

酚醛树脂激波管试验的高温热解研究

使用激波管作为加热手段研究酚醛树脂在1200～1800K温度范围内的热解特征.气相产物中主要碳氢产物是甲烷、乙烯、乙炔、苯和甲苯.获得试验温度范围内主要碳氢产物分布随热解温度的变化关系.结果表明,在试验温度范围内随着热解温度的升高酚醛树脂的热解机理发生重大变化.1400K以下热解断键过程主要发生在亚甲基桥链结构上;1400K以上芳环开环成为主要的热解通道,生成大量的乙炔.

高焓膨胀波管的气动实验

该研究简报介绍了用膨胀波管产生高超声速气流的实验结果。用压力传感器测量了激波管内的激波速度，用激光全息摄影拍摄了飞船返回舱模型吹风时的激波形状，证实了在膨胀波管中建立了可用的流动条件。

共用尾喷管多管脉冲爆震发动机数值模拟研究

采用基元反应模型和显式迎风TVD差分格式数值模拟方法，研究共用尾喷管多管脉冲爆震发动机（Pulse Detonation Engine，简称PDE）各爆震管之间相互影响。采用点隐算法解决化学反应引起的刚性问题，模拟了共用尾喷管内的流场，以及爆震波退化为激波遇到尾喷管收敛斜面反射及反射波向爆震管上游传播的过程。研究结果为多管PDE的共用尾喷管设计提供了理论基础。

硅烷对JP10和煤油点火特性影响的激波管研究

在JP10和煤油点火特性激波管实验的基础上,实验研究了硅烷对这两种典型高碳数碳氢燃料点火特性的影响.在预加热到70℃的激波管上,采用缝合运行条件获得了近7ms的实验时间,将实验延伸至低温区.采用气相色谱分析和高精度真空仪直接测定压力相结合的方法,确定了燃料气相浓度,解决了高碳数碳氢燃料点火激波管实验时由于管壁吸附影响燃料气相浓度确定的困难.实验记录了点火过程中OH自由基发射强度变化,并作为判断点火发生的标志.实验温度范围880～1 800K,压力范围0.16～0.53MPa.当硅烷加入量约为燃料的10%～15%(摩尔比),质量比为2%～3%,观测到明显的点火促进作用.该研究对超燃研究中发动机设计、燃料选择等方面具有直接的工程意义,也可用于检验燃烧化学动力学模型的合理性.

激波管在酚醛树脂高温热解动力学研究中的应用

使用激波管作为加热手段,利用其加热速率快的优点,突破了传统方法在加热速率上的限制,研究了酚醛树脂在1400～1700K温度范围内的热解动力学.主要碳氢产物是甲烷、乙烯、乙炔和苯.通过对反应扩散过程的分析,考察了扩散对热解过程的影响.结果表明,实验中酚醛树脂的反应扩散过程迅速达到稳态,扩散影响可以忽略,首次获得了酚醛树脂在芳环开环热解机制下的热解速率常数.

气/液界面上Richtmyer-Meshkov不稳定性的实验研究

报道了在国内首次实现的矩形激波管内气/液界面上(即Atwood number,A1)的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性现象.实验在一台垂直矩形激波管中进行,得到了较低马赫数(M=1.36和1.58)下,多元扰动R-M不稳定性后期阶段气泡和尖钉高度对时间的增长规律,即气泡高度h_b ~ t~(0.55±0.01)1 ,尖钉高度h_s~ t.当激波马赫数从1.36增加到1.58时,气泡和尖钉高度对时间的指数规律没有发生明显改变,气泡的增长速度没有受到影响,而尖钉增长速度却有大幅度的增加.同时还观察研究了多元扰动R-M不稳定性中典型的气泡竞争现象.

气相扩散法生长溶菌酶晶体的动态光散射研究

首次采用动态光散射研究了气相扩散法生长溶菌酶晶体 .实验中采用了两种溶解溶菌酶的方法，所得实验结果是有区别的 .这种区别表明了 NaCl对溶菌酶分子间相互作用产生十分重要的影响 .实验结果表明，晶体生长过程中，溶液中溶菌酶始终保持单分子与两分子聚集体的状态，这种状态是生长晶体的基础 .

用激波管驱动水喷雾

为了了解用激波管产生大流量水喷雾的流体力学原理，进行了实验研究。用可视化方法观察了管内两相流及所产生的喷雾的发展过程。 用PVDF压力传感器测量了液波管内的压力波形。结果表明，水柱内的压力波明显地不同于空气中的压力波；水柱被经过加速后，其雾化形态发生了新的变化。

氢/空气火焰在半开口有障碍管道中的传播特性

针对氢/空气混合物，通过实验研究了其预混火焰在半开口管道中的火焰传播加速现象。结果表明，火焰传播状态随着氢气当量比的变化而发生改变。当氢/空气混合物被点燃后，由于障碍物的扰动，火焰在管道中不断加速传播，并最终到一准稳态传播。在氢气当量比0.34附近时，火焰速度发生跃变。当氢气当量比足够大时，火焰传播由爆燃态转变为爆轰态。在本实验条件下，爆燃转准爆轰的临界条件是d/λ ≥ 2.6（d是圆环形障碍物内径，λ是爆轰格胞尺度）。障碍物阻塞比的变化对最大火焰速度和压力提升的影响不明显。

Nutrient Limitation of Periphyton in a Spring-Fed, Coastal Stream in Florida, USA.

There is strong evidence to suggest that ground-water nitrate concentrations have increased in recent years and further increases are expected along portions of the central Gulf coast of Florida. Much of the nitrate enriched groundwater is discharged into surface waters through numerous freshwater springs that are characteristic of the area and the potential for eutrophication of their receiving waters is a legitimate concern. To test the potential effects of elevated nutrient concentrations on the periphyton community an in situ nutrient addition experiment was conducted in the spring-fed Chassahowitzka River, FL, USA, during the summer of 1999. Plastic tubes housing arrays of glass microscope slides were suspended in the stream. Periphyton colonizing the microscope slides was subjected to artificial increases in nitrogen, phosphorus or a combination of both. Slides from each tube were collected at 3- to 4- day intervals and the periphyton communities were measured for chlorophyll concentration. The addition of approximately 10 μg/L of phosphate above ambient concentrations significantly increased the amount of periphyton on artificial substrates relative to controls; the addition of approximately 100 μg/L of nitrate above ambient concentrations did not. The findings from this experiment implicated phosphorus, rather than nitrogen, as the nutrient that potentially limits periphyton growth in this system.(PDF contains 4 pages.)

用激波管研究超音速气固两相流

在激波管里进行了可压缩性气固两相流的实验研究。测量了激波通过颗粒群时的压力的衰减过程。用纹影仪拍摄了激波与颗粒群相互干涉的照片。试验了颗粒群的不同构造对压力衰减的影响。指出了激波反射、聚焦等非线性气动因素是可压缩性气固两相流的关键问题。

障碍物结构对管道中预混火焰加速的影响

在一端封闭、一端开口的火焰传播管中均匀布置障碍物，研究了障碍物结构对管道中预混火焰传播的影响。结果表明，由于障碍物的扰动，火焰不断加速，在阻塞比相同的条件下，最终的火焰稳态速度与障碍物的形状和间距基本无关，其中障碍物间距仅仅影响火焰的加速速率，在障碍物间距约等于火焰传播管内径（W/D ≈ 1.0）时，平均火焰速度达到最大值，火焰到达稳态传播的距离最短。同时，本文用一维简化模型模拟了火焰在障碍物管道中的加速过程，计算结果与实验测试结果在定性上比较吻合，说明在管内火焰速度较低的情况下，用一维可压缩流动近似处理能初步揭示管内火焰的加速机制。