实验观测

摘要： 主要介绍中国地震科学实验场(成都基地)5种新型野外地震观测手段:高精度氢实验观测、电磁监测实验卫星三频信标系统地面接收站、AETA多分量地震监测系统、高精度光纤应变场检测仪实验观测和冷原子绝对重力仪实验观测。

摘要： 本文专门设计搭建了低温介质空泡演化实验测试平台,对液氮单空泡非定常演化过程和动力学特性开展了实验研究.实验中利用电火花瞬态放电激发液氮汽化形成单空泡,通过高速摄影系统对单空泡的瞬态特征进行了精细化捕捉.为了进一步揭示低温介质独特的物理性质以及强热力学效应对单空泡演化过程的影响机制,对比分析了在相同环境压力下,77.41 K液氮和298.36 K水单空泡的演化过程和动力学特性.基于实验得到空泡半径与界面速度等定量数据,阐明了液氮单空泡球形与非球形演化阶段的非定常特性.研究结果表明:(1)在相同输入电压下,液氮单空泡的整体尺寸比常温水更小,当输入电压为400 V时,液氮空泡的最大半径约为常温水空泡的0.69倍;同时,液氮单空泡经历了膨胀阶段-收缩阶段-振荡阶段以及上升阶段的演化过程.(2)液氮空泡的收缩过程主要由相界面的热传导主导,没有明显的塌陷现象,收缩阶段液氮空泡的最小收缩半径约为常温水的5.5倍.(3)在液氮空泡振荡初期,空泡相界面传热增强,Rayleigh-Taylor不稳定与热力学效应共同引起了空泡界面的表面粗化效应;在整个振荡阶段,空泡界面附近存在破碎的小泡.当输入电压较高时,空泡底部的小泡数量显著增多.(4)由于液氮空泡浮力系数较大,液氮空泡在演化后期空泡整体向上迁移显著,液氮空泡底部收缩更快产生凹陷,促使空泡变为环状.

摘要： 2021年2月27日,中华人民共和国科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布了2020年度中国科学十大进展:中国科学家积极应对新冠肺炎疫情取得突出进展,嫦娥五号首次实现月面自动采样返回,奋斗者号创造中国载人深潜新纪录,揭示人类遗传物质传递的关键步骤,研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶,2020珠峰高程测定,古基因组揭示近万年来中国人群的演化与迁徙历史,大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史,深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标,实验观测到化学反应中的量子干涉现象。

摘要： 征稿截止日期:2021年5月30日计划出版日期:2021年8月15日近年来,激光在测距、观测、成像、通信、激光武器等领域的应用使学术界对激光在大气中的传输倍感兴趣,众多学者对激光在大气中的传输进行了理论上的各种探讨和实验观测等科学研究。为分享我国在激光大气传输领域的最新进展,研讨未来发展方向,促进学术交流,推动相关领域向纵深发展。编辑部特别邀请本刊编委李新阳研究员、朱文越研究员策划组织"激光大气传输技术"专刊,并计划于2021年第8期刊出,现在公开向相关领域学者、专家、科研人员征集高水平研究论文及综述。

摘要： 2020年度中国科学十大进展公布[中国科学院院刊]2月27日,科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布了2020年度中国科学十大进展:我国科学家积极应对新冠肺炎疫情取得突出进展、嫦娥五号首次实现月面自动采样返回、"奋斗者"号创造中国载人深潜新纪录、揭示人类遗传物质传递的关键步骤、研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶、2020珠峰高程测定、古基因组揭示近万年来中国人群的演化与迁徙历史、大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史、深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标、实验观测到化学反应中的量子干涉现象等10项重大科学进展入选。

摘要： 现行的基于数十至百m长的跨断层短基线的测量方法精度较高,但往往不能有效跨越大型活动断裂带进行观测;而GNSS目前受站点密度及观测精度所限,对断层近场尤其是运动速率偏低的断层开展形变观测的分辨率较差.基于上述现状,在川滇块体东边界构造带新布设2个实验场地,分别跨越则木河断裂大箐梁子段和昭通断裂的龙树分支进行测量.实验利用km尺度跨距的基线测量活动断裂带的近场运动与变形,获得3a的实验观测数据.文中首先介绍了场地选建、 监测断裂、基线测量方法以及实验观测结果,然后利用测量资料,基于刚体、弹性和组合模型3种假设条件计算分析这2个场地的断层近场位移和应变.则木河断裂大箐梁子段在刚体模型下2盘近场平行断裂走向的位移分量在±3mm内波动,无明显趋势变化;垂直断裂走向的位移分量在2015—2016年持续下降,反映断裂呈横向水平压缩,累计降幅达6mm,但2017年出现近2mm的横向水平拉张;弹性模型下该断裂段的横向水平应变分量εy以挤压为主,年变化幅度接近1×10-5,另外2个应变分量均为10-6量级.昭通断裂龙树分支2盘近场的相对位移虽然变化较小,但表现出与该断裂地质活动一致的右旋走滑特征,位移速率约0.7mm/a;沿该分支断层走向的应变分量εx为挤压状态,量值不超过2×10-6;垂直断层走向的应变分量εy则以拉张为主.文中还讨论了应用组合模型的效果与问题.

摘要： 为进一步认识汶川余震区破碎断裂带逸出氢的动态特征,选择位于北川—映秀断裂的映秀地震台观测井开展井孔逸出氢观测实验.实验数据显示:映秀台井孔逸出氢浓度较高,日变幅较大且具有明显的日变规律,呈现与气压变化同步及负相关的特征,日变形态与气温、水温、静水位相关性较小.通过不同仪器与采样方式进行观测实验,结果表明:映秀地震台井孔逸出氢浓度动态清晰、测值平稳,作为地震前兆观测地下逸出氢项目是可行的.

摘要： 高雷诺数壁湍流(high Reynolds number wall-bounded turbulence,HRNWT)是目前湍流科学研究的一个热点也是一个难点,对其现象、规律及机制的认知不足,理论体系远未建立而且研究手段受到各种限制.本文基于对HRNWT主要研究手段的介绍,针对HRNWT中的湍流统计量、超大尺度结构(very large scale motions,VLSMs)的尺度和形态以及起源和影响及其与颗粒的相互作用,总结了HRNWT的研究现状和最新进展,特别梳理了近年来本文作者团队在HRNWT特别是高雷诺数颗粒两相壁湍流方面的研究成果,并对HRNWT的进一步研究给出了建议及展望.

摘要： 紫外–可见吸收光谱在化学检测、化合物表征方面起到非常重要的作用。然而近期在实验中发现,在坐标图纵轴的负坐标区域发现有零线以下的吸收图谱,被称为紫外–可见光负吸收图谱。该现象少有发现和报道,在常规思维与科学理论下非常难以理解,从而被忽略。本文以树枝分子吡啶基PAMAM和碘基苯分支化合物的紫外光区负吸收图谱为基础,分析了负吸收的相关的因素及特征,试图解开负吸收的相关机理,为找到特征的负吸收材料提供基础数据。化学材料在紫外–可见光区域内的负吸收现象具有潜在的科学价值和广阔的研究前景。

摘要： 共振现象在生活中极其普遍,无论是桥梁的建设,电路的振荡,还是乐器的共鸣,其中都牵扯到了共振的现象.然而,这种现象的观测并不容易,为了研究这种现象,本文论述了如何制造一个可用于实验的观测记录系统,在一定程度上可以观测并且测量这种共振现象.系统主要面向20Hz—20KHz的频率范围,包含了录音设备,低通滤波器,带有DSP指令集的STM32F407高性能开发板,以及音频发射装置,采用易产生振荡的玻璃杯为待测物体,测量其发出的声音频率并运用基2-FIT FFT算法进行运算得到频谱图,显示在开发板TFT液晶上.

摘要： 为了研究绕前缘粗糙水翼非定常空化流动的流场特性,以前缘粗糙和光滑的NACA66型水翼为研究对象,基于高速水洞实验平台对不同空化阶段,绕水翼空化流动的流场形态、水动力系数等流动特性进行了实验观测.实验结果表明:由于前缘粗糙度的影响,无空化状态下前缘粗糙水翼的升力系数小于光滑水翼,阻力系数大于光滑水翼;此外,对比发现,采用前缘粗糙水翼有效抑制了水翼的初生空化.

摘要： 船舶阻力和兴波是船舶水动力学研究中最为基础的问题,但是高航速下船舶兴波会出现明显的破波现象,包含复杂的界面流动现象.本研究针对标准船模KCS,分别开展实验观测和数值模拟研究.船模实验在上海交通大学多功能拖曳水池进行,实验中采用摄像机拍摄艏波演化过程.实验中对航速在Fr=0.26到Fr=0.425范围内的8个工况进行了拍摄和测量.数值模拟采用基于开源CFD工具包0penFOAM自主开发的船舶水动力学数值求解器naoe-FOAM-SJTU,对实验中已经出现较为明显艏波破碎的Fr=0.35工况进行了数值计算分析.通过数值计算得出了该航速下的兴波波形,并给出了自由面兴波的对比分析,验证了采用当前数值模拟手段可以模拟得到艏波破碎的现象.

摘要： 本文在对多个登陆台风实地观测的基础上,选取较有代表性的实验观测个例:"黄蜂"、"杜鹃"和"黑格比"等3个登陆台风,分析探讨在登陆台风的中心、靠近中心位置的强烈影响区域和台风外围地区近地层湍流特征,以期对登陆台风的边界层湍流过程有所认识.观测分析显示:①在登陆台风的中心及其强烈影响的区域风速和湍流强度均产生强烈的变化;②登陆台风中心经过时，其水平湍流积分尺度明显增大，越靠近中心位置，增大越明显，而垂直方向没有明显变化;③台风中心经过时，低频和高频区湍能可增大一个量级，在惯性子区u, v, w三个方向湍流谱斜率均不满足-5/3律而发生较大偏移，在台风外围环流影响区，惯性子区仍然满足“-5/3”次方律。

摘要： 21世纪的超导研究将步入实用化阶段.在超导体工作中,其所处的低温环境(液氮、液氦)有可能受到瞬时高热流的冲击,从而导致爆发沸腾的发生,甚至影响到超导体的安全、稳定工作.对此,有必要进行系统的实验和理论研究,揭示低温工质的爆发沸腾现象与过程特征.本文就是基于这一目的,首次从实验角度观察液氮的爆发沸腾行为,拍摄到液氮爆发沸腾时的系列照片,并测量了脉冲加热期间的温度变化.发现了一些值得注意的现象.

摘要： 本文采用显微放大摄影及快速瞬态温度检测系统,对高能脉冲激光作用下金属表面液膜的相变行为进行了观测、拍照及瞬态温度测量,初步揭示了一些新的物理现象,并研究了激光功率密度、脉冲宽度、工质种类等对表面液膜相变行为的影响.

摘要： 在微型飞行器等仿生技术的推动下,飞行和游动的生物力学研究正受到国际和国内学者的关注.2003年10月召开了以此为主题的第214次香山科学会议,对国际上该领域的研究动态作了比较充分的评述.本文着重介绍国内最近在生物外部流体力学研究领域取得的若干进展.

摘要： 在微型飞行器等仿生技术的推动下,飞行和游动的生物力学研究正受到国际和国内学者的关注.2003年10月召开了以此为主题的第214次香山科学会议,对国际上该领域的研究动态作了比较充分的评述.本文着重介绍国内最近在生物外部流体力学研究领域取得的若干进展.

摘要： 在微型飞行器等仿生技术的推动下,飞行和游动的生物力学研究正受到国际和国内学者的关注.2003年10月召开了以此为主题的第214次香山科学会议,对国际上该领域的研究动态作了比较充分的评述.本文着重介绍国内最近在生物外部流体力学研究领域取得的若干进展.

摘要： 在微型飞行器等仿生技术的推动下,飞行和游动的生物力学研究正受到国际和国内学者的关注.2003年10月召开了以此为主题的第214次香山科学会议,对国际上该领域的研究动态作了比较充分的评述.本文着重介绍国内最近在生物外部流体力学研究领域取得的若干进展.

摘要： 在微型飞行器等仿生技术的推动下,飞行和游动的生物力学研究正受到国际和国内学者的关注.2003年10月召开了以此为主题的第214次香山科学会议,对国际上该领域的研究动态作了比较充分的评述.本文着重介绍国内最近在生物外部流体力学研究领域取得的若干进展.

摘要： 本发明公开了一种用于医用植介入体观测的体外循环实验台及实验方法。其中，该实验台包括实验段模块、循环回路模块、温度控制模块和观测模块，所述实验段模块包括带动力泵的医用植介入体，所述循环回路模块与所述实验段模块共同形成用于所述实验液体循环流动的循环回路；所述观测模块具有荧光观测功能，实现量化观测所述医用植介入体表面血栓的面积；所述观测模块还具有流场观测功能，用于对所述实验段模块内的流场进行观测。该实验台可以较好地模拟人体内环境，还可以利用荧光观测系统观测医用植介入体上血栓的生长情况，利用PIV流场观测系统观测医用植介入体附近的流场情况，能够有效地指导医用植介入体的设计优化。

摘要： 本发明公开了一种可观测岩土相似材料变形破裂的真三轴加卸载实验装置及其实验方法，该实验装置包括框架体系、加载系统以及底板平台，所述底板平台包括底板和垫板，所述框架体系由后固定板块、左固定板块、前固定板块、右固定板块、螺杆、六角螺母以及T型螺栓构成，所述加载系统包括手轮、涡轮减速器、丝杠、压力传感器、滑动压头和固定压头。本发明不仅可对岩土相似材料试件进行真三轴试验，还可对试验过程中试件两个断面的变形破裂进行直接观测，具有简单灵活、使用经济、操作方便和易于推广等优点。

摘要： 本发明公开了一种用于泥沙运动观测及流速观测的新型锥板环形水槽实验装置，它主要由驱动马达、环形槽、锥形剪力盘、空气轴承、扭矩测量仪、金属支架和观测装置组成；金属支架为框架结构，上部装设可上下移动的升降台并安装驱动马达，中部放置椎板环形槽及空气轴承，下部安装扭矩测量仪，环形槽外侧设置观测装置；驱动马达通过竖直杆件和锥形剪力盘连接；锥形剪力盘上平下锥，材料透明且透光，置于环形槽中，其外缘接近但不接触环形槽内壁。环形槽上方开口且由透明材料制成，环形槽置于空气轴承上，空气轴承下部连接扭矩测量仪。本发明的实验装置尺寸小、便于存放、操作简便，便于实验数据的同步采集，转速可调，环形水槽槽底的切应力处处相等，为泥沙运动观测提供了保障。

摘要： 一种用于观测开敞空间浓度分层条件下可燃气体爆炸火焰传播行为的实验系统及实验方法，属于气体燃烧科学领域。这种用于观测开敞空间浓度分层条件下可燃气体爆炸火焰传播行为的实验系统包括时序控制器、预混气供给装置、点火装置和双层气泡吹制装置。该实验系统通过预混气供给装置于预混罐内配置不同浓度的可燃气体用以吹制内外层气泡，通过双层气泡吹制装置生成内外层不同尺度、不同气体浓度的气泡，通过不同尺寸的环形锯齿片改变内外层气泡尺度，从而实现观测开敞空间浓度分层条件下可燃气体爆炸火焰传播行为，可以用于研究不同种类可燃气体在多种浓度分层条件下的爆炸火焰传播行为。

摘要： 本发明公开了一种用于医用植介入体观测的体外循环实验台及实验方法。其中，该实验台包括实验段模块、循环回路模块、温度控制模块和观测模块，所述实验段模块包括带动力泵的医用植介入体，所述循环回路模块与所述实验段模块共同形成用于所述实验液体循环流动的循环回路；所述观测模块具有荧光观测功能，实现量化观测所述医用植介入体表面血栓的面积；所述观测模块还具有流场观测功能，用于对所述实验段模块内的流场进行观测。该实验台可以较好地模拟人体内环境，还可以利用荧光观测系统观测医用植介入体上血栓的生长情况，利用PIV流场观测系统观测医用植介入体附近的流场情况，能够有效地指导医用植介入体的设计优化。

摘要： 本发明提供一种岩礁鱼类行为观测实验系统及实验方法，其特点是：系统包括实验水槽，在实验水槽之外设置水上视频采集模块、计算机、交换机及电气控制系统。在实验水槽内设置造流水泵、流速测量装置、人工鱼礁、水下视频采集模块及光学信号测量装置。计算机通过交换机分别与水下视频采集模块和水上视频采集模块连接，电气控制系统与所述造流水泵连接。实验方法是实验水槽内的对人工鱼礁进行视频采集、流速控制和光学信号测量。本发明打破解决岩礁鱼类行为学研究中实验空间、鱼体规格等方面的限制，提高岩礁鱼类行为学实验的现场还原性和可靠性，为海洋牧场栖息地生态修复和资源养护提供技术支撑。

摘要： 本实用新型公开一种飞行器仿生对象生物观测实验系统及观测水箱，包括水箱，水箱至少一面由透明材质制成用于透过光线从所述水箱外部观测所述仿生对象的第一视图，还包括：反射镜，倾斜安装于所述水箱内，与箱体部分壁面共同围设形成观测空间，所述反射镜位于所述观测空间内的面形成反射面；观测装置，正对于所述水箱且位于所述反射镜的反射面一侧设置。本实用新型采用具有双摄像头且能同步拍摄的观测装置结合倾斜安装于水箱内腔的反射镜，实现对仿生对象第一视图和第二视图的同步成像观测，多方向多视角观测，观测效率高、效果好，从形态特征学和功能特征两个层面研究仿生对象的环境适应性，为飞行器总体设计提供生物启发和仿生依据。

摘要： 本实用新型公开了一种精准观测实验用活体白鼠雷火灸实验的装置，包括实验箱，所述实验箱上端面放置有盖板，所述实验箱内腔底部固定连接有实验台，所述实验台上端面固定连接有底座，所述底座上端面放置有实验板与罩体，所述实验箱内腔顶部固定连接有鹅颈管，所述鹅颈管下端面固定连接有雷火灸灸头，本实用新型涉及实验器材技术领域。该精准观测实验用活体白鼠雷火灸实验的装置，解决了现有的精准观测实验用活体白鼠雷火灸实验需要专人手持负条长时间操作，耗时耗力的问题，且准确记录在电学特性以及红外热辐射效应等主要作用机理方面的实验数据。

摘要： 本发明公开一种三维直流电法模拟实验观测仪器及观测方法的模拟实验教学仪器。是由微机、直流供电电源和256个通道数据采集仪器组成。能开展面积观测、二维观测、四极观测和高密度观测。不仅保存了常规电法仪器的测量功能，其多通道并行式的接收方式还使该仪器能够完成单电极供电，多电极面积接收。观测方法简单，易操作，测量时间短，自动化程度高，比常规电法仪器的观测效率提高数百倍，数据分辨率高，所以得到的数据真实可靠。可根据不同实验目的完成多电极供电多电极接收的特殊方法研究。该仪器不仅能作为三维电法物理模型教学实验使用，也能作为三维电法勘探的野外观测仪器。

摘要： 本发明公开一种三维直流电法模拟实验观测仪器及观测方法的模拟实验教学仪器。是由微机、直流供电电源和256个通道数据采集仪器组成。能开展面积观测、二维观测、四极观测和高密度观测。不仅保存了常规电法仪器的测量功能，其多通道并行式的接收方式还使该仪器能够完成单电极供电，多电极面积接收。观测方法简单，易操作，测量时间短，自动化程度高，比常规电法仪器的观测效率提高数百倍，数据分辨率高，所以得到的数据真实可靠。可根据不同实验目的完成多电极供电多电极接收的特殊方法研究。该仪器不仅能作为三维电法物理模型教学实验使用，也能作为三维电法勘探的野外观测仪器。