输运特性

摘要： 风力机的运行环境复杂多样,海上盐雾、雨滴、沙尘等(体积分数小于10;)的稀相颗粒流场是当前海、陆风力机经常面临的工作环境,然而风力机运行对稀相颗粒输运特性的影响尚不明晰。该研究采用风洞试验的方法,研究风力机对稀相颗粒输运特性的影响规律。该试验中,风为载流体,沙粒作为惯性颗粒,分别测量了0~100、>100~200、>200~300μm粒径沙尘在距离风轮平面后1d、2d、3d、5d、8d(d代表风轮直径)处的输沙通量分布。研究发现,三组粒径条件下在1d断面位置处风力机的输沙通量随高度增加出现3次先增大后减小的变化,风力机运行改变了沙尘的输运特性,叶尖高度处出现沙尘聚集现象,叶根高度处的输沙通量则被削弱;通过对比三组粒径条件下风力机的阻沙量发现,叶尖位置>100~200μm粒径下风力机的阻沙量最多,0~100μm粒径下风力机的阻沙量次之,>200~300μm粒径下风力机的阻沙量最少,体现了叶尖涡对不同粒径沙尘颗粒的选择性聚集;对比不同断面位置风力机的输沙通量发现,随着输运距离的增加,风力机尾流逐渐恢复,输沙通量也逐渐减小;总体来看,风力机的存在阻碍了沙尘的输运,且对>100~200μm粒径的颗粒阻碍作用最大。该试验结果揭示风力机对风沙输运特性的影响特征并对海上盐雾颗粒输运研究具有借鉴意义。

摘要： 为揭示冲击射流冲击区的紊动能输运特性,利用二维粒子图像测速技术研究了不同雷诺数下冲击区的紊动能平衡。紊动能输运方程的产生项、对流项、紊流扩散项和黏性扩散项由实测的速度场直接计算,并将压力扩散项和耗散项合并为一项作为紊动能输运方程的余项计算。研究得出:(1)对流过程引起的能量传递方向沿时均流场方向。自由射流剪切层内,紊流扩散过程引起的能量传递方向与时均流场方向斜交,黏性扩散过程引起的能量传递方向与时均流场方向垂直。(2)冲击区外层、中间层和内层的紊动能平衡差异很大。(3)冲击区内层紊动能产生项的负值由径向和周向雷诺应力做负功所致,所引起的紊动能损失由压力扩散项补偿。(4)冲击区内径向对流过程携走的能量由轴向对流过程补偿。(5)上述物理过程基本不受雷诺数影响,但各能量平衡项对紊动能的贡献强度受雷诺数影响显著。

摘要： 密封结构失效导致的泄漏故障已成为影响产品使用可靠性和安全性的关键因素之一,因此开展密封失效研究已成为当前的热点和难点。针对接触式密封结构泄漏研究所包含的表面接触问题与密封界面渗流问题两部分内容,介绍了Hertz接触模型、统计学接触模型以及分形接触模型,并对3种经典的接触模型的优缺点进行了评述;梳理了基于分形理论、多孔介质理论以及逾渗理论等3种常见的密封泄漏模型的研究现状。总结了基于人工神经网络、数值仿真计算和格子玻尔兹曼等3种未来可能在密封结构泄漏研究领域出现的研究热点方法,为密封连接系统的设计和密封界面的机械加工提供了理论依据和指导。

摘要： 研究了质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell,PEMEC)阳极流场内的氧气泡运动特性,采用VOF(volume of fluid)方法分析了多孔输运层(porous transport layer,PTL)表面接触角、液态水流速、氧气产生速率及PTL孔径对氧气泡在流道中运动特性的影响.结果表明:PTL处理为亲水性有利于气泡脱离,降低表面气体覆盖率,促进液态水到达催化层;高的液态水流速会减小气泡脱离时间及脱离体积,降低PTL表面气体覆盖率及容积含气率,促进气泡从流道中排出;气体生成速率增大会提高流道容积含气率和PTL表面气体覆盖率,不利于电解池的运行;随PTL孔径增大,气泡脱离体积增大,脱离时间先减小后增加.

摘要： 竖直下降两相流具有与竖直上升两相流不同的相界面结构特征及输运特性.本文对竖直下降管内的气水两相流进行了实验研究,运用微型四头电导探针对7.5、31.5及55.5倍管径横截面处的空泡份额、相界面浓度、气泡直径、气泡频率及气泡速度等相界面结构参数的局部分布进行了测量.分析获得了相界面结构参数的沿程变化规律,并研究了气相表观流速对相界面结构发展的影响及一维相界面结构输运特性.发现竖直下降泡状流的升力指向管中心,导致相界面结构参数基本呈中心峰值分布;气相表观流速的增大会提高空泡份额和相界面浓度分布的峰度;竖直下降两相流在距入口31.5倍管径处基本达到充分发展.

摘要： 针对物理气相传输(PVT)法生长碳化硅(SiC)晶体过程,建立了一个电磁感应、传热传质数值模型来研究SiC晶体生长炉内的磁感应场与热场分布.结果表明:生长炉内磁场分布不均匀;坩埚部分产热率主要集中在坩埚外侧,最大值位于坩埚外侧下部顶角处.其次,坩埚内高温区域分布在粉源位置,低温区域分布在籽晶表面,生长系统轴向温度分布利于碳化硅粉源在高温下的分解升华、气相组分在氩气中的输运及在籽晶处的生长.

摘要： 对nBn势垒型InAsSb/AlAsSb中波红外探测器材料进行了系统深入的理论研究.通过理论计算势垒层的厚度、组分和掺杂等结构参数对器件能带结构、暗电流和光电流的影响,分析了势垒性的温度特性、器件输运特性,揭示了nBn势垒型中波红外探测器高温工作的机制,探索降低器件暗电流的方法.完成nBn势垒型锑化物材料系统的优化设计,为高温工作的锑化物中波红外探测器研制提供理论基础和支持.

摘要： 施加外电场可以提高循环冷却水回收效率,因此研究静电设备内微小液滴的输运特性及其影响因素具有重要的工程意义.采用双向耦合粒子追踪方式,利用k-ε湍流模型并根据动量方程求解速度场下的曳力;采用电流连续性方程和电势泊松方程求解静电场,基于粒子随机入口模型,优化不同粒径电荷数,研究在低雷诺数湍流和电场作用下的液滴输运行为、静电设备电势、电场强度分布和液滴的运行轨迹.结果 表明:液滴粒径越小越容易受到湍流气流影响,滑移距离增加,收集效率降低;随着气流速度降低,液滴在设备内荷电和运行时间增多,滑移距离降低,收集效率增加;入口电势直接影响液滴的饱和电荷数,特别对于粒径较小的液滴,饱和电荷数降低,收集效率越差.因此,提高工作电压、降低收集板间距可以提高整体饱和电荷数,选择合理的气流速度可以提高循环冷却水收集效率.

摘要： Tritium,as an inherent detrimental byproduct of molten salt reactor (MSR),featured with corrosivity and permeability,is one of the most critical problems confining the development of MSR.In this paper,tritium transport characteristics for fluoridesalt-cooled high-temperature reactor (FHR) were analyzed including tritium production rate,graphite absorption,and tritium dissolution in molten salt,corrosion and deposition reactions as well as T2 diffusion,under transients such as unprotected reactivity insertion (URI) accident and unprotected overcooling (UOC) accident.It is found that tritium transport characteristics become much more complicated under transient conditions than steady state,and they are strongly coupled with each other,bringing higher requirements for the performances of the tritium control equipment.Furthermore,the rates of T2 diffusing to the secondary loop both decrease under URI accident and UOC accident,averting the operation of extra safety facilities for tritium control.%氚是熔盐堆运行过程中的固有产物,具有强腐蚀性和渗透性,是限制熔盐堆技术发展的瓶颈问题之一.本文围绕氟盐冷却高温堆(FHR)中氚输运特性在事故工况下的瞬态响应开展研究,主要讨论在无保护反应性引入(URI)及无保护冷却剂入口过冷(UOC)事故下,熔盐堆一回路中的氚产率、石墨吸附量、熔盐溶解量、腐蚀与沉积反应以及氚向二回路的扩散等特性.研究发现,瞬态条件下氚输运特性较稳态时更为复杂多变,呈现出强烈的动态耦合特点,这对氚控设备的性能提出了更高的要求.计算表明,在URI和UOC事故下,氚向二回路的扩散速率均降低,不需投入额外的氚控安全设施.

摘要： 天然多孔介质/岩石内部结构非常复杂,其孔隙的几何形状和大小分布以及连通性对岩石中流体流动及电导率等输运特性有较大影响.研究表明多孔岩石孔隙结构往往具有分形特征,分形几何理论已经被广泛的用于多孔介质的输运性质研究.低渗透/致密油气储层里流体流动机理是提高开采效率的重要研究内容,基于分形技术表征其孔隙微观特征和毛细管束模型,建立其流率及渗透率的标度模型.Archie方程是一种经验的电导率-孔隙度模型,常用于预测多孔岩石的地层因子,在石油勘探领域具有十分重要的作用.但传统的Archie方程对其参数的解释还存在问题,本研究推导了电导率与孔隙介质微结构参数之间的理论关系,并从对传统Archie方程的胶结系数进行分形定义.

摘要： 晶硅铸锭中的铁杂质是少数载流子寿命的致命杀手,能够显著降低太阳能电池效率.本文针对准单晶硅铸锭过程中特殊的铁杂质输运特性建立数值模型,模拟研究了铁杂质在晶体生长过程中的对流、扩散及动态分凝特性,着重分析了铁杂质在种晶/熔体界面及种晶/晶体界面处的扩散能力,揭示了铁杂质在准单晶硅铸锭中的分布规律.为优化控制准单晶硅铸锭中铁杂质的浓度与分布、提高铸锭品质提供了科学参考依据.

摘要： 自从InAs／GaSbⅡ类超晶格概念提出至今,其已经得到了迅速的发展,但目前报道的InAs／GaSbⅡ类超晶格探测器性能与其理论预期还有比较大的差距。为了进一步提高其性能以及最大化的实现其理论优势,仍有许多工作要开展。深入的研究了长波InAs/GaSbⅡ类超晶格材料载流子的输运特性。在此工作中,首先在抛光的GaSb衬底上生长了高质量的本征15MLslnAs/7MLsGaSbⅡ类超晶格材料,其截止波长为14微米。随后，利用机械抛磨和化学腐蚀去掉了导电性良好的GaSb衬底，并且通过变温霍尔方法得到了此外延材料的背景载流子传输特性。在整个测试温度区间(从15k到300k)，此超晶格材料呈现n型导电，其浓度在77k温度时是1.O×1O16/cm3，并拟和得到了高温区的电学激活能。也测得了载流子迁移率随温度的变化曲线，并且利用声子散射，电离杂质散射和界面散射三种散射机理拟和了曲线，通过拟和发现，在此InAs/GaSb二类超晶格中界面散射对载流子的输运有着非常重要的影响，同时计算出了界面的粗糙程度。另外，还制作了15MLsInAs/7MLsGaSb超晶格单元器件，并对在76k下测得的的暗电流曲线进行了拟和，最后对本征超晶格的背景载流子来源做了讨论。

摘要： 选取低密度聚乙烯为基体材料,添加微纳米颗粒制备复合电介质,针对微纳米填料的协同作用对聚乙烯材料的电气性能和微观结构进行探究.结果表明:在一定范围内,添加纳米填料后复合电介质的体电阻率有所上升,材料内部的陷阱能级深度增加;而添加微米材料后复合电介质的导热性能变好但内部的陷阱深度减小.当LDPE中添加10wt％BN和3wt％SiO2时材料具有较深的陷阱能级和良好的导热性能.分析认为,纳米材料良好的界面特性使材料中深陷阱比例增加,从而抑制了空间电荷的移动.微米材料的粒径较大,加入到基体材料后反而会引入缺陷,降低材料的电气性能,但微米材料可以在材料中形成导热通路提升材料的导热性能.

摘要： 运用大涡模拟方法对超临界燃油射流进行模拟研究,结合真实气体状态方程PR对流体的热物性和输运特性进行预测.本文研究对象是正庚烷射入充满空气的超临界环境中,重点考察了跨临界与超临界,环境压力对射流混合特性的影响.计算结果表明,超临界射流由于入口温度较高,初始密度分层较小,射流形成了较短的"液核",且"液核"末端密度和质量分数下降较快,使射流更快的达到自相似区域.此外,超临界射流的界面厚度远大于跨临界射流,表明超临界更加有利于射流与周围气体的混合.随着环境压力的增大,"液核"变短,射流在轴线方向上下降较快,且形成了较短的界面厚度,因此增大环境压力有助于射流的扩散与混合.

摘要： 通过时间分辨发光(TRPL)和温度依赖的电流电压特性研究了分子束外延生长的GaInP电池中的光学性质和载流子输运特性.由于其较低的界面复合GaInP/AlInP异质结比GaInP/AlGaInP的TRPL衰减时间更长.然而,在GaInP电池中,GaInP/AlInP-BSF界面的价带带阶更大,从而在界面处存在较大的势垒,引起串联电阻的增加,阻碍电池效率的提高.P+-AlInP做背场的GaInP电池在低温时I-V曲线呈现S型,这说明大的界面势垒阻碍了多数载流子的输运.低温下的I-V曲线可由电池的I-V和势垒引入的热载流子输运的叠加计算出来.实验表明,背场引起的串联电阻对电池性能有非常重要的影响.

摘要： 准单晶硅铸锭过程中籽晶通常受到铁杂质的污染,影响其可重复使用性.本文针对准单晶硅铸锭过程中特殊的铁杂质输运特性建立数值模型,模拟研究了铁杂质在晶体生长过程中的对流、扩散及动态分凝,揭示了不同保温时间下铸锭及籽晶中铁杂质的分布规律.研究结果表明,保温时间对籽晶中铁杂质污染程度影响不显著,铸锭结束后籽晶中总的铁含量在1014至1015atoms/cm3之间,间隙铁含量约为1012atoms/cm3.本研究为评估一次铸锭后被铁污染的籽晶能否重复使用提供了参考依据。

摘要： 本文用分子动力学模拟的方法研究了水在不同类型的带电纳米管中的输运行为.水在纳米通道中的流动行为与它在宏观系统中的行为有非常大的不同.研究发现:随着电荷量的增加,靠近纳米管壁的水分子的径向密度逐渐增大;纳米管中的水流量不仅跟纳米管表面所带的电荷量有关,而且跟纳米管表面的键长结构也密切相关;管壁电荷对管内水流动性的影响主要集中于管壁附近的区域,由于外层水的屏蔽作用其对内层水的流动性的影响甚微.本文的研究结果将会对纳米流体器件的设计有所启发.

摘要： 超临界CO2流体作为新型的替代性环保流体和工作介质，在化工萃取、能源利用、机械工艺过程等方面都有广泛的应用。从机理上看，在临界点附近的流体流动和热松弛过程因为其物理和输运特性剧烈变化而产生一系列新的现象。本文采用数值方法研究了近临界CO2流体在微通道内由于受热而产生的一系列边界扰动和松弛演化过程。研究表明，近邻界CO2在微通道对流起始过程中会产生由于热边界层快速热膨胀（密度和压力松弛），从而引起主流的涡旋流动。这种不稳定性可以归为开尔文-亥姆霍兹（Kelvin-Helmholtz instability）不稳定性。进一步，研究从理论上初步解释了该种近邻界流体不稳定性的来源和演化过程。

摘要： 墨粉尘是球床式气冷堆的特有问题,其输运和沉积规律对反应堆的运行安全和检修具有重要意义.本文对石墨粉尘在高温气冷堆蒸汽发生器换热管束附近的输运和沉积过程进行了模拟计算和分析.计算中重点考虑了石墨颗粒与管壁间的相互作用并得到了真实粘附概率下的颗粒沉积规律.计算结果表明石墨粉尘在五排换热管上的沉积效率约为0.53％,仅为全粘附假设时的情况的10％左右.粉尘沉积效率随粒径先增大后减小,在5μm附近最大;石墨粉尘的沉积多集中在中后排换热管.

摘要： 本发明公开了一种具有横向传输特性的纳米线晶硅太阳电池的制备方法，利用原子层沉积技术结合化学溶液的方法，在硅纳米线阵列间隙之间填充ZnO纳米棒，在不影响硅纳米线超低反射的情况下，能够增强硅纳米线的横向导通，有助于光生载流子的横向传输和电极对光生载流子的收集，提高纳米线晶硅太阳电池的电池转换效率，降低太阳能电池的生产成本。本发明采用的原料充足，成本较低，工艺简单，有利于规模化生产。

摘要： 一种熔盐堆氚输运特性耦合计算方法，主要步骤如下：1、获取熔盐堆的几何参数、运行参数以及程序计算参数；2、计算石墨对氚的吸附量限值；3、计算堆芯处氚的产生量、石墨吸附量；4、计算热管段处氚对铬的腐蚀量和铬离子的沉积量；5、计算换热器处氚对铬的腐蚀量、铬离子的沉积量和氚气渗透量；6、计算冷管段处氚对铬的腐蚀量和铬离子的沉积量；7、若当前时间等于熔盐堆稳态运行时间，则输出计算结果，否则应返回至第2步，再次计算，直至计算结束。本发明考虑了氚在熔盐堆中的产生、石墨吸附、腐蚀/沉积和渗透等输运特性以及中子辐照对石墨吸附能力的影响，从而可以得出熔盐堆中氚的产生量、吸附量和渗透量，为熔盐堆的辐射防护提供参考。

摘要： 本发明提供基于纳米粒子点阵量子输运特性的振动传感器，包括金属纳米粒子点阵(1)、带有微电极(3)的悬臂梁(2)、基础(4)和质块(5)；其中，纳米粒子点阵(1)制备于悬臂梁(2)表面且位于一对微电极(3)之间；悬臂梁(2)呈现长条状，一端固定于基础(4)上，另一端为自由端；在悬臂梁(2)的自由端附着质块(5)；以金属纳米粒子点阵(1)作为传感器的敏感材料；构成纳米粒子点阵(1)的材料是各种金属，纳米粒子的粒径为1‑500nm，纳米粒子的覆盖率在0.3‑0.99个单层之间。

摘要： 本申请涉及半导体器件领域，公开了拓扑PN结及其制备方法和拓扑量子输运特性的调节方法，拓扑PN结包括衬底、电极、P型区和N型区；所述P型区与一所述电极相接，所述N型区与另一所述电极相接，所述N型区与所述P型区之间形成空间电荷区；所述P型区为P型掺杂的拓扑半导体，所述N型区为N型掺杂的拓扑半导体。本申请提供了一种新型的基于拓扑半导体的拓扑PN结，可以充分利用半导体具有能隙且易于调控的优势，可以有效实现拓扑量子输运特性的单向开启。

摘要： 本发明提供一种P型GaN量子阱器件输运特性的EDA算法、应用及仿真方法，该EDA算法是基于k×p微扰算法建立，对GaN/AlN异质结量子阱的价带子带结构进行仿真，可有效用于仿真GaN/AlN异质结量子阱二维空穴气输运特性，并能够将多种物理效应置于同一框架之下，通过量子力学层面，独立分析多个性质等参数与空穴迁移率之间的微观耦合关系，为提升P型GaN器件的输运特性提供重要的技术基础。

摘要： 本申请公开了一种超高温空气热化学与输运特性建模方法，包括：根据给定温度，确定包含的空气组元；建立每种空气组元内分配函数Zi(int)；构建空气组元之间的基元化学反应体系，设平衡态下第i种空气组元的粒子数密度为ni，列出元素守恒方程和化学反应平衡方程形成封闭方程组；给出空气组元粒子数密度的初始估计值，求解封闭方程组，得到ni；根据ni建立正则配分函数，得到自由能函数：求解自由能函数的偏微分，得到高温空气的H、S、E、Cv、Cp；计算每种空气组元的粘性系数和导热系数随温度和压力的变化，获得高温混合空气的粘性系数和导热系数。可适用于更高温度范围，提升了超高温条件下空气热化学与输运特性计算的准确性。

摘要： 一种拓扑场效应晶体管及其拓扑输运特性的调节方法，该拓扑场效应晶体管包含拓扑半导体作为所述拓扑场效应晶体管的沟道材料。本发明提供的拓扑场效应晶体管及其拓扑输运特性的调节方法，充分利用拓扑半导体的拓扑输运特性和半导体属性相结合的特点，能够实现拓扑场效应晶体管的拓扑输运特性的打开和关闭以及拓扑输运特性的连续变化，原理简单，可调控性强，与现代电子工业兼容，具有实际可行性。

摘要： 一种熔盐堆氚输运特性耦合计算方法，主要步骤如下：1、获取熔盐堆的几何参数、运行参数以及程序计算参数；2、计算石墨对氚的吸附量限值；3、计算堆芯处氚的产生量、石墨吸附量；4、计算热管段处氚对铬的腐蚀量和铬离子的沉积量；5、计算换热器处氚对铬的腐蚀量、铬离子的沉积量和氚气渗透量；6、计算冷管段处氚对铬的腐蚀量和铬离子的沉积量；7、若当前时间等于熔盐堆稳态运行时间，则输出计算结果，否则应返回至第2步，再次计算，直至计算结束。本发明考虑了氚在熔盐堆中的产生、石墨吸附、腐蚀/沉积和渗透等输运特性以及中子辐照对石墨吸附能力的影响，从而可以得出熔盐堆中氚的产生量、吸附量和渗透量，为熔盐堆的辐射防护提供参考。

摘要： 本发明公开了一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置，包括：激光器，扩束镜，电极，直流高压电源，皮安表，温度控制仪，N

摘要： 本实用新型公开了一种金刚石对顶砧高压输运特性检测装置，包括基台与真空罩，所述真空罩的一侧设有抽气头，所述基台的顶部设有环形卡槽，所述真空罩的底端滑动插设在环形卡槽内，所述基台上固定连接有承载座，所述承载座上设有紧固机构，所述真空罩的两侧外壁上均固定连接有对位板，所述对位板的底部固定连接有定位板，该金刚石对顶砧高压输运特性检测装置，通过将样品放置在承载座上，利用紧固机构实现对其固定，有效避免检测过程中样品位置的偏移，真空罩通过对位板底部上的定位板插入到支撑板实现组装对位，利用卡接机构实现与基台之间的组装整体拆装方便，稳定性更高。