热化学非平衡流动红外辐射计算分析

首先通过求解热化学非平衡N-S方程的数值模拟方法,获得高焓风洞钝锥体模型的绕流及近尾的高温流场参数.然后从辐射传输方程出发,采用带辐射模型,并利用所获得的流场参数,计算分析了高温流场在λ=3μm-6μm红外波段的辐射,计算和测量结果具有较好的一致性.该项研究为今后进一步研究高温非平衡气体辐射特性奠定了基础.     

时空守恒元和解元方法的爆震波一维数值模拟

运用基元化学反应模型和流体力学的基本原理，建立了脉冲爆震发动机一维非定常反应流数学模型。应用一种改进的时空守恒元和解元(CESE)方法建立控制方程的差分格式，针对化学反应源项的刚性问题，在对非线性源项进行线性化处理的基础上，应用隐式梯形方法实现源项的积分。对氢氧爆震波的形成和传播过程进行数值计算，结果表明，应用CESE方法和基元化学反应模型能够成功地模拟氢氧爆震波的精细结构。     

除冰液对道面混凝土的影响及保护剂防护效果

通过冻融和化学侵蚀试验，研究了NW-056A机场道面除冰液对道面水混混凝土耐久性的影响以及在道面除冰液环境下两种新型混凝土保护剂的防护效果。结果表明：①混凝土在道面除冰液中冻融后表面无明显剥落现象，相对动弹模损失率比在水中小很多，道面除冰液延缓了混凝土的冻融破坏：②混凝土在道面除冰液常温浸泡下表面无剥蚀现象，但强度比在水中降低很多，因此存在化学腐蚀．且主要表现为对混凝土内部结构的缓慢损伤；（④两种新型混凝土保护剂均对预防混凝土的冻融破坏以及除冰液环境下的腐蚀破坏起到一定作用，涂刷混凝土保护剂是提高混凝土道面耐久性的有效方法。     

船舶柴油机黑炭排放研究现状与展望

为进一步加强对船舶柴油机黑炭排放生成机理和特性的理解,探索有效的黑炭检测方法和排放控制技术,本文回顾有关船舶排放政策、黑炭定义、生成机理、理化特性、采样和测试以及控制技术等研究进展。指出加强包括火焰内颗粒形成与氧化机制以及润滑油的影响等船舶黑炭排放生成机理研究的必要性。论述船舶黑炭颗粒微观形貌、纳观结构、表面官能团、氧化活性、粒径尺寸、化学成分、元素组成等理化特性及影响。归纳黑炭排放测试与控制技术,建议结合多种检测方法,解决黑炭测试结果的不确定性问题。提倡借鉴车用柴油机成功经验,促进燃料、燃烧和尾气后处理技术的协同进步,实现船舶柴油机黑炭排放的有效控制。     

渗碳零件表面碳浓度精确控制的探讨

通过对６种常用渗碳材料在９３０℃下进行渗碳试验,建立了表面碳浓度控制模型,渗碳时间延长时,表面碳浓度按抛物线规律上升。钢种、碳势不同,表面碳浓度也不同,研究了表面碳浓度与炉气碳势达到的渗碳平衡时间。     

热铁盘法高速抛光CVD金刚石

利用高速热铁盘抛光设备对化学气相沉积(CVD,Chemical Vapor Deposition)金刚石进行抛光,分别进行温度、转速、压力以及抛光时间的实验.采用光学天平对抛光前后金刚石称重对比,采用工具显微镜和原子力显微镜对抛光后表面进行研究.结果表明:较高的抛光速度对提高表面质量以及抛光效率均比较有利.在抛光温度850 ℃,速度164 mm/s,压力24.892 N的条件下,抛光120 min后,金刚石表面的粗糙度由原来的R_a=9.67 μm下降到R_a=0.016 μm.原子力显微镜显示,抛光表面存在少数高度在60~70 nm之间的突峰,其高度是普通峰高的2~3倍,且峰的形状呈现出一定的方向性.这种表面微观规律与抛光时采用的直压式运动方式有关.      

稀释气体流量对低压化学气相沉积硼掺碳涂层的影响

以BCl3-C3H6-H2为气相反应体系,采用低压化学气相沉积制备硼掺碳涂层.研究了Ar气稀释流量对硼掺碳涂层沉积速度、形貌、组成和键合状态的影响.结果表明,不同稀释气体流量作用下,硼掺碳的沉积速度没有明显变化,产物形貌由致密向层状转变,硼元素含量稍有减少而碳元素含量稍有增加.沉积产物中B元素的键合方式以B-sub-C和BC2O为主.结合化学反应和气体扩散,探讨了稀释气体的作用机制,表明PyC形成反应的主导作用导致稀释气体流量对沉积速度作用不明显,而BCl3和C3H6在Ar气中扩散系数的差异导致产物形貌和组成发生变化.     

On initial steps of chemical prebiotic evolution: Triggering autocatalytic reaction of oligomerization

Searching for extraterrestrial life attracts more and more attention. However this searching hardly can be effective without sufficiently universal concept of life origin, which incidentally tackles a problem of origin of life on the Earth. A concept of initial stages of life origin is stated in the paper. The concept eliminates key difficulties in the problem of life origin, and allows experimental verification of it. According to the concept the predecessor of living beings has to be sufficiently simple to provide non-zero probability of self-assembling during short (in geological or cosmic scale) time. In addition the predecessor has to be capable of autocatalysis, and further complication (evolution). A possible scenario of initial stage of life origin, which can be realized both on other planets, and inside experimental facility is considered. In the scope of the scenario a theoretical model of multivariate oligomeric autocatalyst is presented. Results of computer simulation of two versions of oligomeric autocatalytic reactions are presented. It is shown that the contribution of monomer activation reaction is essential, and in some cases autocatalysis in polymerizing reaction can be achieved without catalyzing proper monomer binding reaction.     

Comets and Chemical Composition

It is commonly believed that comets are made of primordial material. As a consequence, they can reveal more information about the origin of our solar system. To interpret the coma composition measurements of comet Churyumov–Gerasimenko that will be collected by the Rosetta mission, models of the coma chemistry have to be constructed. However, programming the chemistry of a cometary coma is extremely complex due to the large number of species and reactions involved. Moreover, such a program needs to be very flexible as one may want to extend, change, or update the set of species, reactions, and reaction rates. Therefore, we developed software to manage a database of species and reactions and to generate code automatically to compute source/loss balances. This database includes the data from the UMIST database and the ion–molecule reactions collected by V.G. Anicich. To use all these databases together, a lot of practical problems need to be solved, but the result is an enormous source of information about chemical reactions that can be used in chemical models, not only for comets but also for other applications.     

用准稳态方法建立碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型

基于“准稳态”方法建立了一套碳氢燃料点火燃烧的化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK,并从甲烷点火燃烧的GRI2.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含16个组分12步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火燃烧的详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含25个组分21步总包反应形式的简化化学反应动力学模型。通过其计算结果与CARM软件导出简化模型的计算结果和典型激波管试验结果的对比可以看出,本文简化得到的简化反应动力学模型能较为有效地再现详细基元反应模型的反应机理,简化模型的计算精度与CARM软件导出简化模型的计算精度相当。与详细基元反应动力学模型相比,简化模型有效地减少了反应组分,在工程计算中有比较好的应用前景。