【摘 要】
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对感应耦合等离子(inductively coupled plasma,ICP)加热器内能量转化过程与分布规律、 流动特性的研究和认识能够为高频等离子加热器的设计提供理论指导,同时能够为加热器向大功率、多介质、广适用方向的发展提供支撑.基于二维轴对称、层流流动和局部热力学平衡等假设条件,利用COMSOL对百千瓦级Ar介质柱状ICP加热器进行了磁场、流体传热和层流3个物理场的耦合计算,得到等离子加热器内的温度场、能量分布和流场,并对能量转化、热量传递和流动过程进行了分析.同时,通过与光谱法测量得到温度进行对
【机 构】
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中国航天空气动力技术研究院电弧等离子体应用装备北京市重点实验室,北京100074
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对感应耦合等离子(inductively coupled plasma,ICP)加热器内能量转化过程与分布规律、 流动特性的研究和认识能够为高频等离子加热器的设计提供理论指导,同时能够为加热器向大功率、多介质、广适用方向的发展提供支撑.基于二维轴对称、层流流动和局部热力学平衡等假设条件,利用COMSOL对百千瓦级Ar介质柱状ICP加热器进行了磁场、流体传热和层流3个物理场的耦合计算,得到等离子加热器内的温度场、能量分布和流场,并对能量转化、热量传递和流动过程进行了分析.同时,通过与光谱法测量得到温度进行对比,数值模拟模型建立的合理性得到验证.研究结果发现:由于趋肤效应,高频感应耦合等离子加热器内最高温度区域对称分布在感应线圈覆盖区距外石英管一定距离处,中心区域温度略低.加热器下游中心及出口一定范围内为高温区且温度均匀,之后向两侧温度不断降低.加热器内气流高速区在最底匝线圈及其下游的中心区域,加热器上部存在回流区.
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为探究大迎角时边条翼前缘后掠角对钝头细长旋成体导弹绕流特性的影响,开展了模型表面测压和粒子图像测速的风洞实验,研究了亚临界Reynolds数Re=150000、迎角α=50°条件下不同前缘后掠角固定边条翼的钝头细长旋成体非对称绕流特性.结果表明,在边条翼上游区,后掠角增大使边条涡涡位更靠近前体物面且对称性更好,导致前体物面的压力分布更对称,截面侧向力减小;在边条翼区,后掠角增大加强了边条涡对前体非对称涡系的诱导作用;在边条翼下游区,后掠角增大减弱了边条涡对旋成体非对称涡系的诱导作用,加剧了旋成体物面的压力
为了适应气候变化,中国作为世界上产生碳排放最多的国家,正在从多方面制定减少碳排放的计划,并提出了2060年实现碳中和的目标.随着贸易全球化,全球其他国家消费的排放越来越多地在中国生产.国家间的贸易条件受政策影响很大,关税的高低会导致商品的贸易出现变化,进而导致进出口商品包含排放的变化.本文结合中美两国的贸易冲突,对中美两国加征关税后的贸易变化进行模拟,结合全球贸易分析模型的结果与投入产出分析法,定量地研究了关税变动后中国进出口隐含排放的变化.研究发现,在中美加征关税后,中美两国的贸易量大幅减少,并导致两国
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利用2018—2020近三年青海河湟谷地低涡切变影响下强降水天气个例地面观测、NCEP 1°×1°再分析、FY-2G云图相当黑体亮温温度、模式及雷达拼图等资料,对比分析相同环流背景影响下不同类型强降水环境条件和成因差异,以及初步评估模式预报能力.结果表明:伴有雷暴、冰雹、雷暴大风等混合性强降水天气称为强降水Ⅰ型,以纯短时强降水为主的强降水天气称为强降水Ⅱ型.低涡切变是两种类型强降水的影响系统,强降水Ⅰ型400～300 hPa高空冷平流入侵促使低涡切变系统加强东移,地面冷锋发展在河湟谷地形成锢囚锋.强降水Ⅱ
针对自主设计的等离子体发生器,通过实验分析了常压下等离子热射流形态的发展状况,并对常压下的空气放电特性进行了数值模拟,以等离子发生器为原型,将等离子电弧的电场、磁场、温度场以及速度场进行了直接耦合计算,得到了等离子体电弧的速度场和温度场的分布情况.针对不同间隙对放电结果的影响进行了分析,结果表明,放电间隙由1.5 mm增大到3.5 mm时,热射流速度由41.5 m/s增大到62.4 m/s,温度由3650 K降低到1960 K.当间隙过窄时,温度过高将会烧蚀电极,影响电极使用寿命.
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