一、“飞行金属”——铝（论文文献综述）
路逸尘[1]（2021）在《仿羽轴泡沫铝填充铝合金复合管的设计与制备》文中研究表明航空航天领域对于结构件轻质高强的要求越来越高,仅仅依靠材料改性已难以满足需求。鸟类作为自然界中优秀的飞行者,其羽轴由强韧的皮层与泡沫状的髓质组成,这种复合结构完美地实现了轻质与强韧的结合。通过对羽轴复合结构进行仿生,采用合适的材料,制备出复合结构件将可以满足航空航天发展需求。本文通过二维显微观察与三维模型重构,对雀鹰飞羽羽轴的结构进行定量分析,并且测定了羽轴的轴向压缩性能与皮层的拉伸性能,分析了羽轴结构与力学性能之间的联系。基于羽轴结构与性能的分析,以铝合金管与泡沫铝为结构组元,设计出泡沫铝填充复合管,并探索了一种液态成形法制备工艺,在此基础上,研究了复合管中不同界面结合方式对轴向压缩性能的影响。研究结果表明,从羽根到羽梢,羽轴的截面形状由近圆形变为类矩形,羽根仅由皮层组成,羽中和羽梢则由孔隙率为59%的泡沫状髓质填充于皮层中,占总体积的69%-72%。髓质中的单胞腔室为等效直径约30 μm的十面体与十二面体,并且腔室内壁由交错纤维编织而成。泡沫状的髓质与腔室内壁的小孔均极大程度地降低了羽轴的重量,满足了轻质的需求。通过对羽轴力学性能的分析表明,泡沫状髓质的存在提升了羽轴的抗压失稳性能,皮层与髓质的相互作用可使羽中和羽梢的实测强度比线性叠加计算强度分别高77%和141%,同时髓质的多面体腔室有助于载荷的分散。此外,羽轴的皮层纤维排列具有各向异性,随着从羽根背部到羽梢背部的纤维逐渐趋于轴向一致,抗拉强度与杨氏模量逐渐增加,断裂方式由曲折断裂变为V字形断裂,而羽中和羽梢的侧部为交错的纤维,受载下的断裂形式为平面断裂,抗拉强度显着下降。基于羽轴的分析,选择密度为0.4 g/cm3的闭孔泡沫铝作为仿羽轴复合管的内芯,7075铝合金与ZL205A铝合金为外层管壁,通过改变浇铸模型、浇铸温度等工艺因素,探索出底铸卧式石墨铸型浇铸工艺,在710℃下可制备充型完整的泡沫铝填充复合管,并且外壁金属具有均匀的力学性能。复合管在压缩性能上与羽轴相似,填充泡沫铝后强度得到明显提高,并与界面结合强度呈正相关关系,表现为冶金结合复合管的强度高于胶粘配合复合管,间隙配合复合管的压缩强度最低。T6态冶金结合复合管的压缩强度在T6态7075空管与ZL205A空管的压缩强度基础上分别提高了15.6%和20%。冶金结合界面对于轴向压缩性能的提高主要来自于泡沫铝与管壁的相互作用,体现在:（ⅰ）泡沫铝分散载荷的作用;（ⅱ）泡沫铝与金属管相互限制变形;（ⅲ）金属管内壁部分渗入到泡沫铝孔隙,在轴向上对泡沫铝形成支撑;（ⅳ）冶金结合的方式在一定程度上增加了管壁厚度。
李蕊[2]（2021）在《纯硼团簇和铝羰基阳离子团簇的理论化学与气相谱学研究》文中研究指明硼元素的缺电子性质使硼及其化合物表现出非比寻常的结构和与众不同的化学性质。过去近三十年的气相谱学实验结合量子化学理论计算研究发现裸硼团簇在很大尺寸范围内都呈现出二维平面或准平面构型。硼团簇和低维硼基纳米体系可视为由B3三角形结构单元和硼双链组成。B3环的存在与硼本身缺电子性质相吻合,容易形成离域键,通常被认为具有芳香性。同一个硼团簇中不同的三角形位点从物理上（或几何上）很难区分异同,但在化学上是否具有芳香性、反芳香性或非芳香性等完全不同的性质?硼团簇也可视为由一个或多个内部原子和多个外部原子形成,所有外围硼原子之间依靠经典的二中心二电子（2c-2e）定域键成键,而硼的缺电子性使内部原子主要形成离域键。二维硼团簇存在离域π和σ两种成键方式,由此引出多重芳香性的概念。大多数硼团簇可以作为多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的全硼类似物,但是否每个二维平面硼团簇都具有芳香性?本学位论文应用量子化学理论计算方法,选取文献中实验制备并表征的二维平面硼团簇,深入分析其成键特征和芳香性,阐明硼团簇成键本质的若干基础科学问题;使用Wiberg键级变化值（ΔWBI）作为一种判断二维平面硼团簇是否具有动力学结构流变性的半定量度量方式;并对已通过理论搜索得到的B50团簇全局极小结构（global minimum,GM）进行详细成键分析和多环芳烃化学成键类比。采用红外光解离谱学实验方法,制备并表征铝羰基配合物阳离子,得到其质谱和红外光谱信息,同时结合理论计算和谱学模拟确认其结构并分析电子特性与成键性质。本论文研究内容分为以下部分:1.平面Wankel引擎B-19团簇:四重π/σ芳香性及动力学流变性质新见解。根据正则分子轨道（canonical molecular orbital,CMO）分析和适配性自然密度划分（adaptive natural density partitioning,Ad NDP）分析,并辅以自然键轨道（natural bond orbital,NBO）分析和轨道成分数据,建立和提出平面Wankel引擎B-19团簇体系新的成键模式。所有理论化学数据表明,B-19团簇具有同心四重π/σ芳香性,内部（2π+6σ）子体系和外部（10π+14σ）子体系在空间上彼此分离,四个π/σ子体系本质上都呈现离域性,均符合单重态Hückel（4n+2）芳香性规则。分子平面内转动的B-19团簇结构演变程度非常小,径向B-B键从GM到过渡态（transition state,TS）过渡时,Wiberg键级（Wiberg bond index,WBI）的变化值（ΔWBI）非常细微且均匀,这是体系具有超低甚至可忽略流变能垒的成键基础,也为该体系的动力学流变性质提供了一种半定量度量方式。2.硼团簇都是芳香性的吗?岛状或全局π反芳香性硼团簇。人们通常认为或者默认所有二维平面/准平面硼团簇都具有很强的芳香性。但事实上这仍是硼化学中一个存在争议的基础问题。本工作选定D2h B62-、C2h B282-、C2v B-29三个团簇作为反例为二维硼团簇的全局/岛状π反芳香性提供理论化学证据。对团簇的化学成键分析是基于正则分子轨道（CMO）、适配性自然密度划分（Ad NDP）、电子定域化函数（electron localization function,ELF）及定域分子轨道（localized molecular orbital,LMO）等分析方法共同完成。所有分析方法相辅相成,呈现的结果高度一致且相互吻合。利用团簇中选定某些点的核独立化学位移（nucleus independent chemical shift,NICS）计算结果作为区分团簇π芳香性、反芳香性和非芳香性的定量证据。有趣的是,同一个硼团簇中不同的三角形位点尽管物理上很难区分异同,但化学上竟然可以有芳香性、反芳香性或非芳香性等完全不同的性质。此现象可以用硼团簇对应的碳氢化合物或多环芳烃有机类似物来辅助理解。确实,即使是完美的片状硼团簇也很容易转换成为类多环芳烃体系。本项工作为二维平面硼团簇的全局/岛状π芳香性提供了反例。3.碗状B36团簇:双重π芳香性重新分析及六元孔洞倾向于中心位置的物理化学机制。包含中心六元孔洞的碗状C6v B36团簇可被视为低维硼基纳米体系的理想分子模型。通过正则分子轨道和适配性自然密度划分方法对该团簇进行详细的成键分析,并结合自然键轨道分析和轨道成分分析进一步辅助说明。以上所有计算数据为B36团簇建立了同心双重π芳香性的成键图像,其中内部6π和外部18π电子计数均符合（4n+2）Hückel规则。更新后的成键图像与该体系已报道研究结果有所不同。同时还提出B36团簇的有机类似物—晕苯C24H12新的成键方案。不论六元孔洞如何迁移,B36团簇的同心双重π芳香性都存在且分布不随孔洞位置变化而变化,但孔洞位置的迁移会影响体系自身能量与稳定性。换言之,六元孔洞的存在使其相应位置π/σ轨道能量升高,导致其不稳定;当孔洞位于中心位置时影响相应π/σ轨道的数目最少,从而使含中心六元孔洞的C6v碗状B36团簇成为该体系的全局极小结构。4.碗状B50团簇:双重π芳香性及与碳氢化合物之类比。由于硼的缺电子性,准平面碗状B50团簇中的化学成键有趣且复杂。通过正则分子轨道和适配性自然密度划分两种方法提供成键分析,进一步借助自然键轨道分析、轨道成分分析和核独立化学位移计算加以辅助分析。所有的计算数据一致地建立了B50团簇内部10π和外部22π电子的同心双重π芳香性的成键图像,其中计数均符合（4n+2）Hückel规则。同时还研究多环芳烃—卵苯C32H14的成键方案,发现B50团簇与卵苯在π/σ两方面成键均类似,可称之为C32H14的无机类似物。本体系的成键图像与前文碗状C6v B36团簇极为相似,暗示同心双重π芳香性可能是平面硼团簇的一个普遍概念,有望进一步拓展至另外的平面硼团簇。5.铝羰基Al（CO）+n（n≤5）阳离子团簇红外光解离谱学。使用气相红外光解离谱学实验和密度泛函理论（density functional theory,DFT）计算结合的方式制备和表征铝羰基配合物阳离子Al（CO）+n（n≤5）团簇的振动谱学、结构、电子性质及化学成键等特征。气相质谱实验显示铝羰基阳离子n=3时强度最强,暗示该团簇具有高稳定性。通过气相红外光解离实验表征也可确定Al（CO）+3为其核结构,多余的CO配体则通过范德华作用与内核连接,核内3个强相互作用的CO和多余弱吸附作用的CO伸缩振动模式均得以表征。理论结果表明,类似于过渡金属羰基配合物的σ给予-π反馈配位键在成键中起着重要作用。
薛瑞峰[3]（2021）在《Ni/Al反应材料聚能粒子流能量释放特性研究》文中研究指明Ni/Al作为一种新型反应材料,在受到强烈冲击作用下会被诱发发生化学反应并释放大量能量。Ni/Al反应材料由于具有较高的密度和较大的能量释放能力,作为药型罩有望实现高穿深和大孔径,然而其在成型和飞行过程中的的能量释放特性尚不明确。本文通过实验和数值模拟技术相结合的方式,对Ni/Al反应材料药型罩在炸药爆轰作用下的聚能粒子流形态、速度和能量释放进行了研究。主要研究内容和结论如下:利用冷压成型技术制备了三种不同配方(n Ni:n Al=2:1、n Ni:n Al=1:1和n Ni:n Al=1:2)的Ni/Al反应材料药型罩,其中Ni粉和Al粉的颗粒尺寸分别为0-250目和80-200目,采用扫描电镜（SEM）技术对药型罩的断面进行了观察,结果表明颗粒分布较为均匀且较小的Ni颗粒填充在Al颗粒周围;通过测量不同配比药型罩的质量、真实密度、壁厚和孔隙率等参数,发现相同配方的药型罩一致性较好,能满足实验要求。通过连续准密闭压力容器对聚能粒子流在密封舱内的能量释放行为进行了研究,结果表明:n Ni:n Al=2:1的反应材料释能最多,为23.12k J,而n Ni:n Al=1:1的反应材料在前级密封舱内释放的能量最多且反应效率最高,为57.4%;聚能粒子流对飞机燃油箱的毁伤增强实验结果表明:惰性铜和Ni/Al反应材料药型罩在穿透油箱时均会引燃3#航空煤油,但Ni/Al反应材料对燃油箱造成更严重的破坏。通过万能试验机测试了三种配方Ni/Al反应材料的力学性能,从而得到不同配方材料的应力-应变曲线。并采用LS-DYNA数值模拟软件模拟了铜材料和三种配方Ni/Al反应材料药型罩所形成聚能粒子流的形态和速度,结果表明:Ni/Al材料聚能粒子流连续性较Cu差,但粒子流头部速度较Cu更高,整体表现为随着药型罩密度增大,聚能粒子流头部速度降低。
郭伟[4]（2020）在《激光冲击片换能元设计及能量传递规律研究》文中研究表明作为武器系统的始发做功元件,火工品的安全性和可靠性直接关系着弹药系统能否正常做功。激光火工品能够适应复杂电磁环境,是未来安全起爆技术的一个重要发展方向。激光冲击片起爆器件（Laser-driven Flyer Plate Initiator system,LFPIs）为激光火工品的一种起爆方式,其特点在于激光能量作为初始能源,通过高速飞片的撞击实现钝感装药爆轰,具有全钝感装药、起爆精度高、起爆威力大等优点。但是目前在应用过程中尚存在冲击片换能效率低、飞片撞击效果差、起爆阈值较高等问题。因此研究激光与冲击片换能元能量释放和传递机理,构建高换能效率的冲击片换能元,最终降低激光冲击片起爆的能量阈值,是激光驱动冲击片起爆技术目前亟待解决的问题。本文基于实验及理论分析构建了几种结构优化的复合冲击片换能元（Multilayer flyer energy conversion elements,MFECEs）,并且研究了脉冲激光（1064nm,6.5ns）的吸收转化规律、能量释放特性以及等离子体膨胀冲击作用,获得了复合冲击片换能元能量输出特性。此外,开展了HNS-IV和B/KNO3/PF的冲击解离机制和激光冲击片起爆器发火性能研究,获得了激光冲击片起爆器的发火特性与冲击起爆机理。主要研究内容及成果如下:（1）基于时域有限差分（Finite Difference Time Domain,FDTD）对薄膜结构的光学特性进行理论分析,发现六层交替结构的含能薄膜具有较好的激光吸收率,而单层Al薄膜的吸光性能较差。通过Lawrence-Gurney理论分析计算得到适用于三层结构（烧蚀层、绝热层、飞片层）的复合冲击片厚度设计方法,计算结果表明在300J/cm2激光能量范围内Al烧蚀层的厚度不大于900nm;单层Al结构的冲击片总厚度与宽声比R值有关:R=1时,冲击片总厚度最大不应大于8.19μm,最小应不小于烧蚀层的理论最大厚度900nm（R～9）,Al2O3绝热层的加入将会使得冲击片抗冲击破坏的能力变强。为了提高烧蚀层能量转换效率,将含能体系引入到复合冲击片的烧蚀层,通过理论分析揭示薄膜结构的反应特性,为复合冲击片含能烧蚀层结构的设计提供依据。基于吉布斯自由能最小原理分析Ti O2/Al、Mn O2/Al、Cu O/Al三种铝热体系和单层Al的平衡反应进程,结果表明Ti O2/Al在高温作用下先熔化,然后发生铝热反应,Mn O2/Al和Cu O/Al中氧化物发生分解并随着温度的升高发生铝热反应。三种铝热体系反应过程中都包含丰富的中间态产物,Mn O2/Al的分解进程对等离子体的增强作用最有利;Al薄膜的热力学平衡仅包含熔化、汽化过程。以R=2时薄膜总厚度为4.0μm为基准,采用磁控溅射技术制备得到的薄膜结构纯度高、质量好,并且紧密无间隙,从而提高薄膜体系的化学均匀性。（2）采用一维升温模型模拟薄膜激光烧蚀过程的温度变化,发现薄膜吸收激光能量转换为热量的同时在被辐照区域产生一个高温脉冲,热量在短时间内向材料内部扩散使得薄膜内部温度升高;通过传热作用对材料进行烧蚀、汽化,形成高温等离子体冲击波。激光烧蚀实验对薄膜烧蚀特性进行研究,结果表明由于含能薄膜反应包含了铝热化学反应,使得Ti O2/Al、Mn O2/Al、Cu O/Al三种铝热含能薄膜的烧蚀反应面积较单层Al薄膜的大,其中（Ti O2/Al）Ⅲ、（Mn O2/Al）Ⅲ、（Cu O/Al）Ⅲ的激光烧蚀性能最优,烧蚀反应面积最大,扩散反应发生的最为剧烈。热分析结果表明,铝热含能薄膜体系的多层结构对放热反应具有一定的调控作用,层厚减小到纳米尺度（66nm）,降低了铝热薄膜的放热反应峰值温度（平均降低了49.8℃）,但是由于预混层的增加使得含能薄膜体系的放热量减小（平均减小了301.0J/g）。（3）基于扩散反应点火温度模型和激光热平衡烧蚀理论,推导出适用于铝热含能薄膜体系的激光诱导反应温度模型,结合含能薄膜体系活化能,通过数值计算获得了含能薄膜反应体系在激光作用下的点火温度。计算表明在铝热含能薄膜总厚度一定的情况下,随着薄膜层数的增加,含能体系的点火温度降低,三种含能体系中（Mn O2/Al）Ⅲ的激光点火温度最低,说明（Mn O2/Al）Ⅲ具有最优的激光烧蚀反应性能。反应模型为评估含能薄膜在激光冲击片中的反应性以及能量释放特性提供了有效方法。（4）建立了二维温度耦合模型,通过理论计算得出激光等离子体的扩散在深度方向大于直径方向。探索了等离子体的成长和湮灭过程,实验结果表明单层Al薄膜的等离子体成长持续时间约为200ns,从200ns开始薄膜等离子体开始湮灭,至700ns时,等离子体几乎完全湮灭。通过实验和理论分析得到100m J脉冲激光能量范围内最优化的三层冲击片结构为Al/Al2O3/Al（416.6nm/291.4nm/3046.6nm）,冲击片的总厚度为3754.6nm。飞片的烧蚀解离机制分为两种:单层Al冲击片体系的烧蚀解离机制可以归纳为激光驱动-飞片边缘熔融/中心烧蚀熔融-飞片破碎分离,Al/Al2O3/Al冲击片体系的烧蚀解离机理可以归纳为激光驱动-飞片边缘缓慢熔融-较完整飞行。对于含能冲击片换能元,（Mn O2/Al）Ⅲ/Al2O3/Al获得的飞片最终速度最高,其能量耦合效率提高到了40.68%。（5）开展亚微米HNS-IV（六硝基茋IV型）炸药和B/KNO3/PF（硼/硝酸钾/酚醛树脂）点火药的冲击解离机理研究,结果发现冲击解离机制和激光烧蚀解离机制存在不同。激光烧蚀解离时,激光能量以热的形式被药剂吸收,冲击片冲击解离时,激光能量以飞片的冲击压力和冲击持续时间的形式（Pnτ）输入到药剂端面,造成了两种解离机制的不同。激光冲击片起爆器对密度在1.58g/cm3～1.62g/cm3范围内的HNS-Ⅳ的最小发火激光能量密度为12.14J/cm2,对B/KNO3/PF（密度1.58g/cm3～1.62g/cm3）点火药的最小发火激光能量密度为4.78 J/cm2。HNS-Ⅳ炸药的冲击起爆机理主要包括炸药颗粒剪切摩擦、气泡空洞的绝热压缩以及冲击坍塌等起爆机制。通过Lee-Taver三项式点火与增长反应模型模拟含能冲击片冲击起爆过程,较为直观地观测到HNS-IV药柱内的爆轰成长及传播过程。通过数值模拟,有效地弥补了激光冲击起爆实验研究的不足。
陈冰虹[5]（2020）在《Al/JP-10纳米流体型燃料制备与两相耦合燃烧机理研究》文中指出燃料热值是制约新型飞行器性能的重要因素。通过将纳米铝颗粒加入液体燃料中,制成含铝纳米流体型燃料,能有效提高所得两相燃料的体积能量密度。为深化对该类新型含铝纳米流体型燃料制备方法及能量释放特性的认识,本文采用实验与理论分析相结合的方法,对Al/JP-10纳米流体型燃料的制备及两相耦合燃烧特性进行研究,以期对该类燃料的实际工程应用提供理论参考和技术支撑。对Al/JP-10纳米流体型燃料的流变性及稳定性进行测试分析,探究表面活性剂类型及制备方式对该类燃料分散特性的影响规律,筛选出油酸作为最佳添加剂。为明确油酸对纳米铝的改性效果与作用机制,采用SEM、FTIR等多种现代化分析测试手段与ReaxFF分子动力学模拟方法相结合的方式,对油酸在纳米铝颗粒表面的吸附层特性及吸附机理进行研究。发现油酸分子能通过其羧基端与纳米铝颗粒表面进行化学反应形成稳定吸附层。当油酸浓度较低时,油酸产生单层化学吸附层,厚度约为1.55nm左右;当油酸浓度较高时,油酸分子会在化学吸附层外形成物理吸附层,产生化学-物理双层吸附结构。采用CO2激光点火试验台对Al/JP-10纳米流体型燃料液滴的点火燃烧特性及团块演变机制进行研究,发现其燃烧过程存在明显的阶段性分布特征,液相燃料的蒸发燃烧发生在前期,而固相铝颗粒则主要在后期以团块燃烧的形式释放能量。随着碳氢燃料的蒸发燃烧,铝颗粒会发生团聚形成壳层结构,阻碍氧气向内扩散,从而导致内部铝颗粒燃烧不完全问题,且随着固含量的提高,该问题愈加严重。通过调整环境氧分压能有效改善燃料的燃烧不完全问题。提高环境氧分压能有效提高液相燃料及纳米铝颗粒的燃烧效率,且对固相铝颗粒的促燃效果更为明显。在高氧浓度下,固相铝团块的燃烧强度明显加强,团块燃烧过程出现铝团块的熔融及爆燃现象,使得燃烧产物表现为光滑的氧化铝致密结构。引入氧化剂AP作为纳米铝颗粒的表面包覆材料,为液滴提供局部供氧,从而提高整体燃烧效率。研究发现,采用重结晶法制备的包覆效率为60%左右。随着AP包覆量的提高,液滴中铝颗粒和碳氢燃料的燃烧效率提高。AP在燃烧过程中会发生低温和高温分解,为碳氢燃料和铝团块燃烧进行局部供氧,并产生大量气体产物冲破团块结构,从而促进铝颗粒的氧化燃烧。在实验研究的基础上,结合碳氢燃料蒸发燃烧及铝颗粒燃烧机制,建立非稳态两相耦合点火燃烧模型,并利用Matlab进行数值计算,获得不同加热温度、固含量、液滴直径下,该类燃料液滴的点火燃烧参数,所得计算结果与实验结果吻合度较好,能对Al/JP-10燃料的点火燃烧特性进行有效预测。
阮巍[6]（2020）在《防护方式对碳纤维复合材料雷击损伤的影响》文中研究说明运用在飞行器外表面的碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP）,其表层通常会有一层雷击防护层,较为常见的如火焰喷涂铝和金属铜网。该雷击防护层的电导率远高于碳纤维材料本身,当雷击时,防护层代替碳纤维材料进行传导雷电流,从而保护导电率低下的碳纤维材料本身。不同的防护方式具有不同的防护特性,且对于重量的影响也不一样,一般金属网状结构比金属涂层重量更轻,两者的防护性能也存在一定差异。本文首先对一种相同铺层方向的铜网防护和无防护的碳纤维复合材料试验件注入非标准的低峰值脉冲电流,通过试验和仿真的方式对比分析电流注入下有防护、无防护碳纤维复合材料和金属铝板的电流分布情况。采用标准规定的飞机雷电2A区组合雷电流分量对无防护、火焰喷涂铝和金属铜网防护方式下的碳纤维复合材料进行雷击损伤试验,并根据损伤形貌特点和无损探伤结果进行分析。最后,通过COMSOL有限元仿真软件,建立电-热耦合分析模型,研究2A区组合分量注入下,不同防护方式下碳纤维复合材料的电流密度、温度场分布。主要结论如下:（1）当雷电流附着在无防护碳纤维复合材料层合板上时,表面的电流分布情况主要和最外层的碳纤维铺层方向有关,其电流密度呈沿着纤维铺层方向集中。当采用铜网防护后,碳纤维复合材料表面的电流分布相较于无防护时均匀,且流经厚度方向上的电流幅值也远小于无防护碳纤维复合材料。（2）在雷电2A区下,无防护碳纤维复合材料层合板损伤严重,表层损伤形状与表面纤维铺层方向相关。采用金属铜网和火焰喷涂铝均可以大量减少碳纤维复合材料雷击损伤,其中火焰喷涂铝防护层的损伤的形状近似呈圆形,而铜网的损伤则和铜网本身形状相似呈菱形。（3）仿真中,雷电2A区中,首先注入的雷电流D分量是造成碳纤维电热损伤的主要原因,后续B、C*分量产生的电热损伤较少。无防护碳纤维复合材料的各层损伤主要层合板的铺层决定,火焰喷涂铝和铜网的损伤形状与试验结果基本相似。火焰喷涂铝层越厚,对雷击的防护效果越好。
陈浩田[7]（2020）在《粉末燃料组合冲压发动机工作特性研究》文中研究表明固体燃料冲压发动机具有结构简单、可靠性高等优势,同时也存在着燃速无法调控、效率低等劣势。粉末燃料冲压发动机是一种以高能金属粉末为燃料的新型冲压发动机,能够实现燃料供给速率可调控,但也存在热防护困难、燃烧产物沉积严重等问题。鉴于粉末燃料冲压发动机和固体燃料冲压发动机的优缺点,本论文提出一种将粉末燃料和固体燃料组合、面向高马赫数飞行的新概念冲压发动机,结合两种发动机的优势,弥补缺点,期望获得较好的性能。本论文采用数值仿真的方法,对粉末燃料冲压发动机中粉末高效输送、流动燃烧等方面进行研究,同时,也对粉末/固体燃料组合冲压发动机的工作特性进行数值仿真研究。研究内容和结论如下:（1）基于CFD-DEM耦合模型,考虑颗粒间的碰撞作用和弹塑性形变,以输送系统中的关键结构弯管为对象,开展了气固两相流流场特性研究。结果表明:CFD-DEM算法能提供准确的包括颗粒运动轨迹、碰撞等粒子尺度信息。弯管内的总压损失随流化气流量的增加,呈先减少后增加的趋势,本文中优选的流化气流量为6g/s～7g/s;低流量下,颗粒间的碰撞次数远大于颗粒-壁面间的碰撞,随着流量的增高,颗粒与外壁面间的碰撞次数迅速增高,并导致颗粒-壁面间的碰撞次数超过颗粒间的碰撞。弯径越大,总压损失越大,但颗粒-颗粒、颗粒-壁面的碰撞次数均减少。（2）采用颗粒随机轨道模型和单步总包反应模型对粉末燃料冲压发动机的流动燃烧特性进行数值模拟研究,分析了喷注方式、颗粒粒径及流化气对发动机工作性能的作用规律。结果表明:垂直隔离段喷注时,喷注口距燃烧室越远,燃烧室内颗粒浓度越低;氮气等惰性气体作流化气时,会削弱颗粒的燃烧;15μm粒径的颗粒燃烧效果最好,粒径越小,燃速越高,燃烧位置越靠近隔离段,但会造成回流区氧浓度的骤降,致使颗粒燃烧不完全;平行隔离段喷注时,颗粒掺混性能较好,但燃烧性能欠佳。（3）在粉末燃料冲压发动机的研究基础上,采用UDF程序模拟固体燃料的汽化,开展燃料组合冲压发动机工作特性研究。对比分析了粉末燃料、粉末/固体燃料组合冲压发动机的流动燃烧特性,研究了颗粒当量比对燃料组合发动机性能的作用规律。结果表明:相对于粉末燃料冲压发动机,固体燃料的加入能够影响粉末燃料的燃烧,提高发动机的性能。在本文所设计的发动机构型下,发动机的燃烧效率和推力随当量比的增加呈先增加再减少的趋势,最佳的颗粒当量比在0.66附近。
赵凌荣[8]（2019）在《亚十飞秒兆电子伏超快电子衍射关键技术研究》文中提出兆电子伏超快电子衍射（MeV Ultrafast Electron Diffraction,MeV UED）是一种探测物质被激发到非平衡态时发生的原子尺度超快结构动力学的研究工具。MeV UED系统通过光阴极微波电子枪将电子束迅速加速到接近光速来降低空间电荷力效应,也因此可以维持电子束较小的发射度和脉宽。相比上一代空间电荷力效应更严重的千电子伏超快电子衍射（keV UED）系统,MeV UED已经将时间分辨率从亚ps提高到了约100 fs,并产生了许多重要研究成果。然而,大量重要的科学问题（如石墨中的相干声子震荡,分子内的质子传输和小分子气体中的化学键震动和结构变化等）发生在10-100 fs的时间尺度,因此需要更高时间分辨率的研究工具;而单纯利用光阴极微波电子枪还无法将MeV UED的时间分辨率提高至10-100 fs的水平。本论文介绍了我们为提高MeV UED的时间分辨率至10 fs量级而进行的相关工作,主要内容总结如下:根据基本系统布局和核心元件参数,我们分析了当前系统最优的分辨率大约为100 fs。为了提高时间分辨率,我们设计并研制了一套C波段微波聚束系统和脉宽测量系统。微波聚束腔对电子束实现完全压缩时,测得电子束的平均脉宽为6 fs（rms）;但是压缩后电子束的中心能量抖动增大了4倍。通过理论分析得出该抖动来源于聚束腔的相位抖动,并且会增加电子束的飞行时间抖动。这个模式下时间分辨率的进一步提升需要对电子束的飞行时间抖动进行测量并校正。上述需求下,我们搭建了基于铌酸锂的强场太赫兹源,设计并实现了以下三种飞行时间测量的方法。1.太赫兹亚波长狭缝偏转法:强场太赫兹源结合谐振式场增强狭缝对太赫兹电场形成局部增强,对电子束形成了最大5.1μrad/fs的偏转梯度并获得了约1.5 fs的飞行时间确定精度。2.介质管太赫兹示波器法:针对狭缝的偏转是线性偏转,其近似线性的测量时间窗口大约只有四分之一太赫兹周期左右的不足,为实现有效测量窗口的提升,我们设计并实现了在表面有金属镀层的介质管中注入圆周偏振的太赫兹对电子束产生螺旋型偏转,实现了约1.5倍太赫兹周期的线性时间测量窗口,并获得了约3 fs的电子束飞行时间确定精度。介质管内径约为1 mm,相比于亚波长狭缝,也避免了电荷量的损失。口径和动态范围的同步提升明显改善了太赫兹偏转的性能。3.能量抖动测量法:相比于上述两种介入式的飞行时间测量方法,我们也实现了基于电子束能量测量的非介入式测量方法,通过太赫兹偏转验证了这个方法的准确性,估计了其矫正精度约24 fs。微波聚束腔压缩获得的6 fs脉宽超短电子束结合精度达到1.5 fs的飞行时间抖动测量技术,使得10 fs时间分辨率的MeV UED研究成为了可能。根据微波聚束腔压缩的实验结果,我们总结出研究更低飞行时间抖动的超短相对论电子束产生方法的必要性。我们据此进行了三种先进方法的研究:1.太赫兹尾场压缩:在介质尾场压缩实验中,我们获得了与微波聚束腔法同样的速度压缩效果,压缩后的电子束脉宽约7 fs（rms）。由于产生驱动电子束和被压缩电子束的紫外激光同源,因此实验测得这个方法不引入额外的飞行时间抖动。2.太赫兹切片:我们利用太赫兹偏转将原本分布宽度约158 fs（rms）的长电子束在横向踢开。下游的一个狭缝对踢开后的电子束进行切片,截取出了脉冲中约24 fs（rms）的部分。实验中测得切片法后电子束中心能量抖动降低,也因此可获得更低的飞行时间抖动。3.太赫兹偏转腔偏心注入法:太赫兹在介质管偏转腔中激发的偏转模式在偏心处可以提供有效的纵向压缩场。我们通过偏心注入,成功实现了利用与外激光同步的压缩场进行脉宽压缩,该方法可以同时降低电子束的脉宽和飞行时间抖动。实验中测得压缩前后电子束的脉宽和时间抖动分别从130 fs（rms）和97fs（rms）降低到了28 fs（rms）和36 fs（rms）。本论文还介绍了晶体衍射的基本原理和兆电子伏超快电子衍射的基本实验方法。以单晶金薄膜为测试样品,我们实现了该样品在受到飞秒激光泵浦之后的超快结构动力学过程测量。我们还实验验证了一套同时具有更高时间分辨和单发探测能力的实验方法。实验中,我们将电子束的电荷量提高到可以获得足够信噪比的单发衍射斑,并利用微波聚束腔将其压缩到了约13 fs（rms）,再通过测量衍射斑零级的中心能量来反推由于微波聚束腔相位抖动引起的飞行时间抖动。我们测得了单晶Bi薄膜在激光泵浦下的纵向声子模引起的特定衍射斑的强度衰减曲线,并将这个过程的时间常数确定到小于210 fs,相比不进行飞行时间矫正获得的时间常数397 fs,系统的单发时间分辨能力得到了大幅提升。
唐奎[9]（2020）在《两种非均质长杆弹芯侵彻半无限厚金属靶研究》文中认为一方面,新型长杆弹芯结构及其材料参数的设计与优化是有效提高弹体侵彻性能的主要技术途径之一;另一方面,随着新一代作战平台的出现,武器弹药的发射速度将提升至1800-3500m/s的范围,因此系统研究新型结构长杆弹芯从低速到超高速侵彻半无限厚金属靶时的毁伤机理、破坏模式和侵彻性能具有重要的工程意义。同时,弹靶冲击侵彻过程涉及到穿甲力学、终点弹道学、高压物理学和断裂力学等学科内容,对其进行研究还具有重要的科学意义。本文针对夹心长杆弹芯和轴向非均质长杆弹芯的设计与制备、在侵彻过程中的破坏模式和失效机理及其侵彻性能、理论计算模型等方面开展了较为全面和系统的研究。本文的研究内容主要有以下几个方面:1.夹心弹侵彻半无限钢靶的研究针对国内外目前关于夹心长杆弹研究的不足（主要集中在1.6km/s和2.5km/s附近）,本文将速度跨度扩展到0.9-3.3km/s,从材料角度,优选了两种新外套材料夹心长杆弹（1060铝和TC4钛合金外套,93W核心）,结合试验和数值仿真结果对比分析了两类长杆弹以不同速度侵彻4340钢靶的破坏模式和失效机理,讨论了入射速度、入射动能和夹心弹外套材料属性（厚度、密度和强度）对弹体侵彻性能的影响。研究结果表明:均质钨合金弹芯呈现出典型的“蘑菇头”失效;特别地,当入射速度为936m/s时,数值仿真结果显示93W/1060Al夹心弹在侵彻早期表现为“bi-erosion”失效,却在侵彻后期转变成了“co-erosion”失效;而在其他试验速度条件下,两种夹心弹均呈现出“co-erosion”失效。当入射速度小于1650m/s时,夹心弹的侵彻性能显着小于外形尺寸相同的均质钨合金弹芯,而略低于钨合金核心;当入射速度超过2000m/s时,夹心弹的侵彻性能与外形尺寸相同的均质钨合金弹芯相同,却超过了钨合金核心。然而,初始入射动能较小时,夹心弹的侵彻性能显着优于外形尺寸相同的均质钨合金弹芯;但是这种优势随着初始入射动能的增大而逐渐减小。另外,外套厚度和密度的影响较小,外套强度对夹心弹的侵彻性能影响显着,强度越小,弹体的侵彻性能越好。2.轴向非均质长杆弹芯的设计与制备本文提出了轴向非均质长杆弹芯的概念（即自头部向尾部由几种强度不同的材料层复合而成的弹体）,而后基于均质长杆弹芯侵彻半无限靶理论进行了弹体结构设计,并确定了弹体材料（分别为40Cr Ni Mo A钢、Q490钢和Q235钢）,同时采用爆炸焊接等方法进行了弹芯的制备,获得了三种弹头形状的轴向非均质长杆弹芯。爆炸焊接试验之后,对构成轴向非均质长杆弹芯的三种弹体材料和靶体材料的静态和动态力学性能进行了试验研究,并拟合得到了几种材料的Johnson-Cook本构模型参数。3.轴向非均质长杆弹芯侵彻半无限铝合金靶的研究针对制备的三种弹头形状的轴向非均质长杆弹芯,在较大速度范围（0.7-3.2km/s）内,结合系列试验和数值仿真结果分析了弹体在不同速度段下的破坏模式及其失效机理的差异性,讨论了入射速度、弹头形状和弹体结构对其侵彻性能的影响规律,并将其失效机理和侵彻性能与均质长杆弹芯进行了对比分析。研究结果表明:均质Q235钢长杆弹芯在侵彻过程中始终呈现出销蚀侵彻状态,而轴向非均质长杆弹芯则随着入射速度的增大依次呈现出三种失效模式,即变形非销蚀侵彻、变形加销蚀侵彻和销蚀侵彻。入射速度对轴向非均质长杆弹芯的侵彻性能影响巨大,尤其是在中低速度段（700-1150m/s）,其大小的改变将引起弹体破坏模式和失效机理的显着变化。在试验速度范围内,截卵形弹头轴向非均质长杆弹芯的侵彻性能最好,而弹头形状为半球形时,弹体的侵彻性能最差,即更加尖锐的弹头形状有利于提升弹体的侵彻性能;轴向非均质长杆弹的侵彻性能较Q235钢均质长杆弹有很大提升,比如,截卵头轴向非均质长杆弹芯的侵彻性能较Q235钢均质弹芯提升了35%-510%。在高速段（>2.0km/s）,其侵彻性能与高强度均质长杆弹芯基本相同,说明本文提出的这种复合结构有利于提升弹体的侵彻性能。4.开坑大小及侵彻深度预测理论模型针对夹心长杆弹,首先结合试验和仿真结果对现有夹心长杆弹开坑模型进行了对比验证和分析,发现引入夹心弹核心和外套材料的强度和密度参数能很好地预测弹体开坑大小。其次,修正了夹心长杆弹侵彻深度模型,提出了外套材料有效横截面积的概念,使等效处理后的夹心弹等效强度和密度与均质钨合金长杆弹的强度和密度更接近,且采用修正的侵彻深度模型预测的两种夹心长杆弹在较大速度跨度（0.9-3.3km/s）内的侵彻深度与试验数据吻合良好。另外,将均质长杆弹侵彻深度预测模型应用到了轴向非均质长杆弹垂直侵彻半无限铝合金靶中,预测侵彻深度曲线与试验数据吻合良好,较准确地反映了弹体在不同失效模式下的侵彻深度随入射速度的变化趋势。
朱敏[10]（2020）在《铝镁贫氧推进剂燃烧特性对冲压发动机工作性能影响研究》文中研究指明固体火箭冲压发动机（Solid Rocket Ramjet,SRRJ）是一种先进的吸气式动力推进装置,具有比冲大、射程远、结构简单且可靠性高等优势,适用于超音速巡航的各类炮弹和导弹系统。上世纪50年代新型高能复合推进剂的成功研制,为促进冲压发动机应用发展奠定了技术基础。为了进一步提高固体燃料的比冲,综合考虑能量密度、易着火性、毒性和贮存量等多方面因素,镁、铝等金属颗粒被添加到复合推进剂的配方中。SRRJ具有燃气发生器、进气道和后台阶等特征结构,实际内流场具有明显的三维湍流特性,特别是伴随微米级金属颗粒群运动和燃烧的多相耦合情况,目前主要采用实验观察与测量的方法进行研究分析。本文针对这类复杂问题,发展了一套跨尺度多相反应耦合数值求解器（Coupled Multiphase Reacting Phenomena Solver,CMRPS）,结合先进实验技术及地面直连式冲压发动机热车试验系统,仿真模拟和实验研究了铝镁贫氧推进剂燃烧特性对冲压发动机工作性能的影响。本文主要研究工作如下:（1）开发了二维/三维的跨尺度多相反应耦合数值求解器CMRPS,包含气相、固相和离散相三个独立模块,具有数值模拟湍流气力输运的稠密/稀疏气固两相耦合反应问题的仿真研究能力。气相模块基于有限体积法（Finite Volume Method,FVM）实现,综合考虑湍流、混合多组分、化学反应动力学和热力学等问题,通过源项方法与固相和离散相进行耦合,实现非定常迭代计算。固相模块主要用于计算复合推进剂内部热传导过程,通过大小相同的热通量和边界温度实现热耦合（Conjugate Heat Transfer,CHT）关联计算,求解固体域热能分布及燃面温度。微米级金属颗粒群运动和燃烧过程的追踪方法具体由离散相当地实际体积分数决定,基于Eulerian方法的双流体模型（Two Fluid Model,TFM）适用于研究稠密气固两相流,而对应稀疏颗粒轨道追踪问题的仿真模拟采用基于Lagrangian方法的离散单元方法（Discrete Element Model,DEM）。最后结合多个经典算例,对CMRPS仿真模拟结果的可靠性和准确性进行了验证分析。（2）考虑真实冲压发动机内流场的强迫对流复杂环境影响,研究微米级镁颗粒的微观定性火焰模态转变,并分析拟合了多类因素综合确定的单颗粒瞬时燃速和火焰总持续时间的定量公式。一方面,颗粒直径和环境参数（压强、温度及氧浓度）都会影响镁颗粒的燃烧波温度分布;静态下各向同性的镁颗粒火焰形貌同时还受到强迫对流效应的显着影响,随着相对速度的持续增大相关火焰模态由全包络,经过渡态向曳尾态转变,最终甚至可能导致熄火。分析单颗粒瞬时燃速和火焰总持续时间受到上述多类因素的综合影响,依据138项数值研究工况的仿真结果,基于最小二乘法提出了多变量共同作用的定量拟合公式。（3）搭建密闭耐高温高压激光点火实验台,包括高速摄像机、红外测温仪、钨铼微热电偶和高频测试系统等,研究分析了某铝镁贫氧推进剂的近燃面区初始分解燃烧特性。结合CMRPS双流体算法和16组分16基元反应动力学简化模型开展仿真模拟,对流固耦合传热过程及近燃面区火焰结构进行了研究分析。研究发现在冲压发动机地面试验工作压强范围内,Vielle和Summerfield提出的两种半经验公式都能很好地拟合该铝镁贫氧推进剂的压强-燃速关系。基于流固热耦合算法仿真模拟工况压强0.60 MPa的大气氛围中的燃面温度为1044 K,与实验值误差约4.4%。深入分析不同压强和氧浓度条件下的近燃面区火焰结构及主要反应组分分布,发现燃烧波温度曲线具有双平台特性。机理分析是因为受到环境状态参数影响的混合组分的化学反应路径和剧烈程度差异,表现为近燃面区流场高温组分扩散及其火焰对固体推进剂热反馈的综合现象。（4）通过基于Eulerian-Lagrangian模型建立的CFD-DEM气固模块双向耦合算法,研究微米级铝颗粒群补燃室射流燃烧的稀疏气固两相流的宏观耦合特性,追踪分析了离散相的运动弥散分布和燃烧反应过程。研究发现添加了铝颗粒群的耦合两相流较初始单相流场表现出显着的速度滞后和温度超前特征,其综合作用对于提高全局温度和实际推力具有正向意义,但因为存在相间阻力,可能反而会降低流场局部气相速度。进一步对加质铝颗粒群的入射范围、初始温度、直径和质量流率的影响进行了统计计算和定量分析。较好的颗粒群分散程度意味着有更高的气体接触反应机会和更大的传热传质空间,因此有助于提高燃烧效率。入射铝颗粒的初始温度越高、直径越小,着火速度越快,燃烧越容易实现,即意味着在固定长度补燃室的有限驻留时间内能够促进充分反应释放出更多的热量。铝颗粒及其燃烧产物的相变物理反应与燃烧氧化过程一样会显着影响多相流场温度分布,同时必须考虑当地物质组分的实际配比和掺混状态。（5）地面联管热车试验研究验证了以某铝镁贫氧推进剂为燃料的固体火箭冲压发动机全尺寸工作性能,该对称式侧向双路进气的管道火箭冲压发动机试验系统采用多套传感器,测量和记录了空燃比15工况下DRE工作全过程的压强场、温度场和推力等重要参数变化,并对热防护衬层烧蚀现象进行了剖析。受来流的双进气道结构决定,内流场高温区同样呈对称状分布,具有强湍流特性。引入的外界冲压空气在进气道入口上游附近区域形成回流区,在下游附近区域强烈碰撞并进行组分增强掺混,导致当地存在更高的氧浓度且实现二次燃烧。结合CMRPS的CFD-DEM气固模块双向耦合算法,成功仿真模拟了相同试验条件下该DRE内流场中的铝镁颗粒群运动弥散分布规律,捕捉分析了颗粒群燃烧效率及多相反应耦合流场细节等其他特性。最后剖析发现热防护衬层的烧蚀现象与高温燃气分布和颗粒群运动冲刷密切相关,主要存在热化学烧蚀和机械剥蚀两方面因素作用。
二、“飞行金属”——铝（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、“飞行金属”——铝（论文提纲范文）
（1）仿羽轴泡沫铝填充铝合金复合管的设计与制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 仿生学概述 |
| 1.2.1 仿生学的定义与发展 |
| 1.2.2 仿生学的研究方法 |
| 1.2.3 仿生学的意义 |
| 1.3 羽轴研究现状 |
| 1.3.1 羽轴结构研究 |
| 1.3.2 羽轴力学性能研究 |
| 1.4 泡沫铝填充复合结构研究现状 |
| 1.4.1 泡沫铝填充复合管的制备方法 |
| 1.4.2 泡沫铝填充复合管的性能研究 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 生物材料的获取与处理 |
| 2.2 羽轴结构观察与力学性能测试 |
| 2.2.1 羽轴二维结构表征 |
| 2.2.2 羽轴三维结构表征与分析 |
| 2.2.3 羽轴轴向压缩性能测试 |
| 2.2.4 羽轴皮层轴向拉伸性能测试 |
| 2.3 泡沫铝填充复合管的制备 |
| 2.4 泡沫铝填充复合管的组织表征 |
| 2.5 泡沫铝填充复合管的力学性能测试 |
| 2.5.1 复合管外层金属拉伸性能测试 |
| 2.5.2 复合管轴向压缩性能测试 |
| 3 羽轴的结构分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 羽轴宏观结构 |
| 3.3 羽轴微观结构 |
| 3.3.1 羽轴二维微观结构 |
| 3.3.2 羽轴三维结构模型 |
| 3.3.3 羽轴层次结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 羽轴的力学性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 羽轴轴向压缩性能 |
| 4.2.1 羽轴轴向压缩失稳形式 |
| 4.2.2 羽轴轴向压缩强度分析 |
| 4.2.3 羽轴轴向压缩断口分析 |
| 4.2.4 羽轴轴向压缩机制 |
| 4.3 羽轴皮层轴向拉伸性能 |
| 4.3.1 羽轴皮层轴向拉伸性能的各向异性 |
| 4.3.2 羽轴皮层纤维结构的各向异性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 仿生泡沫铝填充复合管的制备及性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 泡沫铝填充复合管的制备 |
| 5.2.1 复合管的设计 |
| 5.2.2 铸造模型对成形性能的影响 |
| 5.2.3 浇铸温度对复合管组织的影响 |
| 5.2.4 复合管的热处理及组织变化 |
| 5.2.5 复合管外壁拉伸性能分析 |
| 5.3 泡沫铝填充复合管的压缩性能分析 |
| 5.3.1 同比例缩小复合管的设计 |
| 5.3.2 不同结合界面的复合管轴向压缩性能分析 |
| 5.3.3 不同结合界面对复合管轴向压缩性能影响机制 |
| 5.4 ZL205A金属管的探索 |
| 5.4.1 ZL205A泡沫铝填充复合管的制备 |
| 5.4.2 ZL205A管壁拉伸性能分析 |
| 5.4.3 ZL205A泡沫铝填充复合管轴向压缩性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 参与科研项目情况 |
| 获得奖励情况 |
| 致谢 |
（2）纯硼团簇和铝羰基阳离子团簇的理论化学与气相谱学研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 气相硼基纳米团簇 |
| 1.1.1 裸硼团簇 |
| 1.1.2 惰性金属衬底上的硼墨烯 |
| 1.1.3 金属掺杂硼团簇 |
| 1.2 气相羰基配合物团簇 |
| 1.2.1 过渡金属羰基配合物 |
| 1.2.2 主族元素羰基配合物 |
| 1.3 本论文课题选题内容、目的及意义 |
| 第二章 实验与理论研究方法 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 自由团簇的产生、探测与表征 |
| 2.1.2 红外光解离谱学实验原理 |
| 2.1.3 红外光解离谱学实验装置 |
| 2.1.4 红外光解离谱学实验材料与试剂 |
| 2.2 理论方法 |
| 2.2.1 从头算方法与密度泛函理论 |
| 2.2.2 包含色散校正的密度泛函理论 |
| 2.2.3 结构优化与频率计算 |
| 2.2.4 轨道分析 |
| 2.2.5 化学成键分析 |
| 2.2.6 芳香性分析 |
| 第三章 平面Wankel引擎B~-_(19)团簇:四重π/σ芳香性及动力学流变性质新见解 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 GM和TS结构、键长、键级和自然原子电荷信息 |
| 3.3.2 化学成键重新分析:四重π/σ芳香性 |
| 3.3.3 AdNDP和 ELF分析 |
| 3.3.4 结构流变性新见解 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 硼团簇都是芳香性的吗?岛状或全局π反芳香性硼团簇 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 拉长的B~(2-)_6团簇:全局π/σ反芳香性 vs岛状π/σ芳香性 |
| 4.3.2 片状 C_(2h) B~(2-)_(28)和C_(2v) B~-_(29)及其碳氢化合物类似物:岛状 π芳香性、反芳香性和非芳香性 |
| 4.3.3 并非所有硼团簇都具有芳香性:核独立化学位移(NICS)作为定量测量指标 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 碗状B_(36)团簇:双重π芳香性重新分析及六元孔洞倾向于中心位置的物理化学机制 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 B_(36)团簇异构体I、II、III的结构与能量 |
| 5.3.2 B_(36)团簇成键重新分析:同心内层 6π与外层 18π双重芳香性 |
| 5.3.3 更新的晕苯C_(24)H_(12)成键方案 |
| 5.3.4 为何B_(36)团簇六元孔洞更倾向处于结构中心位置? |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 碗状B_(50)团簇:双重π芳香性及与碳氢化合物之类比 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 研究方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 B_(50) (C_(2v), ~1A_1)团簇和C_(32)H_(14) (D_(2h), ~1A_g)分子的结构、键长、键级和自然原子电荷 |
| 6.3.2 B_(50)团簇的化学成键:同心双重π芳香性 |
| 6.3.3 C_(32)H_(14):萘环 10π和[22]-轮烯环 22π组成的双重π芳香体系 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 铝羰基Al(CO)~+_n(n≤5)阳离子团簇:红外光解离谱学 |
| 7.1 研究背景 |
| 7.2 研究方法 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 红外光解离光谱测定与分析 |
| 7.3.2 理论计算与实验结果对比 |
| 7.3.3 Al(CO)~+_(3-5)的结构、键长和键级 |
| 7.3.4 成键分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本论文主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（3）Ni/Al反应材料聚能粒子流能量释放特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 反应材料研究现状 |
| 1.2.1 反应材料冲击释能研究现状 |
| 1.2.2 反应材料毁伤特性研究现状 |
| 1.2.3 聚能射流形态和速度 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 药型罩制备和反应材料反应机理 |
| 2.1 实验材料选取和制备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 药型罩和射孔弹制备 |
| 2.2 药型罩参数测量和微观结构分析 |
| 2.2.1 药型罩参数 |
| 2.2.2 药型罩断面微观结构 |
| 2.3 Ni/Al反应材料药型罩反应机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 反应材料聚能粒子流能量释放研究 |
| 3.1 实验原理和布局 |
| 3.1.1 实验原理 |
| 3.1.2 实验布局 |
| 3.2 反应材料聚能粒子流速度衰减规律研究 |
| 3.3 反应材料聚能粒子流释能特性分析 |
| 3.3.1 间隔靶板的破坏情况 |
| 3.3.2 密闭容器内部超压变化 |
| 3.3.3 反应材料聚能粒子流能量分布 |
| 3.4 Ni/Al反应材料聚能粒子流毁伤增强实验研究 |
| 3.4.1 试验布置 |
| 3.4.2 毁伤增强效应实验结果 |
| 3.4.3 毁伤增强效应结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Ni/Al反应材料聚能粒子流形态及速度衰减数值模拟 |
| 4.1 LS-DYNA数值模拟软件及算法介绍 |
| 4.2 几何模型、算法和材料参数 |
| 4.2.1 射孔弹弹几何模型 |
| 4.2.2 材料模型和状态方程选取 |
| 4.3 数值模拟结果及分析 |
| 4.3.1 聚能粒子流形成过程和飞行形态 |
| 4.3.2 不同材料聚能粒子流头部速度衰减 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）激光冲击片换能元设计及能量传递规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 激光辐照薄膜材料研究进展 |
| 1.2.2 激光冲击片换能元研究进展 |
| 1.2.3 激光冲击片起爆研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 典型激光冲击片体系的构建 |
| 2.1 冲击片吸收层材料的设计 |
| 2.1.1 时域有限差分 |
| 2.1.2 薄膜FDTD仿真光学特性研究 |
| 2.2 激光冲击片换能元厚度设计方法 |
| 2.2.1 理论基础 |
| 2.2.2 计算结果 |
| 2.3 复合冲击片中的含能烧蚀层材料设计方法 |
| 2.3.1 单层薄膜体系热力学平衡研究 |
| 2.3.2 多层薄膜体系热力学平衡研究 |
| 2.4 激光冲击片换能元体系制备 |
| 2.4.1 材料 |
| 2.4.2 磁控溅射方法制备冲击片换能元 |
| 2.4.3 激光冲击片微观结构及化学组分表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 激光与烧蚀层之间能量传递特性 |
| 3.1 单层薄膜激光烧蚀升温一维模拟 |
| 3.1.1 薄膜烧蚀理论 |
| 3.1.2 激光烧蚀薄膜材料升温数值结果分析 |
| 3.2 激光与不同类型烧蚀层材料的能量匹配规律 |
| 3.2.1 激光对单层薄膜材料烧蚀的影响规律 |
| 3.2.2 激光对铝热含能薄膜材料烧蚀的影响规律 |
| 3.2.3 铝热含能薄膜材料激光烧蚀反应机理 |
| 3.3 铝热体系反应动力学研究 |
| 3.3.1 铝热含能薄膜体系能量释放规律 |
| 3.3.2 铝热含能薄膜体系分子扩散机理 |
| 3.3.3 铝热含能薄膜体系反应动力学研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 激光驱动冲击片能量特性研究 |
| 4.1 激光致等离子体温度及膨胀特性 |
| 4.1.1 激光致等离子体二维温度场分布特性研究 |
| 4.1.2 激光致等离子场膨胀特性研究 |
| 4.2 激光驱动过程中冲击片的烧蚀解离特性研究 |
| 4.2.1 复合冲击片烧蚀层结构优化设计研究 |
| 4.2.2 复合冲击片绝热层结构优化设计研究 |
| 4.2.3 复合冲击片飞片层结构优化设计研究 |
| 4.2.4 含能冲击片驱动特性研究 |
| 4.2.5 飞片层烧蚀解离机制分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 典型含能材料在激光冲击片冲击下的分解机制 |
| 5.1 HNS-IV和 B/KNO_3/PF的基本性质 |
| 5.1.1 HNS-IV性质 |
| 5.1.2 B/KNO_3/酚醛树脂性质 |
| 5.2 典型含能材料的激光冲击片冲击解离光谱分析 |
| 5.2.1 HNS-IV的解离光谱分析 |
| 5.2.2 B/KNO_3/PF的解离光谱分析 |
| 5.3 激光冲击片冲击解离含能材料机理分析 |
| 5.3.1 HNS-IV的解离机理分析 |
| 5.3.2 B/KNO_3/PF的解离机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 激光冲击片起爆器能量耦合及发火特性研究 |
| 6.1 激光冲击片起爆体系设计 |
| 6.1.1 激光冲击片起爆器的设计和制备 |
| 6.1.2 冲击片起爆器界面能量耦合规律 |
| 6.1.3 冲击片起爆器发火性能研究 |
| 6.2 冲击片起爆器爆轰特性研究 |
| 6.2.1 非均相相炸药起爆判据 |
| 6.2.2 冲击片起爆器起爆炸药机理分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）Al/JP-10纳米流体型燃料制备与两相耦合燃烧机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高密度液体燃料研究现状 |
| 1.2.2 纳米流体型燃料的制备方法研究现状 |
| 1.2.3 纳米流体型燃料的两相分散特性研究现状 |
| 1.2.4 纳米流体体系的分子动力学模拟研究现状 |
| 1.2.5 纳米流体型燃料的蒸发及点火特性研究现状 |
| 1.2.6 纳米流体型燃料的燃烧特性研究现状 |
| 1.2.7 纳米流体型燃料理论模型研究现状 |
| 1.2.8 存在的问题与不足 |
| 1.3 本文主要研究内容和方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 2 试验装置及方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Al/JP-10 纳米流体型燃料制备及理化特性测试 |
| 2.2.1 Al/JP-10 纳米流体型燃料制备 |
| 2.2.2 Al/JP-10 纳米流体型燃料分散稳定性分析 |
| 2.2.3 Al/JP-10 纳米流体型燃料流变性分析 |
| 2.3 两相界面特性表征 |
| 2.3.1 表面接触角 |
| 2.3.2 表面张力 |
| 2.3.3 Zeta电位 |
| 2.4 吸附层特性表征 |
| 2.4.1 热重分析 |
| 2.4.2 微观形貌 |
| 2.4.3 元素分析 |
| 2.4.4 红外吸收光谱 |
| 2.4.5 吸附层厚度 |
| 2.5 单液滴点火燃烧特性研究 |
| 2.5.1 CO_2 激光点火试验系统 |
| 2.5.2 光纤光谱仪 |
| 2.5.3 高速摄像机 |
| 2.5.4 高速测温仪 |
| 2.6 燃烧产物分析 |
| 2.6.1 液氮激冷取样装置 |
| 2.6.2 扫描电镜 |
| 2.6.3 X射线衍射仪 |
| 2.6.4 电感耦合等离子体发射光谱仪 |
| 2.7 样品来源 |
| 2.7.1 纳米铝颗粒 |
| 2.7.2 JP-10 |
| 2.7.3 表面活性剂 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 Al/JP-10 纳米流体型燃料的制备及两相分散特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Al/JP-10 纳米流体型燃料的制备及两相分散特性 |
| 3.2.1 表面活性剂的选择 |
| 3.2.2 颗粒表面改性 |
| 3.2.3 流变特性 |
| 3.3 油酸对Al/JP-10 两相界面特性的影响规律 |
| 3.3.1 表面张力 |
| 3.3.2 接触角 |
| 3.3.3 颗粒团聚现象 |
| 3.3.4 表面官能团 |
| 3.4 油酸在纳米铝颗粒表面的吸附特性 |
| 3.4.1 颗粒稳定性 |
| 3.4.2 热重曲线分析 |
| 3.4.3 吸附层元素分布 |
| 3.4.4 吸附层厚度 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 油酸在纳米铝颗粒表面吸附改性机理的分子动力学模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 反应力场分子动力学模拟方法 |
| 4.3 计算方法 |
| 4.3.1 纳米铝颗粒表面氧化 |
| 4.3.2 单分子油酸吸附 |
| 4.3.3 多分子油酸吸附 |
| 4.4 常温下纳米铝颗粒氧化层构造 |
| 4.4.1 动态平衡曲线 |
| 4.4.2 颗粒氧化过程剖视图 |
| 4.4.3 Al-O径向分布曲线 |
| 4.5 油酸在纳米铝颗粒表面的单分子吸附 |
| 4.5.1 动态吸附过程 |
| 4.5.2 表面电荷分布 |
| 4.5.3 羧基O-H键长变化 |
| 4.6 油酸在纳米铝颗粒表面的多分子吸附 |
| 4.6.1 不同油酸浓度下的油酸多分子吸附构型 |
| 4.6.2 羧基径向密度分布曲线 |
| 4.7 实验验证 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 Al/JP-10 纳米流体型燃料的两相耦合燃烧特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Al/JP-10 两相燃料整体能量特性 |
| 5.2.1 密度 |
| 5.2.2 理论热值 |
| 5.3 JP-10 燃料与Al/JP-10 纳米流体型燃料点火燃烧特性分析 |
| 5.3.1 点火燃烧全过程 |
| 5.3.2 点火延迟时间 |
| 5.3.3 燃烧温度分布 |
| 5.4 Al/JP-10 液滴中固相铝颗粒燃烧特征及铝团块形成 |
| 5.4.1 固相铝颗粒燃烧过程 |
| 5.4.2 基于单波长燃烧特征分析 |
| 5.4.3 铝团块的形成及演变机制 |
| 5.5 固含量对Al/JP-10 纳米流体型燃料点火燃烧特性的影响规律 |
| 5.5.1 点火延迟时间 |
| 5.5.2 燃烧强度 |
| 5.5.3 燃烧产物微观形貌 |
| 5.5.4 燃烧产物组分分析 |
| 5.5.5 燃烧反应效率 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 Al/JP-10 纳米流体型燃料局部氧环境调控促燃机制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 纯氧环境下Al/JP-10 纳米流体型燃料的燃烧行为特征 |
| 6.2.1 动态燃烧过程 |
| 6.2.2 燃烧温度分布特征 |
| 6.2.3 燃烧产物微观形貌 |
| 6.2.4 固相反应效率 |
| 6.3 变氧分压下Al/JP-10 液滴的燃烧特征及固相促燃机制 |
| 6.3.1 动态燃烧过程 |
| 6.3.2 燃烧发射光谱 |
| 6.3.3 两相燃烧强度 |
| 6.3.4 固相产物形貌 |
| 6.3.5 固相产物组分 |
| 6.3.6 团块演变机制 |
| 6.4 环境氧分压对Al/JP-10 液滴的燃烧行为的作用机制 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 AP包覆改性对Al/JP-10 纳米流体型燃料的高效促燃机制 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 制备方法与包覆层结构表征 |
| 7.2.1 配方设计 |
| 7.2.2 制备方法 |
| 7.2.3 包覆层微观结构 |
| 7.2.4 包覆层热氧化分析 |
| 7.3 点火燃烧特性分析 |
| 7.3.1 动态燃烧过程 |
| 7.3.2 燃烧强度 |
| 7.3.3 燃烧产物微观形貌 |
| 7.3.4 铝氧化效率 |
| 7.3.5 碳含量 |
| 7.4 高氯酸铵包覆层分解及促燃机理分析 |
| 7.4.1 低温分解 |
| 7.4.2 高温分解 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 Al/JP-10 纳米流体型燃料的两相耦合点火燃烧模型 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 物理模型 |
| 8.3 数学模型 |
| 8.3.1 液相蒸发燃烧 |
| 8.3.2 固相点火燃烧 |
| 8.3.3 物性参数计算 |
| 8.3.4 数值求解方法 |
| 8.4 模型有效性验证 |
| 8.5 模型计算结果 |
| 8.6 实验结果对比 |
| 8.7 本章小结 |
| 9 全文总结及展望 |
| 9.1 本文主要结论 |
| 9.2 本文主要创新点 |
| 9.3 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（6）防护方式对碳纤维复合材料雷击损伤的影响（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 雷电的基本理论和相关适航要求与标准 |
| 1.2.1 雷击的产生及对飞行器的危害 |
| 1.2.2 相关的适航要求 |
| 1.2.3 雷电附着点及雷电分区 |
| 1.2.4 飞行器雷电测试波形 |
| 1.3 碳纤维复合材料雷电研究现状 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 碳纤维复合材料电流分布特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 研究方案 |
| 2.3 无防护碳纤维复合材料层合板电流分布仿真研究 |
| 2.3.1 仿真模型的建立 |
| 2.3.2 电流密度仿真结果 |
| 2.4 碳纤维复合材料的电流分布特性试验研究 |
| 2.4.1 试验装置 |
| 2.4.2 试验件选择 |
| 2.4.3 试验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 碳纤维复合材料雷电损伤试验分析 |
| 3.1 试验背景 |
| 3.1.1 试验方法 |
| 3.1.2 试验原理 |
| 3.1.3 试验装置 |
| 3.1.4 试验件 |
| 3.1.5 试验波形 |
| 3.2 试验过程与结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 碳纤维复合材料雷电直接效应电热耦合仿真分析 |
| 4.1 仿真研究基本思想 |
| 4.1.1 仿真理论基础 |
| 4.1.2 有限元模型 |
| 4.1.3 边界条件设置 |
| 4.1.4 复合材料参数设置 |
| 4.1.5 雷电直接效应波形模拟 |
| 4.2 仿真结果分析 |
| 4.2.1 不同防护方式下碳纤维复合材料温度场的差异性 |
| 4.2.2 防护层厚度对碳纤维温度分布的影响 |
| 4.2.3 不同防护方式下碳纤维复合材料电流密度分布的差异性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）粉末燃料组合冲压发动机工作特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 粉末燃料发动机及相关领域国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 固体燃料冲压发动机国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 CFD-DEM耦合算法国内外研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 2 计算模型与方法 |
| 2.1 基本假设 |
| 2.2 计算方法 |
| 2.2.1 气相控制方程 |
| 2.2.2 湍流方程 |
| 2.2.3 DEM模型 |
| 2.2.4 CFD-DEM耦合格式 |
| 2.2.5 随机轨道模型 |
| 2.3 粉末与固体燃料点火燃烧模型 |
| 2.3.1 粉末燃料点火燃烧模型 |
| 2.3.2 固体燃料燃烧模型 |
| 2.4 小结 |
| 3 基于CFD-DEM的粉末供给装置工作特性研究 |
| 3.1 弯管物理模型和边界条件 |
| 3.1.1 物理模型 |
| 3.1.2 边界条件 |
| 3.2 数值仿真模型验证 |
| 3.2.1 网格无关性验证 |
| 3.2.2 计算方法验证 |
| 3.3 弯管内两相流流动特性研究 |
| 3.4 流化气流量对流动的影响研究 |
| 3.5 弯径对流动的影响研究 |
| 3.6 弯管内颗粒碰撞研究 |
| 3.6.1 流化气流量对碰撞的影响研究 |
| 3.6.2 弯径对碰撞的影响研究 |
| 3.7 小结 |
| 4 粉末燃料冲压发动机工作特性数值仿真研究 |
| 4.1 物理模型和边界条件 |
| 4.1.1 物理模型 |
| 4.1.2 边界条件 |
| 4.2 流化气对流动燃烧的影响 |
| 4.3 粒径对流动燃烧的影响 |
| 4.4 喷注位置对流动燃烧的影响 |
| 4.5 小结 |
| 5 粉末/固体燃料组合冲压发动机数值仿真研究 |
| 5.1 物理模型和边界条件 |
| 5.1.1 物理模型 |
| 5.1.2 边界条件 |
| 5.2 组合冲压发动机工作特性研究 |
| 5.3 组合冲压发动机推力研究 |
| 5.3.1 推力计算方法 |
| 5.3.2 推力计算结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）亚十飞秒兆电子伏超快电子衍射关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 时空分辨探测技术 |
| 1.1.1 X射线和电子的发现 |
| 1.1.2 飞秒激光与超快时空探测工具的发展 |
| 1.1.3 ke V UED的发展及其时间分辨率优化 |
| 1.2 兆伏特超快电子衍射 |
| 1.2.1 兆伏特超快电子衍射的提出和验证 |
| 1.2.2 兆伏特超快电子衍射的发展和应用 |
| 1.3 兆伏特超快电子衍射的分辨率优化 |
| 1.3.1 相对论电子的束流压缩 |
| 1.4 本论文开展的主要工作 |
| 1.4.1 主要内容 |
| 1.4.2 主要创新点和意义 |
| 第二章 兆伏特超快电子衍射系统 |
| 2.1 核心子系统 |
| 2.1.1 飞秒激光系统 |
| 2.1.2 光阴极微波电子枪 |
| 2.1.3 高稳定度微波源 |
| 2.2 支撑子系统 |
| 2.2.1 多功能样品室 |
| 2.2.2 电子探测系统 |
| 2.2.3 电子能量测量系统 |
| 2.3 兆伏特超快电子衍射系统的时间分辨率分析 |
| 2.3.1 时间分辨率的定义 |
| 2.3.2 影响时间分辨率的因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 微波聚束腔压缩产生亚十飞秒电子束的研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 速度压缩原理与数值模拟 |
| 3.2.1 速度压缩基本原理 |
| 3.2.2 C波段微波聚束腔的设计加工与测试 |
| 3.3 亚十飞秒电子束的获得与测量 |
| 3.3.1 C波段偏转腔 |
| 3.3.2 同源C波段聚束腔和偏转腔系统 |
| 3.3.3 亚十飞秒电子束的产生与测量结果 |
| 3.4 微波聚束腔引起的飞行时间抖动加剧 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 兆电子伏电子束的飞行时间测量方法研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 基于铌酸锂的单周期强场太赫兹源研究 |
| 4.2.1 基于铌酸锂的太赫兹源的基本原理 |
| 4.2.2 太赫兹源光学系统设计与测试 |
| 4.3 基于亚波长狭缝的太赫兹条纹相机 |
| 4.3.1 太赫兹场在亚波长结构中的场增强 |
| 4.3.2 亚波长狭缝的太赫兹条纹相机对电子束的偏转 |
| 4.3.3 亚十飞秒兆电子伏电子束的到达时间测量 |
| 4.4 基于介质管的太赫兹示波器 |
| 4.4.1 太赫兹介质波导偏转腔 |
| 4.4.2 太赫兹示波器的设计 |
| 4.4.3 太赫兹示波器的应用 |
| 4.5 基于电子能量的飞行时间测量 |
| 4.5.1 基于能量的时间矫正原理 |
| 4.5.2 基于能量的时间矫正的实验结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 低飞行时间抖动超短兆伏特电子束产生方法的探索 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 尾场太赫兹压缩 |
| 5.2.1 介质管中束流驱动的太赫兹尾场 |
| 5.2.2 尾场太赫兹的速度压缩实验设计 |
| 5.2.3 束流驱动的尾场太赫兹测量 |
| 5.2.4 束流驱动的尾场速度压缩结果 |
| 5.2.5 尾场压缩和微波压缩的时间抖动对比 |
| 5.3 太赫兹电子束切片 |
| 5.3.1 太赫兹电子束切片原理 |
| 5.3.2 太赫兹电子束切片的原理验证实验 |
| 5.3.3 太赫兹切片后的脉宽 |
| 5.3.4 太赫兹切片后的能量抖动 |
| 5.4 外注入太赫兹速度压缩 |
| 5.4.1 太赫兹介质偏转腔中的纵向电场 |
| 5.4.2 太赫兹介质管速度压缩实验设计和加速分量测量 |
| 5.4.3 太赫兹介质偏转腔法速度压缩的验证和优化 |
| 5.4.4 太赫兹介质偏转腔法速度压缩的最短脉宽和飞行时间抖动测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 兆伏特超快电子衍射的实验研究 |
| 6.1 电子衍射基本理论 |
| 6.1.1 电子的波动性 |
| 6.1.2 晶体衍射理论 |
| 6.2 兆伏特超快电子衍射的基本实验方法介绍 |
| 6.2.1 样品制备 |
| 6.2.2 超高时间分辨Me V UED实验 |
| 6.2.3 标准样品:单晶金薄膜的结构动力学实验结果 |
| 6.3 飞行时间矫正的原理验证实验 |
| 6.3.1 实验方法 |
| 6.3.2 飞行时间矫正方法的动态实验验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（9）两种非均质长杆弹芯侵彻半无限厚金属靶研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 相关问题的研究进展及发展趋势 |
| 1.2.1 均质杆式侵彻体侵彻半无限金属靶机理的研究现状 |
| 1.2.2 国内外非均质杆式侵彻体的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 夹心弹侵彻半无限钢靶机理及特性研究 |
| 2.1 侵彻试验 |
| 2.1.1 试验概况 |
| 2.1.2 试验结果 |
| 2.2 数值模拟分析 |
| 2.2.1 算法介绍 |
| 2.2.2 有限元模型的建立 |
| 2.2.3 数值模拟计算有效性分析 |
| 2.3 弹体破坏模式和毁伤机理分析 |
| 2.3.1 均质钨合金弹芯 |
| 2.3.2 夹心长杆弹芯 |
| 2.3.3 夹心长杆弹芯与均质钨合金弹芯对比分析 |
| 2.4 夹心弹的侵彻性能 |
| 2.4.1 入射速度的影响 |
| 2.4.2 初始入射动能的影响 |
| 2.4.3 外套材料属性的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 轴向非均质长杆弹芯的制备及其力学性能研究 |
| 3.1 轴向非均质弹芯的设计及制备 |
| 3.1.1 轴向非均质弹芯设计 |
| 3.1.2 轴向非均质弹芯制备 |
| 3.1.3 爆炸焊接试验结果与分析 |
| 3.2 轴向非均质弹芯材料力学性能研究 |
| 3.2.1 静态力学特性研究 |
| 3.2.2 动态力学特性研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 轴向非均质长杆弹芯侵彻半无限铝靶机理及特性研究 |
| 4.1 侵彻试验 |
| 4.1.1 试验概况 |
| 4.1.2 试验结果 |
| 4.2 数值模拟分析 |
| 4.2.1 有限元模型的建立 |
| 4.2.2 数值模拟计算有效性分析 |
| 4.3 弹体破坏模式和毁伤机理分析 |
| 4.3.1 Q235钢均质长杆弹芯 |
| 4.3.2 半球形弹头轴向非均质长杆弹芯 |
| 4.3.3 截卵形弹头轴向非均质长杆弹芯 |
| 4.3.4 截锥形弹头轴向非均质长杆弹芯 |
| 4.4 轴向非均质长杆弹芯的侵彻性能 |
| 4.4.1 入射速度的影响 |
| 4.4.2 弹头形状的影响 |
| 4.4.3 弹体结构的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 夹心弹与轴向非均质长杆弹芯侵彻半无限靶理论分析模型 |
| 5.1 夹心弹开坑及侵彻模型 |
| 5.1.1 夹心弹开坑模型 |
| 5.1.2 预测开坑大小与试验和仿真结果的比较与讨论 |
| 5.1.3 夹心弹侵彻深度模型 |
| 5.1.4 侵彻深度的比较与讨论 |
| 5.2 轴向非均质长杆弹侵彻半无限靶理论分析模型 |
| 5.2.1 刚体侵彻理论分析模型 |
| 5.2.2 变形不销蚀侵彻理论分析模型 |
| 5.2.3 计算结果及讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）铝镁贫氧推进剂燃烧特性对冲压发动机工作性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 冲压发动机技术研究发展概况综述 |
| 1.2.1 当前国外研究现状 |
| 1.2.2 当前国内研究现状 |
| 1.3 含金属添加剂的复合推进剂研究发展概况综述 |
| 1.3.1 复合推进剂分解燃烧特性研究现状 |
| 1.3.2 镁颗粒着火燃烧特性研究现状 |
| 1.3.3 铝颗粒着火燃烧特性研究现状 |
| 1.4 多相流数值模拟仿真研究方法综述 |
| 1.4.1 单流体模型 |
| 1.4.2 多流体模型 |
| 1.4.3 颗粒轨道模型 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 跨尺度多相反应耦合数值求解器CMRPS开发 |
| 2.1 研究意义 |
| 2.2 气相湍流流动和非平衡化学反应模块 |
| 2.2.1 三维Navier-Stokes方程 |
| 2.2.2 二维轴对称控制方程 |
| 2.2.3 离散格式和数值算法 |
| 2.2.4 湍流模型 |
| 2.2.5 有限速率基元化学反应动力学 |
| 2.2.6 时间推进方法 |
| 2.2.7 边界条件 |
| 2.3 固相传热传质模块 |
| 2.3.1 固相控制方程 |
| 2.3.2 离散格式和耦合算法 |
| 2.3.3 边界条件 |
| 2.4 离散相运动扩散和燃烧反应模块 |
| 2.4.1 双流体模型 |
| 2.4.2 颗粒轨道模型 |
| 2.4.3 离散相模块架构和加速算法 |
| 2.5 CMRPS基础模块和完整工作流程 |
| 2.6 算例验证 |
| 2.6.1 NACA0012 翼型绕流 |
| 2.6.2 后台阶流动耦合传热 |
| 2.6.3 某固体火箭发动机内流场 |
| 2.6.4 球头激波诱导燃烧 |
| 2.6.5 JPL喷管颗粒射流 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 强迫对流复杂环境影响的镁颗粒微观燃烧特性研究 |
| 3.1 研究意义 |
| 3.2 强迫对流数值仿真研究的基本假设 |
| 3.3 化学反应动力学和热力学模型 |
| 3.4 物理模型和计算网格 |
| 3.5 典型静态火焰形貌和燃烧波结构分析 |
| 3.6 复杂环境条件对镁颗粒燃烧特性影响 |
| 3.6.1 颗粒直径 |
| 3.6.2 环境压强 |
| 3.6.3 环境温度 |
| 3.6.4 环境氧浓度 |
| 3.7 强迫对流对镁颗粒燃烧特性影响修正 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 铝镁贫氧推进剂近燃面区初始分解燃烧特性研究 |
| 4.1 研究意义 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 研究对象 |
| 4.2.2 实验平台 |
| 4.3 数值模拟方法 |
| 4.3.1 物理模型和计算网格 |
| 4.3.2 分解组分和化学反应动力学模型 |
| 4.4 铝镁贫氧推进剂分解燃烧特性分析 |
| 4.4.1 近燃面区火焰形貌 |
| 4.4.2 沿中心轴线的燃烧波温度分布 |
| 4.4.3 组分分解和反应路径 |
| 4.5 环境压强影响 |
| 4.6 环境氧浓度影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 微米级铝颗粒群射流燃烧的宏观耦合两相流仿真研究 |
| 5.1 研究意义 |
| 5.2 数值模拟方法 |
| 5.2.1 物理模型和计算网格 |
| 5.2.2 边界条件和算例工况 |
| 5.3 铝颗粒群射流的两相耦合反应流场特性分析 |
| 5.3.1 典型颗粒弥散燃烧过程及热反馈效应 |
| 5.3.2 铝颗粒群入射范围的影响 |
| 5.3.3 铝颗粒群初始温度的影响 |
| 5.3.4 铝颗粒群初始直径的影响 |
| 5.3.5 铝颗粒群射流质量流率的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 固体火箭冲压发动机地面热车试验和三维仿真研究 |
| 6.1 研究意义 |
| 6.2 地面直连式冲压发动机试验系统 |
| 6.2.1 海平面巡航状态模拟的来流供气系统 |
| 6.2.2 冲压发动机测试系统 |
| 6.2.3 试验步骤及工况介绍 |
| 6.3 数值模拟的物理模型和计算网格 |
| 6.4 发动机工作性能和多相反应耦合流场细节特征 |
| 6.4.1 DRE工作性能的地面试验和仿真模拟对比 |
| 6.4.2 速度场和推力特性 |
| 6.4.3 颗粒弥散分布和燃烧效率统计分析 |
| 6.4.4 热防护衬层烧蚀问题及现象分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研成果 |
四、“飞行金属”——铝（论文参考文献）
- [1]仿羽轴泡沫铝填充铝合金复合管的设计与制备[D]. 路逸尘. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]纯硼团簇和铝羰基阳离子团簇的理论化学与气相谱学研究[D]. 李蕊. 山西大学, 2021(01)
- [3]Ni/Al反应材料聚能粒子流能量释放特性研究[D]. 薛瑞峰. 中北大学, 2021(09)
- [4]激光冲击片换能元设计及能量传递规律研究[D]. 郭伟. 南京理工大学, 2020(01)
- [5]Al/JP-10纳米流体型燃料制备与两相耦合燃烧机理研究[D]. 陈冰虹. 浙江大学, 2020(07)
- [6]防护方式对碳纤维复合材料雷击损伤的影响[D]. 阮巍. 合肥工业大学, 2020(02)
- [7]粉末燃料组合冲压发动机工作特性研究[D]. 陈浩田. 南京理工大学, 2020(01)
- [8]亚十飞秒兆电子伏超快电子衍射关键技术研究[D]. 赵凌荣. 上海交通大学, 2019(06)
- [9]两种非均质长杆弹芯侵彻半无限厚金属靶研究[D]. 唐奎. 南京理工大学, 2020(01)
- [10]铝镁贫氧推进剂燃烧特性对冲压发动机工作性能影响研究[D]. 朱敏. 南京理工大学, 2020(01)