1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院,四川 绵阳 621999
3 先进激光与高功率微波全国重点实验室,四川 绵阳 621900
针对当前空间碎片数量急剧增长问题,探究基于强电磁辐照的主动清除手段的可行性,以多层隔热结构作为典型危险空间碎片模型,重点关注其电磁响应敏感的金属镀层部分,通过构建复杂多环境因素物理场,在S波段强电磁辐照和真空环境下进行了验证实验。实验结果表明,在10−3 Pa量级的真空环境下,强电磁脉冲与多层隔热结构金属镀层发生相互作用,引发放电现象并产生等离子体,同时伴随着宏观动力学特性的改变。通过观察和分析,我们探讨研究了可能的物理过程,包括强场击穿导致材料点放电、面闪络引起材料网状放电和镀层损伤、粒子吸收微波能量导致材料变形以及等离子体烧蚀引起材料损毁等。该研究为利用强电磁脉冲辐照主动移除危险空间碎片提供了重要的技术支持。
电磁辐照 空间碎片 隔热材料 放电损伤 electromagnetic irradiation space debris heat insulation material discharge damage 强激光与粒子束
2024, 36(4): 043028
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043031
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
为进一步研究高斯激光束在水下通信与信息探测中的应用和在不同海水环境中传输过程的特性,以海水中最常见的陆源悬浮泥沙粒子为例,将米氏(Mie)散射理论与蒙特卡罗(Monte Carlo)方法相结合建立含有悬浮物海水中波长为520 nm的高斯激光传输模型,研究了特定直径和密度的粒子群对激光传输的影响。分析了不同探测距离下高斯激光传输模型的归一化接收功率随激光初始发散角的变化。研究结果表明:1)通过改变米氏散射模型中的悬浮泥沙粒子的直径和密度,从而改变仿真中设置的消光系数、散射系数和不对称因子,探测靶面的接收功率随散射体直径、密度和传输距离增加呈指数级减小;2)在一定范围内,初始发散角的变化不会影响接收面的接收功率,并且这种范围随着散射系数以及传输距离的增大而减小。所提的研究方法为进一步实际分析含复杂颗粒群(悬浮气泡、浮游藻类、悬浮泥沙)海水中高斯激光传输特性变化奠定理论基础,可为相关的工程估算提供参考。
米氏散射 蒙特卡罗法 高斯激光水下传输 不对称因子 激光与光电子学进展
2024, 61(9): 0901001
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013004
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳,621900
2 中国工程物理研究院研究生院,四川 绵阳,621900
3 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳,621900
4 95972部队,甘肃 酒泉,735300
在探测目标尺寸小且距离远时,由于光电系统的视场角很小,有效的目标前级引导是光电系统跟瞄目标的前提。目标引导的本质是将大地坐标系下的目标点转换至光电系统局部坐标系下,转换过程中引入一系列旋转和平移参数,其准确程度决定了最终的目标引导精度。提出基于无人机航迹的光电系统引导误差校正方法,通过围绕光电系统周围无人机航迹数据,求解引导数据计算过程中坐标变换的最优参数,进而提高目标引导精度。在本项目搭建的实验装置上实现了方位引导标准方差小于0.052°,俯仰引导标准方差小于0.04°,最大误差不超过0.7°。目标前级引导的引导精度越高,光电系统捕获目标速度越快,对于提高目标处置相应速度具有重要意义。
目标引导 引导误差 目标探测 target guidance guidance error target detection
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院 高功率微波技术重点实验室,四川 绵阳 621999
在大气环境模拟实验平台上,利用S 波段高功率微波(HPM)击穿大气产生等离子体,开展Ka 波段电磁波在等离子体中的传输特性实验研究,得到不同频率电磁波下等离子体传输衰减规律,并发现电磁波与大气等离子互作用呈现透射新颖现象:Ka 频段透射增强或减弱呈振荡形式,透射增强最大增幅接近2 倍,最大增强频点附近透射增强以周期性规律出现,间隔周期约为80 MHz。随着气压升高,透射增强现象仍然存在,但增强幅度随之减小。理论分析了可能引起透射增强的原因, 该试验研究成果为HPM 大气等离子体在隐身、黑障通信等方面的应用提供了可能。
电磁波 等离子体 透射增强 electromagnetic waves plasma propagation enhancement effect 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(6): 809
安徽科技学院生命与健康科学学院, 安徽 凤阳 233100安徽科技学院农学院, 安徽 凤阳 233100
品质性状的化学测定操作繁琐且存在破坏性和耗时较长等不足的问题, 光谱测定具有高效、 快速、 成本低等优点, 但测定准确度受到不同仪器以及不同机型的影响。 为了建立和优化快速测定苜蓿样品的粗蛋白(CP)、 粗脂肪(EE)、 酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)近红外漫反射光谱的模型, 更好的测定苜蓿品质性状。 选取了25份苜蓿材料147份试验样品, 采用傅里叶变换近红外光谱技术(NIRS)扫描, 获得扫描光谱范围4 000~10 000 cm-1的光谱值, 软件TQ Analyst v9选用偏最小二乘法(PLS)和OPUS7.0选用定量2方法建立定量模型并优化, 并进一步交叉验证和外部检验评估模型效果。 结果表明利用2种软件建立的模型都能很好的预测CP的含量, 建模决定系数(R2cal)分别达到0.999 9和0.984 8, 交叉验证的均方根误差(RMSECV)分别为2.121和0.471, 外部验证决定系数(R2)都大于0.97, 残留预测偏差(RPD)值大于6.0。 EE应用TQ Analyst v9所建立的模型效果更好, R2cal为0.999 7, RMSECV为1.502, 外部验证的R2为0.9293, RPD值为3.89; ADF和NDF利用OPUS7.0建立的模型效果更好, R2cal分别为0.944 1和0.978 8, RMSECV分别为1.040和0.514, 外部验证的R2依次为0.914 5和0.911 8, RPD值分别为3.66和3.43。 4种品质性状建模效果表明, 相对分子结构相对简单的蛋白质和脂肪, 利用TQ Analyst v9更准确, 而对于分子结构更复杂的纤维素, OPUS7.0的预测效果更好。
苜蓿 近红外反射光谱 营养品质 含量 Alfalfa Near-infrared reflectance spectroscopy Nutrition quality Content 光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3753
1 西安交通大学 能源与动力工程学院西安 710049
2 西安交通大学 动力工程多相流国家重点实验室西安 710049
反应堆发生严重事故后,将堆芯熔融物滞留在压力容器内的策略(In-vessel Retention,IVR)是作为缓解严重事故的一项重要措施,该策略已成功应用于AP1000、华龙一号和CAP1400等先进压水堆的严重事故管理中。在实施IVR策略时,下封头受到高温熔融物的热负荷会发生变形,下封头的变形改变堆腔的冷却流道,这会直接影响压力容器外部冷却的排热能力和IVR策略的成功实施,有必要对下封头变形展开研究和应用。针对ISAA(Integrated Severe Accident Analysis)程序LHTCM(Lower Head Thermal Creep Module)模型简化薄膜应力模型十分简单和缺乏计算变形模块的问题,本文从机理出发,基于Timoshenko板壳理论、Nortron蠕变定律和大变形塑性理论开发了机理模型—下封头大变形模型,并将该模型集成到一体化严重事故分析程序ISAA中对FOREVER-EC2实验进行应用,预测失效时间与实验的误差仅为1.9%,预测底部伸长量与实验测量值较为符合,破口位置与实验一致。分析结果表明该模型能准确预测在堆芯熔化严重事故中下封头所受应力、失效时间、整体形变和破口位置。
严重事故 IVR策略 下封头大变形模型 FOREVER实验 Severe accident IVR strategy Large-deformation model FOREVER experiment