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中国科学院高温气体动力学重点实验室研究进展

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力学进展 2008年第2期38卷 250-252页

作者：姜宗林中国科学院高温气体动力学重点实验室中国科学院力学研究所北京100190

在钱学森先生的倡导下，中国科学院力学研究所自20世纪50年代末期就开始了高温气体动力学的基础研究，相关研究进展曾经为发展我国“两弹一星”和神州飞船做出了重要贡献．在钱学森先生创立的气动研究队伍和科研积累的基础上，中国科学... 详细信息

在钱学森先生的倡导下，中国科学院力学研究所自20世纪50年代末期就开始了高温气体动力学的基础研究，相关研究进展曾经为发展我国“两弹一星”和神州飞船做出了重要贡献．在钱学森先生创立的气动研究队伍和科研积累的基础上，中国科学院于1994年组建了中国科学院高温气体动力学重点实验室．

关键词：中国科学院力学研究所气体动力学重点实验室高温基础研究研究队伍两弹一星钱学森

盾构机主驱动用丁腈橡胶密封材料的加工、力学及耐磨性能研究

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摩擦学学报 2025年第12期44卷 1730-1738页

作者：张彩霞王廷梅陈守兵张新瑞王齐华中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州 730000

盾构机主驱动密封件是1种大型异形橡胶密封件，橡胶材料的加工性能在其精细结构成型过程中发挥着举足轻重的作用，而焦烧时间和门尼黏度是影响橡胶材料加工性能的关键因素. 针对盾构机主驱动橡胶密封件的成型工艺对丁腈橡胶(NBR)加工性... 详细信息

盾构机主驱动密封件是1种大型异形橡胶密封件，橡胶材料的加工性能在其精细结构成型过程中发挥着举足轻重的作用，而焦烧时间和门尼黏度是影响橡胶材料加工性能的关键因素. 针对盾构机主驱动橡胶密封件的成型工艺对丁腈橡胶(NBR)加工性能的要求，本研究中以松明油、癸二酸二丁酯和固体古马隆树脂为原料，合成复合增塑剂；并使用高结构炭黑和低结构炭黑并用的补强体系，对NBR密封材料进行加工性能、物理机械性能和摩擦性能的宏观调控. 结果表明：由于复合增塑剂中三组分的协同作用，当复合增塑体系中松明油的使用量为0.9 phr (parts per hundred parts of rubber，每百份橡胶中组份的重量份数)时，本研究中制备的高性能NBR密封材料，不仅满足大型盾构机用异形密封圈的成型工艺要求，混炼胶焦烧时间T10可长达168.6 s，门尼黏度值ML(1+4)可低至46.95；还是1种兼具高强度、高韧性、高耐磨、高回复性与高耐热性的自润滑橡胶密封材料，且该材料的耐磨性能已在盾构机主驱动模拟试验台中进行了验证，可以满足盾构机主驱动系统对密封有效性和寿命的需求，本研究可以为大型盾构机主驱动密封材料的设计制备提供支撑.

关键词：丁腈橡胶盾构机主驱动密封焦烧时间门尼黏度密封材料

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腾冲火山壳幔过渡带分析及岩浆上涌通道初探

地震研究 2025年第1期48卷 41-48页

作者：范心甜危自根谢军程智伟凌媛李雪垒刘益炜中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 河北工程大学地球科学与工程学院河北邯郸056038 中国科学院地质与地球物理研究所地球和行星物理重点实验室北京100029 湖南工商大学微电子与物理学院湖南长沙410205

壳幔过渡带是地壳与地幔物质和能量的交换场所,其结构特征与该区的深部过程和构造演化密切相关。提取腾冲火山区31个地震台站下方的接收函数H-κ叠加获得的地壳厚度随频率变化特征和接收函数的Ps/P、PpPs/P振幅比,发现盈江断裂北部的黑... 详细信息

壳幔过渡带是地壳与地幔物质和能量的交换场所,其结构特征与该区的深部过程和构造演化密切相关。提取腾冲火山区31个地震台站下方的接收函数H-κ叠加获得的地壳厚度随频率变化特征和接收函数的Ps/P、PpPs/P振幅比,发现盈江断裂北部的黑空山-燃灯寺和南侧沙坝台区域具有比周边区域更低的振幅比,约有2 km地壳厚度差异。将该观测结果与前人获得的这两个区域相对薄的地壳厚度与高的V_(P)/V_(S)比值相结合,表明黑空山-燃灯寺和沙坝台区域具有厚的壳幔过渡带,推测其是地幔物质涌入地壳的通道。结合前人获得的该区上、中、下地壳都存在大片低速体的特征,推测来自地幔的岩浆很可能沿着腾冲火山区黑空山-燃灯寺和沙坝台这两个区域上涌到地壳,并依次在下、中和上地壳富集和横向展布,最终沿多个通道喷出地表。

关键词：腾冲火山接收函数振幅比地壳厚度壳幔过渡带地幔上涌通道

阿拉善-华北北缘晚古生代-早中生代岩浆作用:对古亚洲洋俯冲-闭合过程的制约

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岩石学报 2025年第1期41卷 66-90页

作者：曾浩宋东方肖文交李普庆中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生态安全与可持续发展全国重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

位于中亚造山带南部的阿拉善-华北北缘地区保存了丰富的晚古生代-早中生代岩浆记录,为理解古亚洲洋从俯冲至闭合的构造演化过程提供了关键信息。本文对位于内蒙古西部的甘其毛都地区的4个侵入体进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学... 详细信息

位于中亚造山带南部的阿拉善-华北北缘地区保存了丰富的晚古生代-早中生代岩浆记录,为理解古亚洲洋从俯冲至闭合的构造演化过程提供了关键信息。本文对位于内蒙古西部的甘其毛都地区的4个侵入体进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素分析。锆石U-Pb定年表明这些岩体分别形成于早二叠世(283±3Ma、273±5Ma、272±5Ma)和中三叠世(238±3Ma)。早二叠世岩体以石英闪长岩和闪长玢岩为主,富集轻稀土与大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta等,Hf同位素显著亏损(-4.0~+15.6)。它们可能是由俯冲板片流体交代地幔楔部分熔融形成的基性岩浆经分离结晶演化而成。中三叠世侵入体为花岗闪长岩,轻重稀土元素强烈分异,锆石ε_(Hf)(t)值均为正值(+5.0~+8.5),可能代表了碰撞造山阶段新生下地壳物质部分熔融的产物。在此基础之上,本文系统收集并分析了阿拉善-华北北缘地区晚古生代-早中生代岩浆岩的时空分布规律与地球化学特征,以限定其构造背景与深部动力学过程。结合前人研究成果提出:石炭纪时期,古亚洲洋向南俯冲至阿拉善-华北克拉通之下并不断向北后撤;至早二叠世,俯冲板片转变为前进式俯冲,整体处于挤压环境,发育大规模岩浆活动与弧背前陆盆地;早-中三叠世,古亚洲洋闭合,阿拉善-华北克拉通沿索伦缝合带与北侧的中亚弧增生体系发生碰撞-拼贴。

关键词：阿拉善华北北缘晚古生代-早中生代古亚洲洋俯冲-闭合

考虑煤油裂解效应的超声速燃烧室再生冷却过程分析

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推进技术 2013年第1期34卷 47-53页

作者：王曦仲峰泉陈立红张新宇中国科学院力学研究所/高温气体动力学国家重点实验室北京100190

为了分析宽马赫数飞行条件下超声速燃烧室再生冷却性能以及考虑燃料高温裂解效应对冷却的影响,发展了具有一定通用性的超声速燃烧室再生冷却系统气-固-液传热分析模型,对燃烧室内流、冷却剂流动以及冷却结构进行了气-固-液传热耦合计算... 详细信息

为了分析宽马赫数飞行条件下超声速燃烧室再生冷却性能以及考虑燃料高温裂解效应对冷却的影响,发展了具有一定通用性的超声速燃烧室再生冷却系统气-固-液传热分析模型,对燃烧室内流、冷却剂流动以及冷却结构进行了气-固-液传热耦合计算。燃烧室内流计算模型无需实验测量的静压数据以及总温/释热分布假设,通过直接求解质量、动量、能量守恒微分方程并结合燃料混合及燃烧模型来获得内流参数分布。同时对燃烧室壁面传热进行了计算,将冷却结构内冷却剂的流动、换热与燃烧室内流耦合,并且着重考虑了煤油作为冷却剂,其物态随温度、压力变化以及高温时出现的热/催化裂解吸热化学反应。基于实验数据发展了煤油热/催化裂解总包反应模型,对煤油热裂解和催化裂解两种过程的化学吸热性能进行了对比,研究了热/催化裂解效应对再生冷却的影响。

关键词：超声速燃烧室耦合传热再生冷却超临界态催化裂解

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高压捕获翼位置设计方法研究

力学学报 2016年第3期48卷 576-584页

作者：李广利崔凯肖尧徐应洲中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190

高压捕获翼构型是一种合理利用机体/上置翼(简称捕获翼)间的耦合关系提高飞行器升力,进而大幅提高升阻比的高速飞行器新概念构型.基于其设计原理,捕获翼的位置与机体压缩激波和自身二次压缩激波的位置均直接相关,一般难以利用理论方法... 详细信息

高压捕获翼构型是一种合理利用机体/上置翼(简称捕获翼)间的耦合关系提高飞行器升力,进而大幅提高升阻比的高速飞行器新概念构型.基于其设计原理,捕获翼的位置与机体压缩激波和自身二次压缩激波的位置均直接相关,一般难以利用理论方法直接获得.针对这一问题,本文运用均匀实验设计方法在设计空间内获取样本点并利用计算流体力学分析和迭代获得其设计位置,之后通过构造代理模型建立捕获翼位置与设计参数间的模拟映射关系,进而发展了一种捕获翼位置设计的有效方法.在方法研究基础上以锥体-捕获翼组合构型作为实例对其进行验证.结果表明,该方法可在较大设计空间范围内准确判定捕获翼的设计位置.此外,针对这一构型还开展了基于代理模型的设计参数单因素分析.发现在设计空间内,前缘压缩角、来流马赫数、和捕获翼钝化半径等3个关键参数均与捕获翼位置呈单调正比例关系.

关键词：高速飞行器高压捕获翼均匀实验设计多项式代理模型

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爆轰波与激波对撞爆轰状态演化机理研究

力学学报 2012年第6期44卷 953-961页

作者：戴旭刚张德良胡宗民姜宗林中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190

对当量比氢氧混合气体中爆轰波与激波的正面对撞过程进行了二维数值研究.采用了二阶精度NND差分格式与改进的两阶段化学反应模型,并以数值x-t纹影图以及烟迹图记录了对撞过程.数值研究表明,透射爆轰波受到膨胀影响首先会衰减,甚至产生... 详细信息

对当量比氢氧混合气体中爆轰波与激波的正面对撞过程进行了二维数值研究.采用了二阶精度NND差分格式与改进的两阶段化学反应模型,并以数值x-t纹影图以及烟迹图记录了对撞过程.数值研究表明,透射爆轰波受到膨胀影响首先会衰减,甚至产生局部解耦现象;然后由于三波点的碰撞又能再次重新耦合.在爆轰波对撞过程中,由于燃烧不均匀性而产生的弱横波对爆轰胞格的形成起着重要作用.

关键词：爆轰波激波对撞三波点横波

主动冷却燃烧室燃烧与传热耦合过程迭代分析设计方法

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推进技术 2014年第2期35卷 213-219页

作者：王新竹张泰昌陆阳范学军中国科学院力学研究所/高温气体动力学国家重点实验室北京100190

为了对主动冷却超燃冲压发动机进行研究与设计,采用实验与计算相结合的方法,对主动冷却超燃冲压发动机燃烧室内传热与燃烧的耦合过程进行了分析。该方法采用燃烧室静压分布的测量值作为输入条件,开展燃气-结构-燃料耦合传热分析,获得经... 详细信息

为了对主动冷却超燃冲压发动机进行研究与设计,采用实验与计算相结合的方法,对主动冷却超燃冲压发动机燃烧室内传热与燃烧的耦合过程进行了分析。该方法采用燃烧室静压分布的测量值作为输入条件,开展燃气-结构-燃料耦合传热分析,获得经过冷却系统后燃料的状态参数;将燃料的状态参数作为实验参数,开展直联式超声速燃烧实验,得到新的静压分布,如此反复迭代,直至燃料状态不再变化,最终确定主动冷却燃烧室的各种传热与燃烧特性参数。利用该分析方法,初步开展了不同飞行马赫数条件下主动冷却燃烧室闭环运行状态研究,得到了冷却煤油温度与燃烧室壁温同飞行马赫数的关系。

关键词：超燃冲压发动机主动冷却碳氢燃料耦合传热闭环运行

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探索发展激波风洞爆轰驱动技术

力学学报 2011年第6期43卷 978-983页

作者：俞鸿儒中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190

发现了燃烧驱动激波管中入射激波马赫数异常升高的起因.实验显示爆轰驱动能力强于燃烧驱动,从而推动爆轰驱动技术的发展.采用卸爆管消除爆轰波反射高压以及双爆轰驱动段全部消除爆轰波后的Taylor稀疏波,使反向和前向爆轰驱动模式具有实... 详细信息

发现了燃烧驱动激波管中入射激波马赫数异常升高的起因.实验显示爆轰驱动能力强于燃烧驱动,从而推动爆轰驱动技术的发展.采用卸爆管消除爆轰波反射高压以及双爆轰驱动段全部消除爆轰波后的Taylor稀疏波,使反向和前向爆轰驱动模式具有实用价值.反向爆轰驱动技术还成功用来延长激波风洞试验时间.

关键词：激波管激波风洞气体爆轰