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变螺距螺杆真空泵内部工作过程建模与热力分布规律
孟雨;孙显彬;乔中涛;尚允坤;张黎明;掌握螺杆真空泵内部工作过程是设计高性能螺杆转子的基础，本文对变螺距螺杆真空泵工作过程进行了建模分析。首先，基于简化泄漏通道几何结构模型，构建了螺杆真空泵泊肃叶流、库爱特流两种流动方式下粘滞流、过渡流、分子流三种流态的基于时间的内部泄漏通道级间泄漏模型；然后，基于气体运输条件假设，构建了内部吸气阶段、压缩阶段、反冲阶段及排气阶段气体运输模型；最后基于内部泄漏通道级间泄漏模型和气体运输模型，揭示了内部质量、压力和温度分布情况以及泄漏流速分布规律。分析结果表明：（1）随着入口压力减小，内部质量减小，压力减小，温度升高，泄漏质量占总质量比例升高；（2）随着间隙减小，内部质量减小，排气温度减小，泄漏质量占总质量比例减小；（3）吸气和压缩阶段，主要泄漏通道为齿尖啮合间隙（凹面间隙），排气阶段，主要泄漏通道为齿顶间隙。研究结果对螺杆转子设计以及螺杆真空泵性能优化具有指导意义。
阳极层霍尔推力器内坡印亭矢量与能量转换机制研究
陈满珍;赵杰;张正浩;唐德礼;本文采用三维粒子云网格-蒙特卡洛碰撞（PIC/MCC）算法，从轴向和径向空间维度，分析稳态时坡印亭矢量分布对阳极层霍尔推力器能量转换过程的影响机制。坡印亭矢量场强在轴向空间具有梯度分布特征，呈现显著的空间非均匀性。通过径向空间的相关性分析发现，电子能量的累积过程不仅受电磁场直接加速的影响，还涉及多种非线性能量传输机制。坡印亭矢量场强通过调控电子漂移速度影响离子密度分布，最终形成空间上连续但存在特征延迟的能量级联现象。等离子体能量与坡印亭矢量强度之间存在非线性关系，由此将能量传输过程划分为能量积累、能量饱和以及输运稳定三个阶段。能量转换效率随坡印亭矢量场强增高表现出先升后降的变化趋势，在坡印亭矢量中等强度区间，能量转换效率达到最高，实现了最优能量传输状态。故而未来优化推力器性能时应重点关注坡印亭矢量中等强度区域的能量利用情况，同时抑制高场区的能量损失，为推力器内电磁场位形的优化设计提供合理配置建议。
高加速寿命试验在裂解源装置可靠性测试中的应用
陈冬冬;郭维;张朱锋;谢斌平;高汉超;裂解源是超高真空分子束外延（MBE）设备的核心部件，可用于生长诸如GaAs、InP、GaSb等多种III-V族化合物半导体外延材料。由于MBE使用过程中超高真空不易获取的特点，对裂解源的可靠性有很高的要求。本文探讨了分子束外延设备用砷裂解源装置高应力加速试验的原理和方法，针对裂解源的特点设计了加速老化试验方案。根据高温度应力加速模型，我们确定了裂解源的温度组合加速因子，设计出相应的试验任务剖面，并且根据试验方案得出裂解源的平均失效间隔时间（MTBF）大于5000h。该方案为可靠性指标较高、受试样机数量紧缩的真空装置、科学仪器等设备的可靠性验证问题提供了工程应用参考。
基于NS-DSMC方法的质谱光电离源仿真研究
高世俊;黄俊;何子阳;毕海林;王旭迪;刘成园;杨玖重;许鸣皋;潘洋;<正>质谱（Mass Spectrometry，MS）技术具有灵敏度高、分析速度快、分析范围广等特点，在化学化工、材料、环境和生命科学等领域得到广泛使用~([1–4])。光电离质谱（Photoionizat
非平衡态等离子体催化CO_(2)加氢逆水煤气反应的实验研究
李森;赵悦彤;孙康宁;马婷婷;戴健男;本文采用非平衡态等离子体放电技术协同Cu基催化剂的方法，促进CO_(2)加氢逆水煤气反应低温高效地进行。实验对比分析了纯催化、纯等离子体以及二者协同作用下对CO_(2)转化性能的影响，重点考察了等离子体放电电压、气体流量、CO_(2)和H_(2)的比例、循环水温度对CO_(2)转化率、CO选择性的影响，以及不同条件下的SEI值和能量效率。结果表明，等离子体放电与催化剂协同作用效果显著，在放电电压为16kV，气体流量为20mL/min，CO_(2):H_(2)=1:3，循环水温度为80℃时，CO_(2)的转化率高达79.17%，CO选择性达到50.83%。在CO_(2):H_(2)比例为1:1、1:2以及60-90mL/min的大流量条件下能量效率较高，最高可达208.47μmol/kJ。
基于有限元分析与声学实验的夹管式真空界面阀气动噪声特性研究
连加俤;李朋飞;陈皇凯;许静;潘威;气动噪声是真空界面阀在真空排污系统运行中面临的一个关键问题，在公共场所噪声显著影响用户体验，减少真空界面阀工作时的气动噪声尤为重要。本文围绕自主设计的夹管式真空界面阀，采用有限元分析（FEA）方法与声学实验相结合的方式，全面探究了阀门在不同开度、压强和结构条件下的噪声特性。有限元分析采用Proudman宽频噪声预测模型及ANSYS Fluent中的FW-H方程求解器实现Lighthill声类比，实验验证通过自制测试平台、噪声传感器以及LabVIEW数据采集软件完成。研究结果表明，阀门开度从20%增至100%时，涡流结构改变使噪声降低达10.4%；压强在0.035 MPa至0.065 MPa递增过程中，各频率端声压级随涡流增强而升高；阀芯水平端面距离从33 mm扩至50.5 mm，噪声降低幅度达5.1%。仿真计算与实验测试结果高度契合，有力地证明了噪声有限元分析方法的准确性与可靠性，为夹管式真空界面阀的噪声控制提供了有力的理论依据，并为类似阀门的噪声控制提供了有益的参考。
基于伴随优化和正交实验的蒸汽喷射器结构优化
方凯跃;毛维斌;操正清;张新晨;杨雪龙;作为蒸汽喷射器制冷系统（ERS）中的核心组件，蒸汽喷射器的性能对整体系统的运行效果具有重要影响，其性能的优劣直接决定了制冷效率。将伴随方法应用于喷射器领域，建立了可视化方案对喷射器进行敏感性分析，筛选出关键结构参数；通过单因素分析方法确定关键结构参数的水平范围，建立L_(9)(3~(4)) 正交表，得出最优结构参数组合；对最优结构参数组合的主喷嘴结构采用伴随优化方法进一步优化。研究表明：伴随方法能够在复杂的几何结构中快速识别出影响性能的关键区域；正交实验得到的最优结构参数组合使喷射系数（ER）值提升7.6%，伴随优化方法使ER值再次提高26.7%；主喷嘴收缩段采用分段式外凸曲线能够使流体在喷嘴区域实现更平滑的流体加速过程，减缓了能量损失，将显著提高喷射器的性能。
细长管内真空压力分布的算法研究和工程实践
陈林;邓高飞;杨红;刘伟健;王浩为;罗守庚;白文龙;本研究针对细长真空管在实际工况中存在的远端压力计算复杂、耗时较长以及管内压力难以测量等技术难题，采用理论推导、数值模拟与实验测试相结合的方法，系统研究了细长真空管内的压力分布规律。结果表明：细长管两端的压差与管路的几何参数相关；且细长真空管内的压力呈现典型的抛物线分布特征，其中泵口侧压力梯度变化最为显著；通过缩短管道长度或增大管径可有效优化管内压力分布。本研究成果为真空系统的优化设计提供了理论依据和技术支撑，对提高抽气效率、优化细长管内的真空压力分布以及保证工艺一致性具有重要的工程应用价值。
一种新型大抽速CP1250Xe复合低温泵
王君;杨杨;曾环;邓家良;陆广宝;本研究成功设计了一种新型大抽速CP1250Xe复合低温泵，通过结构优化显著提高了Xe抽速，并能够有效抽除N_(2)、H_(2)等常规气体。实验结果表明，该低温泵的Xe抽速高达65000 L/s，对N_(2)和H_(2)的抽速也分别达到了60000 L/s，抽氢容量为150 L。这些成果证实了新型大抽速CP1250Xe复合低温泵在提升氙气抽速方面的显著优势，解决了传统低温泵Xe抽速无法达到理想抽速的问题，同时具备常规气体的抽气能力，为真空获得提供了强有力的技术支持。
高功率脉冲磁控溅射制备C:Ni:Cu体系薄膜及其热分解制备少层石墨烯
李筝;高远;刘森;桑利军;王正铎;刘忠伟;石墨烯作为一种先进的功能碳材料得到了广泛应用，本研究通过对高功率脉冲磁控溅射 (HiPIMS) 技术沉积的C:Ni:Cu体系薄膜的快速热退火，在300 nm SiO_(2)/Si基底上直接制备石墨烯。研究了C_(2)H_(2)流量、薄膜厚度、工作气压、退火温度、退火时间及退火升温速率等参数对石墨烯层数和质量的影响，在上述参数分别为2 sccm、48 nm、0.3 Pa、900℃、10 min、15℃/s时，成功制备了低缺陷密度的少层（I_(2D)/I_(G) ≈ 1.23，I_(D)/I_(G) ≈ 0.45，FWHM ≈ 71 cm~(-1)）石墨烯。实验结果提供了一种较低温度下（700 ℃）在所需衬底上直接合成石墨烯的方法，对石墨烯制备技术的发展及石墨烯材料的应用具有重要意义。