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近壁湍流

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近壁湍流相关的资讯

  • 科研人员在实验室实现激光驱动湍流磁重联
    记者从北京师范大学了解到,我国科研人员依托上海高功率激光物理国家实验室“神光Ⅱ”装置,首次在实验室实现激光驱动湍流磁重联物理过程,并通过标度变换用于解释太阳耀斑爆发现象,实验证实湍流过程对耀斑快速触发以及加速高能带电粒子的重要性。相关论文于北京时间1月17日刊发在《自然物理》期刊上。太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动现象,一次典型耀斑爆发释放的能量相当于数十亿枚氢弹的爆炸。耀斑能产生多波段辐射,剧烈的耀斑会严重影响日地空间环境和人类生活。因此,认识和了解耀斑活动具有重大意义。目前的理论认为磁重联导致了耀斑触发。磁重联是等离子体中方向相反的磁力线因互相靠近而发生的重新联结的过程,重联会将磁能快速转化为等离子体热能和动能。在天体物理中,磁重联模型还被广泛应用于恒星形成、太阳风与地球磁层的耦合、吸积盘物理以及伽马暴研究。湍流磁重联是等离子磁流体中磁场能量耗散的最有效方式之一,然而其尚未在实验室得到直接证实和系统研究。论文通讯作者、北京师范大学天文系仲佳勇教授领导的实验室天体物理研究团队,长期专注于利用强激光近距离、主动可控地模拟各类天体等离子体物理过程。早在2010年,仲佳勇与合作者就成功模拟了太阳耀斑中环顶X射线源和重联喷流。仲佳勇介绍,利用高能量激光系统,科学家能在实验室中获得极端物理实验条件,模拟多种高能量密度天体物理现象。这种研究方法不仅可以用来验证天文观测理论模型,还可为发现新物理过程提供新途径。团队此次在前期工作的基础上,提出了利用“神光Ⅱ”四路激光多点烧蚀金属靶,设计具有微扰特征且磁性相反的等离子体磁环来增大磁场相互作用区,进而实现湍流磁重联的实验构想。仲佳勇告诉科技日报记者,他们此次在实验上首次利用激光等离子体的方式驱动湍流磁重联,激光等离子体更加容易标度变换到太阳耀斑等离子体,从而可对太阳耀斑进行更加细致和系统的定量研究。该研究还发现,实验湍流磁重联中高能电子的加速主要来源于重联电场,而费米加速过程可以忽略,这对传统高能电子加速机制提出了新的认识和理解。
  • AVL Tippelmann 使用LaVision公司的滚流/湍流软件进行发动机缸内流场分析
    发动机研发中的流场微分研究视频演示的实验结果是北京欧兰科技发展有限公司代理的德国LaVision公司和奥地利AVL Tippelmann公司合作完成的(AVL Tippelmann 和 LaVision) 在一个研究型光学发动机上进行了滚流和湍流(或扭转流)现象的观测研究。透明的光学气缸安装在一个真实发动机气缸顶上。空气被抽走。测量的目标对象是气缸顶(像一个流动的盒子)安装在透明光学气缸体的顶部。其直径和发动机的缸内径相同。流动的PIV测试系统由LaVision公司提供.LaVision提供了一个附加的软件模块通过累计扭矩,刚性体的旋转等来计算滚流和湍流数.同时软件还具有生成体积流和滚流角的功能。对于滚流/湍流数计算所需要的像发动机缸径和发动机冲程等参数可以从一个遥控计算机输入,也可以手动输入。LaVision的全套系统都可以通过一个遥控计算机来完成全部的控制和分析操作。执行从启动实验记录,到速度场矢量计算直至生成滚流和湍流数。
  • 国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)“基于超高帧频激光诊断的高温高压湍流燃烧研究装置”进行现场考察
    2022年8月26日,由国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)副主任谢心澄院士带队,化学科学部组织专家对拟资助的国家重大科研仪器制项目(部门推荐)“基于超高帧频激光诊断的高温高压湍流燃烧研究装置”进行了现场考察,该项目由上海交通大学齐飞教授牵头负责。自然科学基金委化学科学部和计划与政策局相关工作人员,项目推荐部门教育部、依托单位上海交通大学及合作单位相关领导和项目组成员出席。 谢心澄副主任指出,专家组要对项目全面考察、严格把关,推动项目按期完成,项目依托单位和合作单位要为项目实施提供充分的政策支持和条件保障,期待通过本项目的实施,切实提升我国先进发动机燃烧研究的综合水平和国际地位。 化学科学部常务副主任杨俊林指出,原创仪器研制是产出创新科技成果的重要基础,科学仪器研制需要面向国家需求和科学前沿,以解决基础科学问题为目标,全面支撑我国科技原始创新能力的提升,为我国基础研究的发展提供强有力的手段和工具。同时,他强调了项目实施质量、建设条件保障和科技资源共享的重要性。 上海交通大学常务副校长丁奎岭院士代表依托单位感谢自然科学基金委对该项目的支持,强调上海交通大学将落实好依托单位责任,在各个方面全力支持和保障该项目的实施。 齐飞教授代表项目组汇报了项目的科学目标、研制方案、保障条件和研制基础,现场回复了专家组质询。随后,专家组实地考察了上海交通大学激光燃烧诊断实验室和拟建设的装置场地,并根据项目申请材料、负责人汇报和现场考察情况,提出了考察意见和项目实施建议,形成了考察报告,圆满完成了考察任务。
  • 一种先进的用于高细胞浓度灌流培养的声学截留系统-BioSep
    概述哺乳动物细胞培养对于生物技术行业的蛋白质生产具有重要意义[1]。制药行业中约70%的重组蛋白是使用中国仓鼠卵巢细胞(CHO)生产的。在灌流培养中,营养物质持续供应并去除副产物[2]。与批培养和流加补料技术相比,灌流为细胞提供了有利的环境和较短的产品停留时间。这对于不稳定产品的质量尤为重要。灌流模式的另一个优点是它允许使用较小的生物反应器并减少在位清洗操作[3]。灌流需要一种装置将细胞保留在培养基中。灌流中使用的大多数哺乳动物细胞保留系统都基于细胞尺寸差异,例如使用滤器。然而,由于滤器不可避免的污染,传统的过滤膜无法实现真正的稳态灌流培养。此外,频繁更换过滤器会增加成本和污染风险[4]。声学分离器是一种替代的细胞截留系统,利用超声波驻波场中产生的力将细胞与清液分离。细胞被困在驻波的压力平面中,并收集为松散的聚集体。这些细胞聚集体通过重力沉降返回生物反应器[4]。 在本研究中,使用了一种针对高密度细胞培养物灌流的Applikon Biosep 10 L声学细胞分离器的高级版本。生物反应器中,细胞密度在11~144*106 cells/mL之间的CHO细胞评估其性能。材料和方法01细胞声学截留装置 – BioSep BioSep 系统由声学腔室和控制器组成。 控制器功能是自动产生声学腔室内的声场。 来自生物反应器的细胞悬液被泵输入到安装在生物反应器头板上的声学腔室中。 驻波迫使悬浮细胞进入平面,在那里它们形成松散的聚集体(图 1)。 清液向上通过声场而收获,而浓缩的细胞则返回到生物反应器。 随着细胞浓度和灌流速率的增加,声学腔室的功率输入被调整到更高水平,以保持高分离效率[5]。 运行时间对应于细胞与清液分离的时间段。在运行时间结束时,声场暂时关闭,收获暂停,同时腔室中的细胞返回生物反应器。 在这项研究中,功率水平和运行时间发生了变化,以获得最佳设置,使高密度CHO 细胞培养超过 125* 106 cells/mL。02实验装置 为了评估在一系列高细胞浓度下的分离性能,将CHO 细胞在摇瓶中培养,浓缩、然后悬浮在使用my-Control 操作系统的Applikon 250 mL MiniBio 生物反应器中。 BioSep 10 L的功率水平为2~7W。 实验设置如图2所示。2丨A) 实验装置包括:进料罐、废液罐、收获泵、进料泵、声学室、MiniBio 250 mL、my-ControlB)典型的实验装置[5]3 | 分析方法&bull BioSep 的分离效率根据公式 1 计算:SE (%) = 1 - HX / BX *100 [1] 其中HX对应于收获管路的活细胞浓度,BX对应于生物反应器中的活细胞浓度[4]。为确保稳定和可重复的声学条件,在从收获管路和生物反应器取样之前,超声波功率输入、收获速率和运行/反冲洗定时器设置至少恒定 30 分钟。根据所选运行周期的持续时间,在时间点采集收获样本,以获得一致且可比较的数据(表1)。结果和讨论1| 循环流速 在高细胞密度的灌流培养过程中,需要高循环速率,这会导致声学室内的湍流增加。 这种湍流诱导会影响声学诱导的细胞聚集[6]。 在目前的研究中观察到新的BioSep版本允许声学诱导的细胞聚集体不受干扰地沉降,最大流入速率高达7 mL/min(~10 L/天),允许保留超过100*106cells/mL的生物反应器浓度。2| 分离性能 从收获管路和生物反应器中采集的70对样品中测定分离效率。 CHO细胞总浓度范围为11~144*106 cells/mL。 研究了1~15L/天的不同净收获率、2~7 W的功率水平和2至10分钟的运行时间(未显示值),结果总结在图3中。 从图3中可以看出,当CHO细胞总浓度为100*106cells/mL时,可以实现高达3L/天的净收获率,同时保持98%的典型活细胞分离效率。超过4L/天的净收获率会影响最高密度下的效率,但分离仍保留了90%以上的细胞。 在总浓度为125*106 cells/mL时,以2L/天的净收获率运行,细胞分离效率达到98%。 在细胞浓度增加或收获率高的情况下,使用高功率水平和更短的运行周期是必要的[5]。 优化功率(w)和运行时间(min)的配对,以实现高密度细胞。这些值的组合使得最高的分离效率是:2 w - 10 min 3 W - 5 min 5 W - 3 min 7 W - 2 min。这些结果是意料之中的,因为更高的功率水平允许在高浓度或高流量条件下增加细胞的保留,而更短的运行时间避免了细胞聚集体在声室中过度积聚,然后才有机会沉降回到生物反应器。Figure 3 分离效率以黑色方块表示,作为记录的流入管线的净收获率和CHO细胞总浓度的函数。功率水平矩阵表示在该特定净收获率下应用的最大HF功率。黄色虚线表示循环速率20L/天和10L/天之间的边界。实验结论目前的研究证明了Biosep作为CHO细胞浓度高达125*106cells/mL的细胞保留系统,增强了细胞的沉降效率。在该细胞浓度下,以2 L/天的净收获率下运行,分离效率高达98%。参考文献[1]S. M. Woodside, B. D. Bowen, and J. M. Piret, “Mammalian cell retention devices for stirred perfusion bioreactors,” Cytotechnology, vol. 28, pp. 163–175, 1998.[2]T. Kwon, N. Madziva, J. D. Oliveira, S. K. Chandramohan, L. Yin, H. Prentice, J. Han, ‘Long-term steady state perfusion culture of mammalian cells using a robust microfluidic cell retention device”. 19th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, 2015.[3]M. F. Clincke, C. lleryd, Y. Zhang, E. Lindskog, K. Walsh, and V. Chotteau, “Very high density of CHO cells in perfusion by ATF or TFF in WAVE bioreactor. Part I: Effect of the cell density on the process,” Biotechnol. Prog., 2013.[4]V. M. Gorenflo, J. B. Ritter, D. S. Aeschliman, H. Drouin, B. D. Bowen, and J. M. Piret, “Characterization and optimization of acoustic filter performance by experimental design methodology,” Biotechnol. Bioeng., 2005.[5]Biosep manual 10 and 50 L per day, Applikon Biotechnology.[6]I. Z. Shirgaonkar, S. Lanthier & A. Kamen, Acoustic cell filter: A proven cell retention technology for perfusion of animal cell cultures. Biotechnology Advances, 22(6), 433–444, 2004.
  • CEM MARS 高通量密闭微波消解系统荣获“2007年最受用户关注仪器”奖
    在2008年3月11日召开的&ldquo 2008中国科学仪器发展年会&rdquo 上,CEM MARS 高通量密闭微波消解系统荣获&ldquo 2007年最受用户关注仪器&rdquo 奖。本奖项是从仪器信息网28374台参展仪器中,根据各台仪器在2007年度的用户反馈情况、3I指数两项指标,经过综合计算评选得出的。该榜单可从一个侧面反映出,近年在市场上受用户关注较高的仪器和产品。 CEM MARS 高通量密闭微波消解系统荣获此奖, 充分说明MARS在市场上的知名度和用户的认可度。在用户的眼中,CEM MARS几乎就是微波消解仪的代名词。因为CEM MARS是唯一获得R&D100大奖的微波样品前处理仪器, 实现了实验化学家对于密闭微波化学反应系统的安全性、科学性和高效性要求的不懈追求。MARS也是世界上使用最多,最安全、普通仪器4倍处理能力的微波消解仪。 MARS是具备精确化学反应过程控制的微波加速反应系统,控制, 显示和操作系统一体化集成, 具有可靠的整机防腐设计, 节省空间, 同时仪器一机多能, 可用于分析化学的样品消解, 萃取, 蛋白水解, 浓缩, 干燥,实验化学的有机/无机合成, 以及化学工艺模拟数据条件中试等各种微波化学应用。 CEM倡导现代卓越领先的安全理念,创下了30年6万台仪器无任何伤亡事故的安全记录。MARS以其卓越的设计经验、以人为本、彻底解决了高压罐一级的安全防爆问题。独特的湍流风冷设计和热超导宇航纤维外壳, 唯一实现消解后免搬运、具备快速原位冷却控制和安全指示的人性化设计, 大大降低潜在的操作风险。专利的DUAL-IR双光束红外温度控制系统,可以对0-40个罐实行实时的温度控制。DuoTemp多目标自动温度控制系统可以自动切换主控罐,自动跟踪记录和控制全部反应罐的真实反应温度。 详情请致电:010-65528800,EMAIL:sales@pynnco.com,或浏览培安公司的网页www.pynnco.com
  • CEM MARS 高通量密闭微波消解系统荣获“2009年最受用户关注仪器”奖
    在2010年4月9日召开的&ldquo 2009中国科学仪器发展年会&rdquo 上,CEM MARS 高通量密闭微波消解系统 荣获&ldquo 2009年最受用户关注仪器&rdquo 奖。这是继2007、2008年,CEM MARS高通量密闭微波消解系统连续第3次荣获此奖项。 CEM MARS 高通量密闭微波消解系统荣获此奖,充分说明MARS在市场上的知名度和用户的认可度。在用户的眼中,CEM MARS几乎就是微波消解仪的代名词。因为CEM MARS是唯一获得R&D100大奖的微波样品前处理仪器, 实现了实验化学家对于密闭微波化学反应系统的安全性、科学性和高效性要求的不懈追求。MARS也是世界上使用最多,最安全、普通仪器4倍处理能力的微波消解仪。 MARS是具备精确化学反应过程控制的微波加速反应系统,控制,显示和操作系统一体化集成,具有可靠的整机防腐设计,节省空间,同时仪器一机多能,可用于分析化学的样品消解、萃取、蛋白水解、浓缩、干燥、实验化学的有机/无机合成、以及化学工艺模拟数据条件中试等各种微波化学应用。 CEM倡导现代卓越领先的安全理念,创下了30年6万台仪器无任何伤亡事故的安全记录。MARS以其卓越的设计经验、以人为本、彻底解决了高压罐一级的安全防爆问题。独特的湍流风冷设计和热超导宇航纤维外壳, 唯一实现消解后免搬运、具备快速原位冷却控制和安全指示的人性化设计, 大大降低潜在的操作风险。专利的DUAL-IR双光束红外温度控制系统,可以对0-40个罐实行实时的温度控制。DuoTemp多目标自动温度控制系统可以自动切换主控罐,自动跟踪记录和控制全部反应罐的真实反应温度。 &ldquo 2009年度最受关注的十大仪器&rdquo 入围产品名单,是从仪器信息网数万台参展仪器中,根据各台仪器在2009年度的用户反馈情况、每月的3i指数、本网市场调查所了解到的情况,经过综合排名得出的结果。该榜单是2009年在中国市场上受关注度最高的仪器产品,可从一个侧面反映出2009年中国市场上比较主流的仪器型号&rdquo 在此,我们向广大用户的关注和支持表示感谢,对主办单位中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会分析仪器分会、仪器信息网www.instrument.com.cn的支持也表示由衷的感谢。我们将一如继往,继续为广大用户提供最优秀的产品和一流的服务,来回馈用户对我们的支持。 有关详情请浏览培安公司的网站www.pynnco.com 电子邮件:sales@pynnco.com, 电话:010-65528800。
  • 上海元析发布Trump系列密闭式智能微波消解仪新品
    仪器特点和功能◆多达12罐的高通量消解能力,满足各类样品消解工作的需求。◆微波均匀,垂直波导设计,三维输出技术,匹配谐波功频实现了高度的微波场均匀性。◆铂电阻温控系统, 实时检测温度控制并显示消解罐内的温度和曲线, 范围:-40~350℃。非接触式压力控制系统, 实时检测控制并显示消解罐内的压力和曲线,无防爆膜耗材设计,减少后期维护消耗成本。◆进口原材料防爆内外罐安全防护措施; ◆整机外壳由碳纤维加强聚合材料,高强度结构,专业灵动,超大屏彩色触控屏,先进人机友好软件界面,智能操作。 内存多种国际通用标准应用方法, 用户也可以编辑、存储、修改和删除特定样品的应用方法。◆316级全不锈钢防爆腔体,多层防腐耐高温特氟隆涂层,湍流风冷设计,快速冷却,永不腐蚀。◆专业电磁防护设计: 执行高端微波泄漏防护标准 ◆国际领先微波消解行业经验,终身提供免费咨询服务。 仪器指标 型号Trump ATrump BTrump CTrump D 消解罐数量6位8位10位12位 温度监测系统 高精度铂电阻测温 控温范围室温~400℃ 控制精度 ±0.1℃ 显示精度 ±0.1℃ 压力监控系统 非接触式光学扫描测压 控压范围 0~15MPa 控制精度 ±0.01MPa 显示精度 ±0.1MPa 样品消解罐容积 100ml 样品消解罐材质 进口改性TFM 保护外罐材质 复合材料(进口PEEK混玻纤) 显示器 7英寸超大触摸彩屏控制器 转盘旋转方式 同一方向持续匀速旋转 微波炉腔 316L不锈钢大腔体,多层耐腐涂层喷涂 微波功率 0~1000W (任意可调) 微波泄漏 低于5mw/cm2 炉腔排风系统 大功率耐腐蚀鼓风机 电源 AC 220V±10%,10A,50/60Hz 外观尺寸 560mm×490mm×630mm(L×W×H) 主机净重 45kg 创新点:1.在只有主控罐监控温度和压力的基础上,实现了全罐扫描监控压力的功能,使反应过程参数的实时化程度更高,产品安全性更可靠。2.全罐监控压力,采用无线束非接触式扫描方式,腔体内连接线更少,降低微波干扰、信号线打火等故障概率。3.独创的一体化连续旋转测温系统,相比市面上的分体式旋转监测系统,运行更顺滑、信号线缠绕故障率更低、抗微波干扰更强,整体稳定性能更高。4.转子结构简单、牢固、易操作,可以直接将消解罐载入炉腔内的转盘上,无需提前在炉腔外将所有消解罐装入转子框架,然后再使用专用手推车将转子组合转移至炉腔内。5.消解罐数量和容积大小配有多种选择规格,满足不同用户的不同需求。6.主控罐监控温度&全罐监控压力的微波消解仪的问世,弥补了市场上主控罐控温控压到全罐控温控压之间的产品段空白,解决了用户选择主控罐控温控压产品不能满足消解需求,选择全罐控温控压产品时价格又超出预算的难题。Trump系列密闭式智能微波消解仪
  • 美科学家研发实时检测甲烷泄漏微芯片 售价仅200美元
    p  甲烷的升温“潜能”是二氧化碳的25倍,而石油和天然气钻井泄漏成为甲烷排放的主要来源。据《科学美国人》杂志官网6日报道,IBM与哈佛大学、普林斯顿大学研究人员合作,设计了一个5毫米见方的微型传感器芯片,可持续实时检测甲烷排放。/pp  目前,油气行业通过人工手持红外摄像机来检测甲烷泄漏,这一方法昂贵且低效。美国西南能源公司企业环境项目主管东· 约旦说,如果对整个工厂进行气体泄漏检测,需要专门派人用一整天的时间操作这种手动扫描设备。一般而言,公司每季度进行一次整体检测,因此,有些泄漏可能要几个月后才被发现。另外,这种红外摄像机虽对大的泄漏源足够敏感,但对小的泄漏点很容易“视而不见”。/pp  而IBM研发的微型芯片,其安装在小硅晶片上的传感器包含激光和玻璃缆线通道。激光从光缆向空气中发射,当甲烷分子飘过传感器上方时,会吸收特定波长的光线,产生一种独特的特征 芯片将其转化成电信号,再通过绘制光吸收图谱来测算甲烷泄漏量。/pp  石油和天然气公司将这些传感器嵌入井壁或压缩机站周围,光吸收中非常微小的变化数据可自动发送到IBM的云计算机,结合风力、湍流、适度、温度等复杂动力模型,就能判断甲烷泄漏源。一旦确定,公司可立即派人前去修复。/pp  IBM认知物联网系统和技术经理诺玛· 索萨说,这款芯片的优点是可以提供实时警报,并标记时间和位置等信息,“最关键的是,所有芯片都是无线连接”。市场上甲烷检测传感器非常昂贵,规模巨大且需要电力,而IBM这款不需太阳能供电的芯片设计成本较低,每个芯片只要200美元。/pp /p
  • 中国科学院合肥物质科学研究院吴晅课题组《Biomimetics》:微米级3D打印助力仿爬岩鱼吸盘制备
    自然界中有许多水生生物具有令人惊叹的吸附能力,例如,章鱼可以利用手臂上的吸盘在海中爬行并捕捉猎物,鮣鱼可以使用背上的粘性圆盘附着在鲨鱼身上 “搭便车”,爬岩鱼将它们的整个身体用作吸附系统抵御湍流的冲击。这些生物大多具有基于负压效应的吸盘黏附系统,尽管生物吸附器官的种类和形式不同,但学者们在生物黏附器官表面均发现了特殊的微/纳米级结构。有报道指出,这些微细结构在提高生物表面适应性、增加各向异性摩擦力等方面发挥了至关重要的作用。为了制造出表面覆盖微纳结构的仿生黏附器件,基于立体光刻的微型 3D 打印方法越来越受欢迎。近期,中国科学院合肥物质科学研究院的吴晅副研究员团队受爬岩鱼吸附现象的启发,研制了一款边缘具有分层微结构的仿生吸附器件(图1),并从毛细力和Stefan黏附相关的角度解释了微结构边缘在增强粘附力所起的作用。该团队利用新型面投影微立体光刻技术(nanoArch S140,摩方精密)和胶体球刻蚀技术制造了具有不同仿生特征(图2)的仿生吸盘,通过实验验证了微结构形状和规模、表面粗糙度和边缘材料对仿生吸盘粘附力的影响。最后,团队进行了拉脱实验以表征仿生边缘的剥离行为,并说明微结构在吸盘边缘从基底动态剥离中的作用。相关成果以“Enhanced Adhesion of Synthetic Discs with Micro-Patterned Margins”为题发表在《Biomimetics》期刊上。图1 爬岩鱼生物吸盘和仿生吸盘结构:(a-e)爬岩鱼生物吸盘边缘结构;(f)仿生吸盘边缘;(g)仿生分层微结构;(h)仿生吸盘 图2 不同仿生特征的微结构示意图该研究中,团队发现常规吸盘的吸附力曲线在 0–1 s 和 1.2–1.5 s 处显示两个峰值,在 1–1.2 s 和 1.5–1.8 s 处显示两个谷值。 另一方面,对于具有微观结构的吸盘,它们在 0.5 秒后只显示一个峰值和一个谷值(图3)。这表明与仿生吸盘相比,常规吸盘的性能不稳定,可能由于边缘突然从基板上剥离导致粘附力突然下降,这也很容易导致黏附完全失效。相反的,随着拉力的逐渐增加,仿生吸盘边缘的剥离平缓,粘附力曲线相对平滑。通过对仿生吸盘和含水基底的界面接触观察,团队发现,液体在单层六边形结构表面产生了聚集,导致部分液膜厚度不均匀。然而,这种液体聚集现象并没有发生在分层微结构的表面上(图4)。此外,液膜在分层微结构表面出现了分层现象:初级液层沿着六边形凹槽流出,次级液层受摩擦粘滞力作用被困在纤维阵列间(图5)。该团队认为,这种现象有助于维持湿黏附状态,增强仿生吸盘的剪切强度。该研究提出的仿生吸附器件和协同黏附策略表现优异,在攀爬机器人和水下抓取方面极具应用潜力。图3 具有不同仿生特征的吸盘吸附力测试图4 不同仿生特征边缘从基底上剥离时的接触界面变化:(a)单层微结构和基底间的液膜;(b)分层微结构和基底间的液膜;(c)单层微结构和基底接触截面示意图;(c)分层微结构和基底接触截面示意图;图5 液膜在单个分级微结构单元中的迁移过程:(a) 分层结构被液膜覆盖;(b) 液膜开始分离为初级层和次级层。浅蓝色箭头表示次级液层边界,深蓝色箭头表示初级液层边界; (c–g) 次级液膜迁移到单个二级结构上; (h) 单个分层微结构单元完全从基底上剥离。
  • 陈十一、谢晓亮获2017年度“求是奖杰出科学家”
    p  9月16日晚,杨振宁、孙家栋、韩启德、施一公等知名科学家云集在复旦大学举办的“2017年度求是奖颁奖典礼”。研究湍流的流体力学家陈十一和应用单细胞基因组测序技术使几百名新生儿免除遗传疾病困扰的生物物理化学家谢晓亮,获得“求是杰出科学家奖”。/pp  “2017年度求是奖颁奖典礼”由香港求是科技基金会主办、复旦大学承办。求是基金会主席查懋声先生以及顾问杨振宁、孙家栋、韩启德、施一公,复旦大学校领导、求是奖评委、往届求是奖获得者以及复旦大学师生代表等约400人参加了典礼。颁奖典礼由复旦大学校长许宁生教授和查懋声主席致辞开始,至基金会顾问杨振宁先生演讲落幕,揭晓2017年度“求是杰出科学家奖”、“求是科技成就集体奖”和“求是杰出青年学者奖”花落谁家。/pp  2017年度“求是杰出科学家奖”授予南方科技大学陈十一教授和哈佛大学及北京大学谢晓亮教授,分别由孙家栋教授、施一公教授上台颁奖,并介绍两位获奖人在其研究领域中取得的杰出贡献。/pp  南方科技大学陈十一教授作为流体力学家,在湍流研究上做出了一系列贡献。90年代初打破了直接数值模拟中雷诺数的世界记录,相关研究成果被国际湍流界广泛引用 首次精确计算出湍流的标度指数和对流扩散过程的标度指数 提出了湍流中的映射封闭理论,成为燃烧和湍流扩散的重要理论与数值计算基础 提出了自然界中大尺度旋涡形成机理,解释了能量反积蓄 提出了湍流中的约束大涡模拟模型,得到了阻力和分离流的精准计算结果。陈十一教授亦是国际格子Boltzmann数值方法的创始人之一,他和其合作者在1992发表的文章奠定了本领域的基础,此方法已被广泛应用于各类工程问题中,包括能源与环境工程,传热传质,燃烧与多相流动,地下渗流与电磁场模拟等。陈十一教授和他的团队利用多尺度混合算法精确计算了有奇异性的流动现象,此项研究在微纳米流体流动、燃料电池、生物流动系统等方面得到了广泛应用。/pp  另一位获奖人谢晓亮教授作为生物物理化学家,单分子生物物理化学、相干拉曼散射显微成像技术、单细胞基因组学的开拓者,在相关新兴交叉学科做出了创造性贡献。他不仅是生物物理化学基础科学研究的国际领军人物,近年来亦大力推动了无标记光学成像技术和新兴单细胞基因组测序技术在医学中的应用。特别是在中国,谢晓亮团队的工作已使得几百个新生儿成功地避免了他们父母的单基因遗传疾病,其课题组目前在研究方向包含理论科学研究领域、技术研究领域、医学研究领域三个领域。/pp  2017年度“求是科技成就集体奖”则授予水稻分子遗传学团队,由韩启德教授为其颁奖。水稻分子遗传学团队由中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋课题组、中国科学院上海生命科学研究院韩斌课题组和中国农业科学院中国水稻研究所钱前课题组在上世纪九十年代组建,面向国家粮食安全重大需求,其团队始终瞄准水稻生物学最前沿的重大科学问题,经过近二十年的密切合作,综合运用遗传学、基因组学、分子生物学、生物化学、细胞生物学、作物育种学等方法对水稻产量与品质相关的重要农艺性状的调控机理进行了系统深入的研究,在水稻资源发掘利用、重要农艺性状的全基因组关联分析以及作物分子育种等方面形成了比较完善的理论体系,引领我国水稻功能基因研究实现了对世界先进水平从跟踪到赶超的跨越式发展,完成了多项世界领先的开创性研究成果。该研究集体还十分注重基础理论研究与实际应用相结合,率先提出并实践“作物分子设计育种”理念,切实将理论研究成果应用于水稻育种实践中,开拓性地建立了水稻分子设计育种技术体系,示范性育成一系列高产优质的水稻新品种。/pp  2017年度“求是杰出青年学者奖”分别授予北京大学刘毅、林一瀚、杨玉超,清华大学单芃,复旦大学王熠华、包文中,中国科学技术大学孙林峰、赵纯,华中科技大学甘泉,中国医学科学院李平平等十位青年学者。/pp  1995至2001年间,基金会设立了“求是杰出青年学者奖”,为一批优秀青年学者安心科研、迅速成长发挥了雪中送炭的作用。为支持国内高校与海外机构竞争吸引最顶尖的人才,以及扶持刚开展独立科研事业之优秀青年学者,求是科技基金会于2013年启动新的“求是杰出青年学者奖”项目,致力为中国未来20年的科技事业发展培养领袖之才。新的“求是杰出青年学者奖”聚焦于自然科学或工程技术领域展现巨大潜力的青年学者,结合学校为引进人才提供的配套支持条件。在评奖机制上,新的“求是杰出青年学者奖”也引进了与国际水平一致的做法。/pp  自2013年开始,一年一度的求是颁奖典礼不仅是一场科学的盛会,同时也是求是之家成员聚会的重要时刻。基金会希望一是通过对杰出科学家的颁奖,向社会特别是青年学生倡导科学精神 二是通过颁奖活动加强学者之间的思想交流,并有效地将这种思想交流传播到社会。/pp  香港求是科技基金会1994年由著名实业家査济民先生创立,秉持“雪中送炭”的宗旨,积极坚持和倡导“科学精神,人文情怀”的核心理念。1994至2017年,共有310位在数学、物理、化学、生物医学及工程信息等科技领域中有杰出成就的中国科学家获得基金会奖励。其中“求是终身成就奖”1位,“杰出科学家奖”28位、“杰出青年学者奖”169位、以及 “杰出科技成就集体奖” 112位(涉及13个重大科研项目,如青蒿素、人工合成牛胰岛素、塔里木盆地沙漠治理、铁基超导等)。/p
  • ADCP 位置选择指南
    位置选择是常被忽视的导致误差或问题的来源之一利用声学多普勒流速剖面系统测量河流流速和流量时,或许可以在仪器操作、安装等方面准备得很全面,但如果选择的位置违背了 ADCP 河道测量的基本假设,将无法获得精确的数据。选择测量位置时,目标是测量出能代表河道的平均流速。理想情况下,应有一段适当长度的平直河道,以避免因河道弯曲、水中障碍物、流入量、流出量等引起的流动干扰。一般我们建议测量或安装位置应位于任何流动干扰源的上游和下游至少5-10个河道宽度处,这样可保持充分的线性距离,从而使任何湍流、涡流、上升流、回水效应等均能形成均匀而稳定的水流。河道的植物生长及水底地形会影响流动条件,同时在水面之下可能存在某些不可见的流动干扰源。下面列出了使用多波束声学多普勒流速系统时的相关考虑。01均匀条件多波束声学多普勒流速测量系统的一个基本假设是各波束的测量条件是相似的,因此通过各波束的流速均值将提供准确的平均流速。02空间平均使用诸如 RiverSurveyor S5/M9、SonTek-SL 和 SonTek-IQ 等多波束声学多普勒水流测量系统时,测试记录的速度是各个声学波束测量的速度的平均值,这些波束非常狭窄。所记录的流速近似于由 2、3 或 4 束波束测得的流速计算出的空间平均值,并且平均面积随距系统距离的增加而增加。SonTek 系统的离轴波束角为25度*,因此在距系统任何特定距离(即范围)处,光束之间的距离为(0.93 x 范围)。例如,使用2波束 SonTek-SL 系统时,在10m的范围内,波束之间的距离为9.3m。2 波束系统的空间平均处理示例。*注意:IQ 偏斜光束偏离轴 60 度SonTek-SL 系统在河道上的任何位置均可实现高精度的测量在测量河道中的不同条件时,如果一切均保持平静且无任何障碍物,则是非常理想的情况。但事实并非总是如此....03湍流/涡流当河道中存在明显的湍流或涡流时,各个波束可能会在截然不同的条件下进行测量(因此违背了均匀条件的假设),从而导致其平均流速明显不同于实际平均流速。例如,可能存在这样的情况:即较大的涡流造成波束沿相反方向测量流速,从而导致平均流速为零。在河道(尤其是天然河道)中,通常存在一定程度的湍流或涡流,但在适当的较长时间内对流速数据求平均值可以帮助改善测量结果。诸如“流速误差”和“相关性”之类的参数可指示测量的均质性。04电磁影响位置选择的另一个考虑因素是局部磁场,它会影响包括罗盘在内的系统,例如 RiverSurveyor S5/M9 系统。电磁干扰源可能包括钢桥、混凝土桥梁或结构中使用的钢筋以及电力线等。电磁干扰源可能包括钢桥、混凝土桥梁或结构中使用的钢筋以及电力线等。根据可用的测量位置,上述建议和考量可能并非始终可行。理想的位置是不存在的,但是在选择位置时请务必谨记基本假设。
  • 高能量约束先进模式等离子体运行研究取得重要成果
    实现高性能等离子体稳态运行是未来聚变堆必须要解决的关键科学问题。近期,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所核聚变大科学团队发挥体系化建制化优势,取得了系列原创性的前沿物理基础研究成果。1月7日,国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)发表了团队在高能量约束先进模式等离子体运行方面取得的重要成果。   托卡马克先进运行模式是当前磁约束核聚变研究的热点之一。核聚变大科学团队在托卡马克装置等离子体物理实验研究中发现并证明了一种新的高能量约束和自组织模式,即超级I模(Super I-mode)。其特点是等离子体中心的电子内部输运垒和等离子体边界的I模共存,从而大幅度提高了能量约束。该先进模式具有芯部无杂质积累,便于聚变反应生成物排出,维持平稳温度台基等优点,并实现了芯部高约束与无边界密度台基及边界不稳定性的兼容,使得等离子体与壁相互作用同长时间尺度上的高性能等离子体运行方面的优势能够比较好地结合起来。这种无需通过外部控制来确保等离子体稳态运行的高能量约束模式,可应用于国际热核聚变实验堆长脉冲运行,对于未来聚变堆运行具有重要意义。   日前,核聚变大科学团队还首次证明了托卡马克等离子体中存在湍流驱动的电流成份,是保持高电子温度稳定运行的关键物理机制。借助湍流回旋动理学模拟计算证实了实验中观察到的湍流是电子温度梯度模,其产生的剩余协强可驱动这一电流。湍流驱动的电流和压强梯度共同驱动内扭曲模,形成湍流-湍动电流-内扭曲模自我调节系统,从而维持芯部电子温度梯度稳定。相关研究成果日前发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。   此外,核聚变大科学团队在托卡马克装置中外联合实验中利用封闭偏滤器下的杂质注入脱靶控制,以及高极向比压运行模式下双输运垒带来的约束增强,实现了高比压高参数芯部等离子体与偏滤器全脱靶状态的有效兼容集成。结合理论模拟揭示了偏滤器脱靶、边界输运垒和内部输运垒三者之间相互作用的物理机制。脱靶引起的双输运垒的自组织协同作用,改善了芯部与边界的兼容性,带来了能量约束的净增益。相关研究成果之前发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。   核聚变大科学团队通过发挥建制化、多学科、大平台的特点,结合开放共享的国际交流与合作,凝聚优势资源,组织开展体系化的等离子体物理实验基础研究。在引领核聚变前沿技术发展的基础研究深耕探索,发现了系列新的物理现象,揭示和验证了其中的相关物理机制,特别是在高性能稳态长脉冲等离子体运行模式方面开展的研究,为聚变堆建设和运行奠定了基础。   等离子体所核聚变大科学团队及国内外合作者在高能量约束先进模式、湍流驱动等离子体电流、偏滤器脱靶与高约束等离子体兼容集成等方面取得的系列重要成果,得益于与中国科学技术大学、法国原子能委员会、美国通用原子能公司、麻省理工学院、普林斯顿大学、加州大学洛杉矶分校、橡树岭联合大学、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、橡树岭国家实验室等国内外核聚变研究机构开展的密切交流与合作。   相关工作得到中科院、科技部、国家自然科学基金委等的资助,以及安徽省、合肥市、合肥综合性国家科学中心的大力支持。
  • 南京大学教授研发新型检测仪 可精准预报雾霾
    大气的能见度,除和空气中大气气溶胶粒子等颗粒物的成分、多少息息相关,也和气流的大小、流动性有密切联系。市场上现有的光学监测仪器,存在不能同时考虑颗粒物和气流对能见度影响的缺陷,以至于测出来的数值存在较大误差。南京大学大气科学学院韩永副教授团队研制的一款新型仪器能有效避免以往仪器的缺陷,更加准确地测出大气能见度以及湍流对大气能见度的影响。  雾霾天气,空气的能见度很差,但是随着强风的来袭,能见度能迅速提高。这是我们的普遍感受。“颗粒物和湍流是裹杂在一起的,颗粒物对湍流会产生拖曳作用,而湍流对颗粒物则会产生推动作用,两者间的相互作用一直存在。”韩永介绍,他们设计的检测仪,通过新的方法,在测量时可以综合考虑颗粒物和湍流两方面的相互作用,测出来的能见度比现在的数值准确率至少提高三到四成。  “这对于飞机的起降、船舶的航行、高速公路上汽车的行驶,以及雾霾天气预警预报都有着更好的提示作用。”韩永说,对于农业气象、智慧农业,仪器也有着独特的作用,“比如,可以更好地监测到花粉是怎么传播的,农场主需要怎么对此进行干预等。”  据介绍,目前课题组做出了样机已经进入了中试,并且已经通过江苏省科技厅“重点研发计划(产业前瞻与共性关键技术)”立项的中期评估,“如果顺利,很快就可以给客户试用,1年后就可以正式销售。”  点评  江苏省气象局高级工程师刘端阳:  该设备的研制,对于国家气象和资源环境监测、飞航安全、大气辐射气候效应研究、污染监测和天气预报具有重要的科学意义,对于指导生产生活、防灾减灾具有实际应用价值。根据国家的规划,十三五期间,国内环保方面的市场投入有望达到17万亿,该仪器预计会产生可观的社会和经济效益。
  • 在生物安全柜中工作的十个提示
    样品污染可能意味着珍贵材料和时间的损失。这就是为什么正确的技术在样品处理的所有步骤中都很重要,从“罩子”中花费的时间开始。这是因为在II级生物安全柜内工作时的良好技术将**大限度地减少空气湍流并防止气溶胶飞溅或不必要的扩散。以下是一些技巧的提示,可以**大限度地保护人员,样本和环境。 提示1:了解你的气流 生物安全柜通过使用HEPA过滤空气提供人员,产品和环境保护。了解空气如何通过机柜是确保始终如一地使用良好技术的难题之一。 提示2:在适当的窗扇水平工作 认证机构**少每年测量一次空气速度,以测试适当的气流,并提供机柜完全可操作的批准印章,以提供人员,产品和环境保护。在使用过程中,**使用适当的窗扇水平以确保正确的气流。 提示3:切勿盖住空气烤架 覆盖机柜前部的空气格栅会影响气流的完整性。阻挡烤架会导致实验室空气进入工作区甚**工作区空气进入实验室环境。 提示4:尽量减少移动 工人的手臂在进出机柜的快速运动中的快速移动将扰乱空气幕,并可能损害生物安全柜提供的部分屏障遏制。 慢慢地移动和移出手臂,并使它们垂直于机柜的开口,将降低这种风险。房间内的其他人员活动,例如快速移动或打开和关闭房间门,也可能破坏机柜空气屏障。 提示5:减少飞溅 在生物安全柜中进行的许多常见程序可能会产生飞溅物或气溶胶。在生物安全柜中工作时,应始终使用良好的微生物技术,以尽量减少这种潜力。 减少飞溅和气溶胶产生的技术将使人员暴露于机柜内操纵的传染性材料的可能性**小化。 II类机柜的设计使得水平雾化的孢子将被向下流动的机柜空气在14英寸的行程内捕获。作为一般经验法则,将清洁材料与气溶胶生成活动保持**少12英寸的距离,可以**大限度地减少交叉污染的可能性。 提示6:了解您的工作区域 工作台面的中间三分之一是理想的使用区域。所有操作应在距工作台面前格栅**少四英寸处进行。 放置在机柜内的材料或设备可能会导致气流中断,导致湍流,可能的交叉污染或泄漏。 提示7:从清洁到污染 积极的工作应该从工作表面的清洁区域流向污染区域。材料和用品的放置方式应限制脏物在干净物品上的移动。 从左到右保持材料的适当平衡,以防止工作区内的气流不平衡。生物危害袋,丢弃的移液器托盘和抽吸收集瓶等大件物品应放置在内阁的一侧。所有材料应尽可能远地放置在机柜中,朝向工作表面的后边缘并远离机柜的前格栅。同样,气溶胶发生设备,如涡旋混合器和台式离心机应放在机柜后部,以利用空气分流。 提示8:使用管子 打开管或瓶应不处于垂直位置举行。不应将瓶盖或管帽放在毛巾上,并应尽快重新盖上或盖上物品。 提示9:使用培养皿 使用培养皿和组织培养板的研究人员应将盖子保持在开放的无菌表面上方,以**大限度地减少向下空气的直接冲击。 提示10:使用吸气瓶或吸盘 吸气瓶或吸气瓶应连接到含有适当消毒剂的溢流收集瓶,并连接到在线HEPA或等效过滤器。 这种组合将为中央建筑真空系统或真空泵以及维修该设备的人员提供保护。吸入物质的灭活可以通过将足够的化学去污溶液置于烧瓶中以在收集微生物时杀死微生物来实现。一旦发生灭活,液体材料可以作为非感染性废物适当处理。 记住这些提示可以减少污染的可能性,并保证您和您的样品安全
  • 他证明了“人类的错”!
    2021年10月5日,即将迎来90岁生日的德国科学家克劳斯哈塞尔曼与另外两位科学家一起荣获了2021年诺贝尔物理学奖。作为享有世界声誉的海洋学家、气象和气候学家以及物理学家,哈塞尔曼教授走向诺奖的科学道路值得回顾。晶体检波器激发对物理的兴趣哈塞尔曼1931年10月出生于德国汉堡一个社会民主党家庭。大约3岁时,举家移民到了英国,住在伦敦以北30公里的小镇韦林花园城。大约13岁时,他以相当于一张电影票的价格从朋友手里买到一个晶体检波器。这是20世纪早期的无线电接收器中使用的一种电子元件,接上合适的电路就是一台简易的收音机。正是耳机里传来的音乐声激发了儿时的哈塞尔曼对物理学的浓厚兴趣,促使他自己去图书馆学习无线电的原理。在那个阶段他还制造了电动机之类的东西,为此家里经常出现短路。1949年高中毕业后,哈塞尔曼和家人一起回到德国,在汉堡大学学习,1955年获得了物理学和数学的文凭。1955年到1957年,仅仅用了不到两年时间,他就在马克斯普朗克流体动力学研究所和哥廷根大学获得了博士学位。博士论文的重点是对各向同性湍流的基本动力学方程进行更流畅的推导。他用德国第一台电子计算机G1获得了非常好的计算结果。之后,哈塞尔曼回到汉堡大学做了3年的博士后,继续研究湍流理论。随后在汉堡大学造船研究所继续进行流体动力学研究,主要是在船尾流中进行湍流实验工作。1961年,受著名海洋科学家沃尔特蒙克的邀请,哈塞尔曼前往美国加州大学洛杉矶分校地球和行星物理研究所(IGPP)任助理教授,在拉霍亚度过了3年多富有成果和刺激的时光,并参加了蒙克组织的大型海洋波浪实验。从1966 年起,他担任汉堡大学地球物理和行星物理研究所的教授,以及加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯海洋学研究所的教授。期间,德国联邦科学技术部可谓“慧眼识珠”,专门提供了资金在汉堡大学创建了一个理论地球物理系,聘请哈塞尔曼为该系的主任。1975年,他担任汉堡大学地球物理学研究所所长。1975 年至1999年11月,他担任汉堡马克斯普朗克气象研究所所长。1988年至1999 年,他担任汉堡德国气候计算中心的科学主任。军事演习拯救关键的海浪研究计划哈塞尔曼在海洋学方面的声誉主要建立在一系列关于海浪非线性相互作用的论文之上。1968年至1969年间,哈塞尔曼在不经意间获得了难得的机会,协调英国、荷兰、美国、德国等国家的有关单位进行了“联合北海波浪计划”(简称JONSWAP),从丹麦、德国交界处西海岸的叙尔特岛沿西偏北方向布置一个测波断面伸入北海达160km,沿断面共布置了13个观测站,采用多种观测仪器观测波浪。由于北约在北海进行大型海空导弹试验,JONSWAP的实验计划被迫改为1968年只做简化实验,1969年在军方资助下重做完整实验。由于准备不足和通信被干扰等原因,第一次试验彻底失败,几乎没有获得多少有用的数据。假如没有军事演习,JONSWAP将面临十分尴尬的境地。幸运的是,德国国防部的资助让他们一年后可以重新进行实验。第二年,哈塞尔曼吸取教训再次组织进行全面的实验,所有设备都运行良好,获得了一个非常好的数据集。对这些数据的分析为后来开发现代波浪模型奠定了基础。几年后开发出的海浪模型WAM被全球200多个中心使用。海浪谱Jonswap迄今仍被广泛应用在海洋科学、海洋工程领域。哈塞尔曼说:“JONSWAP无疑是我参与过的最成功的实验。”就哈塞尔曼的职业生涯而言,他的确非常幸运,碰巧发展了相关理论,发起了实验并协调了分析。总而言之,JONSWAP的成功对哈塞尔曼的研究和发展产生了十分积极的影响。这对他后来被选中担任马克斯普朗克气象研究所所长也有帮助,因为这表明他有足够的灵活性来开发一个新的气候研究计划。气候研究证明人类对全球变暖的影响伴随着JONSWAP计划的成功,1972年,哈塞尔曼以海洋专家的身份成为全球大气研究计划(GARP)联合组织委员会的成员,并参与了后来成为世界气候研究计划的准备工作。1974年,他参加了在斯德哥尔摩召开的第一次气候会议,主持其中一个涉及海洋和气候的工作组。在随后的赫尔辛基海洋与气候会议中,他担任了会议的共同召集人。这两次会议为后来在日内瓦的会议上创建世界气候研究计划奠定了基础。哈塞尔曼1979年发表的关于大气响应研究中的信噪比问题被认为是证明人类对全球变暖影响的关键一步。其重要研究贡献是气候变化检测和归因。分析气候变化时会存在很多“噪声”,也就是地球气候系统自身存在的冷暖变化,这些变化和人类活动无关。气候变化检测和归因研究就证明人类活动对气候变化的影响是可以被检测到的。哈塞尔曼在1979年的一篇论文中指出了这一点。后来有大量相关论文发表。在全球变暖科学领域,哈塞尔曼是1991年至2001年出版物获得最多参考文献引用的作者。此外,在开发气候模型方面哈塞尔曼也做出了开创性工作。1976年,他开发了一个随机气候模型(哈塞尔曼模型),其中类似于布朗运动的随机波动确保了气候的可变性。他首先是使用简单的模型来展示一些关于自然气候变率的基本概念。接着构建更现实的模型,并将这些想法应用于整个气候系统,即耦合的海洋—大气环流模型。复杂模型的一个基本困难是,随着它们通过合并更多过程和自由度而变得更加逼真,它们变得与它们模拟的真实系统一样难以理解。哈塞尔曼设计一些方法来构建更简单的模型,这些模型仅根据一些基本的交互模式来捕捉控制整个复杂系统动力学的主要过程。哈塞尔曼后来回忆称,他是在前往赫尔辛基开会的飞机上想到可以通过与布朗运动类比的大气的短期波动来非常简单地解释长期气候变化的。通过原先在湍流理论和热线湍流测量方面的工作,他熟悉各种形式的随机过程。随机强迫概念的要点是可以很简单地通过分离来理解气候系统中噪音的起源和结构时间尺度。噪声的来源是短时间尺度的湍流大气。然后,这会在气候系统的其余部分产生更长的时间尺度上的变化。哈塞尔曼还提出了相关的定量估计。这很快导致人们发现并普遍接受人为全球变暖是真实的。诺奖委员会的总结称,所有复杂系统都由许多相互作用的不同部分组成。物理学家已经对它们进行了几个世纪的研究,并且很难用数学来描述它们——它们可能有大量的组成部分,或者受偶然支配。它们也可能是混沌系统,就像天气一样,初始值的小偏差会导致后期的巨大差异。今年的获奖者都为我们加深对这类系统及其长期演化做出了贡献。地球的气候是复杂系统的众多例子之一。哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系在一起的模型,从而回答了为什么气候模型能够可靠,尽管天气是多变和混沌的。他还研究出了识别自然现象和人类活动在气候中留下印记的特定信号和指纹的方法。他的方法已经被用来证明大气温度的升高是由于人类排放的二氧化碳。提出经典理论必然会与主流作斗争哈塞尔曼说:“我想解决我认为我能够解决的问题。”他想以物理学家的身份从事一项实际的、可解决的任务。所以他投身流体动力学研究。他从理论上解决的第一个问题是海浪分量的非线性耦合问题。后来,他逐渐转向海洋学、气象学和气候研究,并取得了丰硕的成果。鉴于社会公众的需求,他甚至开发了耦合的气候经济模型来确定减缓气候变化的排放路径。退休之后,哈塞尔曼又潜心进行量子场论、基本粒子物理学和广义相对论的研究。自从上世纪60年代中期写了关于地球物理波场中波—波相互作用的费曼图论文以来,哈塞尔曼一直在研究粒子物理学。尽管受到质疑,哈塞尔曼仍确信量子场论中的某些东西基本上是错误的。他认为量子场论的问题不在于它可以描述的现象的有限范围,以某些参数范围为特征,而是在于基本概念本身,在于否定真实对象的存在。量子场论只捕获了一半的事实,即波粒二象性问题的波方面。对于受到的嘲讽,哈塞尔曼坚持认为,“任何试图提出经典理论的人都在与强大的主流作斗争”。哈塞尔曼谦虚地表示,自己成功的部分主要是“挣工资的部分”。大多数科学家都肯定会产生与他们的薪水相称的结果。对于他自己而言,气候、海浪和卫星遥感就是这样三个典型的领域。另一方面,真正让他感兴趣的事情,是那些根本不清楚是否会成功的问题,比如湍流理论或量子现象。因为没有一条通往成功解决方案的明显道路。但对于年轻的科学家,哈塞尔曼建议,如果不认为自己是一个天才,那么就先去做一些对社会有用的研究。这能带来自由,使人能够处理长期无法解决的问题,而不必面临不断取得成果的压力。
  • 涡动相关观测与数据处理基础知识系列之一:通量塔的选址与建塔的基本原则
    近年来,采用涡动相关(eddy-covariance,EC)方法测量温室气体通量的站点数量在迅速增加,但是要在科学目的、工程标准、安装运行成本和实用性之间做出平衡,寻找到最佳的解决方法,仍是一个具有挑战的工作。从观测结果准确性和精确度来说,选址、建塔等站点设计的环节是重中之重。1、位置选择站点选址的基本原则是,该站点能够尽量观测到全部的研究对象,这涉及到两个问题,一个是方向,一个是架设高度。首先是确定观测区域近几年的主风向,可以参考近几年的气象数据。由于中国大部分地区是季风气候,一般在春夏和秋冬会有两个主风向,这时候要考虑通量仪器的架设方向,实验观测的主要周期等。如果仪器架设方向可以随主风向的改变方便调整,或者实验周期是明确区分了春夏或者秋冬,那么在选址时可以选在观测对象的下风向,这样可以尽可能多的观测到目标对象;如果不能改变通量仪器的架设方向,且是长期定位观测,那尽量将观测地点选址在观测对象的中央位置,或者沿主风向的中点位置,这样可以尽可能的在不改变仪器方向和位置的前提下,观测到尽可能多的研究对象。确定架设高度要满足通量仪器的基本观测条件, 即满足湍流运动的充分交换。一般的架设高度是下垫面冠层高度的1.5到2倍(具体确定观测高度的经验法则见图 1);在相对平坦和均匀的下垫面条件下,观测距离大约是观测有效高度的100倍(风浪区原理),具体范围需要根据footprint源区计算,随着湍流运动强度和下垫面情况会有所改变。图 1 确定观测高度的经验法则通量源区代表性分析(Footprint分析)是检验一个通量站质量的重要手段,可以用来进行实验方案的设计指导,观测数据的质量控制,以及通过特定传感器的源区分布和来自感兴趣下垫面(植被)的通量贡献,从而对观测结果进行分析解释。图 2 Footprint分析2、下垫面的影响2.1植被类型涡动相关法测量温室气体通量要求仪器安装在常通量层内,而常通量层假设要求稳态大气、下垫面与仪器之间没有任何源或者汇、足够长的风浪区和水平均匀的下垫面等基本条件。在涡动相关传感器能监测到的“源区域”内植被类型均匀一致的情况下,其观测到的通量结果是比较有意义的,可以用来解释生态系统的温室气体收支情况。但当涡动相关传感器的“源区域”覆盖到不同植被类型时,情况就会变得复杂起来。一个极端的例子是:某站点周围具有两种不同的森林植被类型,每天周期性地,白天,风从一种植被类型吹向另一种;夜间,则正好相反。那么,该站点观测得到的通量资料的日平均值将毫无意义。这种极端的情况虽然极少出现,但许多站点都会有微妙的风向变化,在数据分析时需要做仔细考虑。此外,光、土壤湿度、土壤结构、叶面积以及物种种类组成的空间异质性会导致温室气体源/汇强度的水平梯度。而其植被类型的变化也会造成表面粗糙度的变化,当风通过不同粗糙度或者不同源/汇强度表面的区域时,就会产生非常明显的平流效应(Raupach & Finnigan, 1997 Baldocchi et al., 2000)。图 3 不同下垫面的地表粗糙度(参考 于贵瑞&孙晓敏,2006)地表植被类型的突然变化会导致气流的变化,如气流在从高大森林向低矮草地移动时,会在森林边缘形成回流区(如图 4所示),导致近地面和上方气流方向不一致,其水平长度尺度(距离)等于冠层高度的2-5倍(Detto et al., 2008)。图 4森林边缘附近湍流结构的概念模型(参考Detto et al., 2008)2.2冠层高度通量足迹Footprint描述了EC系统能够观测到的“源区域”,提供了每个表面元素对测量的垂直通量的相对贡献。Footprint取决于观测高度、表面粗糙度和大气稳定度等。如图 5所示,通常来说,传感器的观测高度越高,就越能观测到更远、更广的区域(Horst & Weil, 1994),也便于捕捉植物冠层上方混合良好的边界层中的通量交换。但是观测高度也不是越高越好,在大气层结稳定的条件下(如夜间),过高的观测高度可能会使观测到的“源区域”超出感兴趣的研究区域。因此应该预先计算并确保来自感兴趣区域的通量贡献至少为90%(Gö ckede et al., 2004),在稳定条件下至少50%的时间以确保适当的数据覆盖不同的风向和不同的天气条件。图 5观测高度与通量足迹基于Munger(2012)等确定塔/测量高度(hm)的原则(如图 1),可能存在准确测量实际观测高度和冠层高度的困难,需要考虑后期调整高度的可能性。观测高度必须用三维超声风速计测量路径的中心来确定,其值取决于感兴趣的生态系统的冠层高度(hc),冠层高度值不需要特别准确:采用主要冠层的平均预期高度是合理的。对于冠层高度在生长季节中快速变化的农田、草地和种植园以及同样具有快速变化特性的冰雪下垫面,塔架设计必须考虑允许通过改变塔架高度(例如伸缩式塔架设计)或通过移动传感器来改变测量高度。随着时间的推移为了确保相同的通量观测源区,可以考虑改变测量高度,遵循的原则是测量高度与冠层高度的0.76倍之间的差值保持在一个确定数值的±10%左右。但这种调整的频率不用特别频繁,最多在植被生长期或在积雪季节每隔一周进行。假设在植被生长期开始时的裸土,其测量高度为2 m,在冠层高度达到1.2 米前,不需要改变测量高度;在植被达到1.2米后(例如增加约0.5-0.8米)开始提高测量高度,然后保持测量高度与冠层高度的0.76倍之间的差值保持在一个确定数值。改变表面高度(由于生长和积雪)以及改变测量高度必须准确记录,因为这必须在后期数据处理中考虑。2.3地形影响EC法测量通量假设了地形水平,这样可以保证地形的坐标系和传感器坐标系方向一致,避免平流、泄流效应的影响。图 6复杂地形对EC观测的影响在复杂的地形条件下,风吹过小山时会引起气流的辐合或辐散运动,产生平流效应(Kaimail & Finnigan, 1994)。存在有局地风场影响的站点,在夜间大气稳定,垂直湍流输送和大气混合作用较弱,CO2的水平和垂直平流效应的影响是很重要的(于贵瑞&孙晓敏,2006)。Mordukhovish & Tsvang(1966)的研究表明,斜坡地形能导致水平异质和通量的辐散。对于设在地势较高的观测塔,在夜间对流比较弱时,通常会因CO2沿斜坡泄流而造成大气传输的通量低估,最后导致生态系统净生产力的估算偏高;对于在地势较低沟谷中的观测塔,其问题更加复杂,如果外部的大气平流/泄流通过观测界面进入生态系统,会高估光合作用吸收CO2的能力;如果外部的大气平流/泄流不能通过观测界面,而是从观测界面下部直接进入生态系统,则会在生态系统中暂时储存,最终输出生态系统,造成对呼吸作用的高估。在大多数情况下,实际地形难以满足地形水平的假设,这就需要进行坐标旋转,以消除平流项的影响。当安装铁塔的斜坡坡度特别大时,可以考虑将原本应水平安装的超声风速计调整为与地面平行。3、塔及塔附属设施的影响3.1塔体本身塔本身对观测的影响可分为塔本身对风场的影响,以及塔的偏转、震荡对测量过程的影响两种。3.1.1 对风场的影响自然气流无论是经过几十米的观测塔,还是遇到几毫米的仪器翼梁或电缆,各种尺度的障碍物都会使流线发散,从而导致用于计算通量的流线分离,称为流体失真,流动失真以难以看见的方式影响测量,其影响只能在塔的设计建造阶段进行最小化。在塔的迎风侧(上游),风速受到影响会有所降低。受流动失真影响的逆风距离与障碍物大小的立方成比例,并随着距离的立方体而减小(Wyngaard, 1981, 1988)。在塔的背风侧(下游),风速也减弱,这种效果随着风速的增加而减小(湍流的更快速重构)并且受到障碍物的长度和宽度的影响。图 7 展示了在高塔的迎风侧观察到的风向上的偏转与加速, 图 8则展示了高塔顶部和底部方向迥异的风向。这是由于在背风侧下方产生的回流区造成的,障碍物(塔)尺寸越大,回流区就越容易发展得更大。在塔基通量观测中,森林生态系统的观测常需要10m以上的高塔作为基础,容易导致回流区的产生,回流也增加了向上流动的倾向,并加强了烟囱效应,这可能会显著影响风的测量和干扰混合比梯度。图 7 在塔的迎风侧观察到风向上偏转和加速(引自Sanuki and Tsuda, 1957)图 8 塔顶部的西风流(离地面10米)和离地面2米处的东风回流(引自Vaucher et al., 2004)在建造塔时,尽量选择塔身纤细、结构较少的铁塔,避免对风场的影响,也要注意控制林窗的大小,避免人为形成回流区域。此外,应该尽量减少树木和树枝的移除,因为它们对风的阻力作用可以减少这些回流区域的形成。选择纤细塔体的同时也要保证塔体足够坚固,以确保安全的维护通道和应对整个观测周期中的极端环境。当塔架底座和结构由于受到外界辐射而加热引起对流循环时,可以观察到烟囱效应。这增强了气流的垂直偏转,从而使更多的空气向上移动。烟囱效应取决于基础和塔的质量和热容量、塔的形状、对树冠的干扰程度(清理/切割塔构造的树木)和站点的净辐射量等。烟囱效应是不可避免的,应尽量减少混凝土基础和塔架结构,塔的的横截面也尽量不超过2 x 3 m (Munger et al., 2012)。塔体结构对经过气流的扭曲变形和烟囱效应应该通过专业的方式或通过建模方法(Griessbaum & Schmidt,2009)进行调查(Serafimovich et al., 2011)。3.1.2 对测量过程的影响塔体本身随风速的运动会导致测量中的系统不确定性;塔的移动应限制在0.02 m s-1(即测量风速的精度),并且不应具有在1到20 Hz之间与风向共同变化的力矩(谐波效应);快速响应加速度设备可用于量化塔运动,逐点校正还需要快速响应测斜仪测量以确定旋转速率以及加速度;由于在塔上工作的人员而导致的塔架运动不会随着风或标量交换而变化,但可能会扰乱风场。3.2塔上横臂在1976年的国际湍流对比实验中,一些报告显示直径0.05 m的水平支撑结构造成的平均上升风速为0.1 m/s (Dyer, 1981),它大到足以使涡动相关测量无效。因此,风速计安装臂的尺寸也要尽量小,只需要提供一个安全稳定的测量平台就可以了。王国华等利用成熟的计算流体软件,对布置多个支撑观测仪器的支架所导致的大气边界层风场失真进行定量仿真。他们发现,当支架间距小于6倍的支架直径D或来流风向角小于30°时支架附近流场受到明显的相互干扰。通过对不同来流风向及支架间距离模拟结果的对比分析,认为使用多支架进行多点联合观测时,支架应沿垂直于观测地点常年来流主风向的展向布置。为避免不同支架相互干扰,支架间的最小距离L应大于9倍的支架截面直径。此外,横臂本身需要足够稳定以支撑仪表,可以通过增加侧臂和拉索的方式,以避免横臂的扭矩和振荡。3.3塔下建筑物3.1.1一节讨论了塔体本身对风速和风向造成扭曲从而影响风场的作用,塔下其他障碍物(如设备房间、供电小屋等)也存在这种作用,如图 9 所示。图 9 从障碍物侧面看的迎风流畸变和背风侧流畸变的概念图(引自Davies and Miller, 1982)回流效应在高大的森林冠层中最为明显,但较矮的草地和作物冠层也必须考虑,特别是在附近存放其他设备的房屋的情况下。因此,应尽可能地减少这种流动变形源,在不可减少的情况下,障碍物应远离观测塔,避免对风场的影响。参考文献1. Raupach M R , Finnigan J J . The influence of topography on meteorological variables and surface-atmosphere interactions[J]. Journal of Hydrology, 1997, 190(3-4):182-213.2. Baldocchi D , Falge E , Wilson K . A spectral analysis of biosphere-atmosphere trace gas flux densities and meteorological variables across hour to multi-year time scales. 2000.3. 于贵瑞, 孙晓敏. 陆地生态系统通量观测的原理与方法[M]. 高等教育出版社, 2006.4. Detto M, Katul G G, Siqueira M, et al. The structure of turbulence near a tall forest edge: The backward‐facing step flow analogy revisited[J]. Ecological Applications, 2008, 18(6): 1420-1435.5. Horst T W, Weil J C. How far is far enough?: The fetch requirements for micrometeorological measurement of surface fluxes[J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 1994, 11(4): 1018-1025.6. Gö ckede M, Rebmann C, Foken T. A combination of quality assessment tools for eddy covariance measurements with footprint modelling for the characterisation of complex sites[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2004, 127(3-4): 175-188.7. Munger J W, Loescher H W, Luo H. Measurement, tower, and site design considerations[M]//Eddy Covariance. Springer, Dordrecht, 2012: 21-58.8. Kaimal J C, Finnigan J J. Atmospheric boundary layer flows: their structure and measurement[M]. Oxford university press, 1994.9. Mordukhovich M I, Tsvang L R. Direct measurement of turbulent flows at two heights in the atmospheric ground layer(Atmospheric turbulence statistical characteristics dependence on stratification and elevation from heat flux and wind friction stress characteristics)[J]. ACADEMY OF SCIENCES, USSR, IZVESTIYA, ATMOSPHERIC AND OCEANIC PHYSICS, 1966, 2: 477-486.10. Wyngaard J C. The effects of probe-induced flow distortion on atmospheric turbulence measurements[J]. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 1981, 20(7): 784-794.11. Wyngaard J C. The effects of probe-induced flow distortion on atmospheric turbulence measurements: Extension to scalars[J]. Journal of Atmospheric Sciences, 1988, 45(22): 3400-3412.12. Sanukii M, Tsuda N. What are we measuring on the top of a tower?[J]. Papers in Meteorology and Geophysics, 1957, 8(1): 98-101.13. Vaucher G T, Cionco R, Bustillos M, et al. 7.3 FORECASTING STABILITY TRANSITIONS AND AIR FLOW AROUND AN URBAN BUILDING–PHASE I[J]. 2004.14. Griessbaum F, Schmidt A. Advanced tilt correction from flow distortion effects on turbulent CO2 fluxes in complex environments using large eddy simulation[J]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society: A journal of the atmospheric sciences, applied meteorology and physical oceanography, 2009, 135(643): 1603-1613.15. Serafimovich A, Thomas C, Foken T. Vertical and horizontal transport of energy and matter by coherent motions in a tall spruce canopy[J]. Boundary-Layer Meteorology, 2011, 140(3): 429-451.16. Dyer A J . Flow distortion by supporting structures[J]. 1981, 20(2):243-251.17. 王国华, 贾淑明, 郑晓静. 观测支架引起的大气边界层风场的失真规律[J]. 兰州大学学报: 自然科学版, 2012, 48(5): 71-78.Davies M E, Miller B L. Wind effects on offshore platforms-a summary of wind tunnel studies[R]. National Maritime Inst., Feltham (UK), 1982.为了保障各位老师同学从仪器维护的工作中解放出来,做数据的使用者,把更多的时间和精力用在数据深度分析和科学价值发掘方面,我们特提供以下技术服务:站点长期正式运维基于站点管理、工作流程/规范、设备安全、系统优化、设备/数据预警、站点/设备监控、数据分析、科研成果凝练和挖掘等多方面综合执行。站点短期巡检发现目前设备安装、使用、维护、运行状态等影响数据质量的问题。数据远程综汇系统升级建立系统平台,对站点运行状态和数据质量进行预警、监控等。数据整理分析和深度挖掘通过数据整理、插补和分析,形成数据质量分析报告;同时深入挖掘数据背后的科学信息,可以多方面地支撑文章写作、项目申请、专利以及软件著作权申请等工作。通量观测技术培训(涡动相关系统、闪烁仪系统等)根据用户的实际需求,可以有针对性地培训涡动通量观测和设备运行的基本原理,数据处理的基本流程,通量数据处理软件介绍及实际操作演示,通量、气象设备日常维护以及仪器标定,站点选址等相关内容。提供远程视频和上门现场培训等多种方案。
  • 2022年中仪宇盛团建之旅圆满结束【​凝心聚力 谋发展 砥砺奋进 谱新篇】​
    多伦草原位于内蒙古自治区中部,锡林郭勒大草原南端,在北京的正北方。多伦县原名多伦诺尔(蒙语),意为七个湖泊。它地处中国北方农牧交错带,是世界著名的锡林郭勒草原的一部分。境内风光旖旎,名胜古迹瑰丽;清澈绵长的滦河发源在这里,湍流向南;绵延千里的浑善达克沙地横亘其中;广袤的草场、万亩良田和莽莽苍苍的原始次生林及几十条河流、湖泊构成多伦草原丰富而多变的神奇景观。有一片蓝天任云蒸霞蔚!有一片净土任马儿骋情纵意!有一片草原天鹅飞来都不想回这就是鲜花遍地、毡房簇簇、奶茶飘香的多伦大草原! 这是一场回归自然的旅程,美好从出发的那一刻开始,自然中的一切,更加真实。合作,在旅程中不是要求,而是一种需求。经历一次共同的生命故事,一群人为了共同的目标,一起努力、一起拼搏、一起承担、一起坚持。完成它,将会是一个全新的起点。破冰团建:打破坚冰,融入团队团建项目:疯狂进化 团建项目:急速解码特色蒙餐晚餐/马头琴敬酒+献哈达/全羊-上桌 献歌漂流:滦河第一漂/草原特色活动骑马驰骋在草原上,感受草原的魅力。集体的力量才是最伟大的力量,团结协作才是做好一件事情的根基,忙碌的一天,虽然很晒,但是挺充实。团建---共绘蓝图凝心聚力 谋发展 砥砺奋进 谱新篇----中仪宇盛加油!阳光正暖,不负时光,一路向前,未来可期!团建圆满结束。
  • 科学家发明气态汞的3D测量新方法
    佛罗伦萨大学地球科学系和国家研究委员会地球科学与地质资源研究所(Cnr-Igg)在《化学圈》杂志上发表了联合使用气态汞探测器和无人机的结果。  气态汞的排放有许多来源,例如采矿、使用煤作为燃料,甚至金属随着温度的升高从液态变为气态。现在有研究来帮助监测环境中的汞污染。该系统通过探测器和无人机数据的同步进行了优化。为了避免无人机运动产生的强气流和湍流的影响,探测器连接一根1.20米高的垂直采样管,无人机由电池供电,避免释放气体。该方法利用无人机在狭小空间着陆并在选定高度停止,由此产生的图形提供了气态汞分布的近乎实时的3D图像。  注:本文摘自国外相关研究报道,文章内容不代表本网站观点和立场,仅供参考。
  • 上海交大获批国家重大科研仪器研制项目,直接经费8005.19万元
    据上海交通大学网站消息,近日,国家自然科学基金委公布国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)资助结果,上海交通大学齐飞教授牵头、联合中国科学院等单位申报的“基于超高帧频激光诊断的高温高压湍流燃烧研究装置”项目获得正式立项,资助直接经费8005.19万元。高温高压湍流燃烧在各类动力装置中发挥着重要的作用,当前先进燃烧技术的挑战是在向更高温度和压力条件发展的同时,实现更高的燃烧稳定性和更低的污染物排放。为应对这一重大挑战,亟需突破基于超高时空分辨的激光诊断技术,加强对湍流燃烧基础科学问题的研究。该项目面向国家需求和科学前沿,拟研制一套具有自主知识产权、基于超高帧频激光诊断的高温高压湍流燃烧研究装置,捕捉微秒/微米尺度火焰与流动结构的演变规律,在近真实工况下实现对燃烧流场、组分场、温度场的时间分辨三维多场同步测量,解析传统实验难以测得的高频、小尺度反应区,并揭示高温高压湍流条件下的化学反应机理及反应-流动耦合效应。该仪器装置将满足国内湍流燃烧研究需求,解锁复杂燃烧问题的“黑箱”,提升解决湍流燃烧难题的能力,为我国先进动力装备的研发提供理论指导和技术支撑。先进动力装备的发展离不开基础研究的突破,更离不开支撑基础研究的重大科研仪器的研制。依托该项目,上海交通大学将进一步打造我国标志性的、综合实验能力国际先进的湍流燃烧研究基地,推动我国高端动力装备领域的基础研究水平,产出世界一流的前沿科技成果。关于2022年度国家重大科研仪器研制项目据悉,国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)是国家自然科学基金委员会资助力度最大的单体项目,每年全国仅立项5项左右。《2022年度国家自然科学基金项目指南》显示,国家重大科研仪器研制项目包括部门推荐和自由申请两个亚类,其中,国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)直接费用预算大于或等于1000万元/项。据统计,截至目前,今年已有5个国家重大科研仪器制项目(部门推荐)官宣:北京理工大学“分布孔径长时相参行星雷达测量仪”、中国科学院上海技术物理研究所“面向红外芯片的光谱与界面功能关系研究的多尺度表征系统”、自然资源部第二海洋研究所“智能敏捷海洋立体观测仪”、中国矿业大学“深地工程多场耦合动力灾变试验仪”、上海交通大学“基于超高帧频激光诊断的高温高压湍流燃烧研究装置”。
  • 新品速递 加拿大Solinst105型测井深仪-低流量采样获得高质量地下水样品
    加拿大Solinst105型测井深仪一、仪器创新点●105型测井深仪是一种简单可靠的测量金属井壁和总井深的测量装置。它可以同时提供两种测量数据而不需要更换探头。●105型测井深仪用来检测金属井壁的顶端和末端,可用于新建和已有井的施工,水裂作用测试,安装阻隔器或其他沉井仪器。●105型测井深仪使用双模式的不锈钢探头,连接清晰读取的扁平测量尺,配有高质量的卷轴。●测井深仪的探头内置高磁性组件来侦测井壁,当探头靠近金属时,探头立刻输出到面板上的声光报警器,发出蜂鸣和闪烁的红灯。当探头远离井壁时,信号停止,从而可以读取记录深度数值。●探头底部的一个活塞装置用于测量总井深,当活塞到达井底时,声光报警信号触发,活塞被推入探头并形成一个回路信号(间隔较长的声光报警信号),总井深可以读取并记录。●卷轴面板上有电池测试按钮,可以检测电池电量,抽屉式的电池仓方便电池更换。二、仪器特性、应用【105型测井深仪的特性】一个探头可以同时测量金属井壁的起始位置和总井深;使用抗拉伸,精准易读的激光刻度测量尺;最大测量尺长度达到600米(2000英尺);可更换的测量尺设计;超长3年保修期;【105型测井深仪的应用】测量总井深;安装地下水井;检测井壁裂缝;安装伸缩式井壁筛网;阻隔器和沉井设备的安装;水裂作用;已有监测井的施工;废弃井的停用;三、仪器规格105 型 测 井 深 仪 规 格 卷轴使用温度 : -20°C 到 +50°C 水下温度(探头和测量尺): -20°C 到 +80°C 浸湿测量(探头和测量尺): PVDF, Santoprene, Delrin, Viton, 316 stainless steel 探头压力等级: 水下最大 1650英尺 (500 米) 探头重量: ~10 盎司(280 克) 探头尺寸: 22 mm x 193 mm 尺寸: ±0.2 英尺 (0.06 米) 卷轴IP等级: IP64 (防尘和防泼溅) 电源: 标准9V碱性电汇 激光刻度的扁平测量尺 LM2:英尺和十分位单位,每1/100英尺标记。LM3:米和厘米单位,每毫米标记。最大600米(2000英尺)长度105型测井深仪探头——探头为316不锈钢材质,水下最大深度500米,内置强磁性组件。测量尺长度选择小轴:30米, 60米, 100米 中轴:150米,250米,300米 大轴:400米,500米,600米 四、低流量采样如何获得高质量地下水样品?自 1996 年以来,低流量采样已成为一种越来越被认可的获取高质量地下水样本的方法。 通过 Puls 和 Barcelona 的工作,美国 EPA 发布了低流量采样的标准操作程序 (EPA/540/S-95/504)。 遵循此类指南可确保收集到的样本能够代表实际现场条件。低流量净化和采样涉及以与周围地下水流量相当的速率(通常小于 500 毫升/分钟)抽取地下水,以便将水位下降降至最低,并将死水与来自经过筛选的取水区的水混合 一口井减少。在取样之前监测净化水的参数(pH、D.O.、电导率、温度等)和浊度的稳定性,因此低流量方法促进与周围地层的平衡并产生真正代表地层水的样品 .低流量方法允许在 40 毫升玻璃瓶中收集高质量、有代表性的地下水样品,用于 VOC 分析。全自动可能不是最佳选择由自动泵控制器操作的气动气体驱动泵通常被选为低流量吹扫和采样的理想设备; 然而,自动化这些采样器可能不是最好的方法。对于补给缓慢的井来说,自动化抽水率或水位下降通常不是一个好主意。 当补给速率低于泵送速率时,可能会发生不需要的瞬时清洗,而不是接近井采收率的首选缓慢而稳定的泵送速率。 快速去除低水力传导率地层中的水会增加水流回井中的速度,从而在井补给时产生湍流和浑浊。一旦水位低于传感器,一些自动泵送控制设备就会停止驾驶循环; 传感器再次检测到水(井已恢复)后,将重新启动驱动循环。 这可能会导致不完整的驱动循环和不一致的流速,而不是首选的缓慢温和泵送速率。合适的系统应允许水缓慢下降至最大落差小于 0.1 米(或立柱水柱的 1%),同时监控整个泵送过程。在快速恢复/补给井中,设置自动泵控制器以保持最小压降(小于 0.1 米)是非常可行的。 正确的驱动和排气时间很容易确定和设置。最后,与任何现场设备一样,最佳做法是让现场采样员或技术人员调整设备以适应每口井的泵送特性,而不是依赖自动化设备。Solinst 低流量的设备Solinst 气囊泵是低流量采样的理想选择。 泵为不锈钢材质,直径为 1.66 英寸(42 毫米)或 1 英寸(25 毫米)。 气囊有 PTFE 或 LDPE 可供选择。 提供各种用于低流量应用的设备。 使用 Solinst 电子泵控制单元,双阀泵和气囊式泵能够提供低至 100 毫升/分钟的流速。气囊泵允许在驱动循环期间非常缓慢、稳定地压缩气囊,这与其他一些采样器不同,因为它可以设置为提供与环境地下水流量相当的一致速率。 这会产生具有代表性的高质量未受干扰的 VOC 样品。 使用低流量技术,减少了湍流并最大限度地减少了废气,从而提供更准确和可靠的 VOC 样品收集。与 Solinst Levelogger水位计 应用程序或笔记本电脑一起使用的水下式 Levelogger 水位计可以在现场查看实时水位读数,并允许在清洗和采样期间监控实际下降。 可以根据液位记录器读数手动操作泵。
  • 容量法卡尔费休水分测定仪使用注意事项
    1、系统全密闭问题:卡尔费休试剂液路部分连接一定要紧固,从试剂瓶到计量泵再到反应池,否则发生试剂泄漏将直接影响测试结果。其不密闭的另一个问题是测试时由于卡尔费休试剂在试验中吸收空气水分,会导致滴定终点延迟。 2、滴定速度设定应先快后慢:滴定时先快速以尽量缩短试验时间,而在接近终点时应变慢,这样可提高计量精确度。http://www.ba17.com/KFMA/Category210.aspx 3、水分测定仪应该远离强磁场,避免工作时电子显示跳动,出现不正常现象。手动的水分测定仪,因为必须使用玻璃自动滴定管计量卡尔-费休试剂和甲醇溶剂,而玻璃滴定管本身因为平衡压力的关系,又必须与外界接通。 4、取样的准确问题:在标定卡尔费休试剂时需要取用10mg水,尽量使用10ul取样器,这样不但准确、速度快,还能够防止水滴粘附。同样地,取用甲醇试剂、乙酯也有类似的问题,取放完毕后应注意尽量缩短反应池打开的时间。  5、磁性搅拌速度调整:在反应池中,因为滴定试剂加入时在局部,与电极不在一处,因此搅拌速度最好以快到不形成湍流为止,这样可以最快达到终点。  6、当日试验完毕后,一定要排空系统中的卡尔费休试剂,然后用甲醇清洗干净,千万不能用水清洗系统,因为其不容易挥发,将造成下次试验时卡尔费休试剂标定不实。http://www.ba17.com/KFMA/Category210.aspx
  • 9家国家重点实验室主任聘任名单公布
    关于“湍流与复杂系统”等国家重点实验室主任和学术委员会主任聘任的通知教技司[2011]413号  有关高等学校:  根据科学技术部和财政部《国家重点实验室建设与运行管理办法》的有关规定,为保证实验室持续稳定发展,规范和加强对重点实验室领导班子聘任管理,经有关高校公开招聘和推荐,最终确定了“湍流与复杂系统”等国家重点实验室主任的推荐人选和学术委员会主任建议人选。  经研究,我司同意聘任陈十一教授、郑晓静院士等分别担任相应的湍流与复杂系统等国家重点实验室主任和学术委员会主任(具体名单见附件),任期至下一轮评估终止。国家重点实验室主任和学术委员会主任聘任名单序号实验室名称依托单位实验室主任学术委员会主任1湍流与复杂系统北京大学陈十一郑晓静2核物理与和核技术北京大学叶沿林沈文庆3新金属材料北京科技大学吕昭平C.T.Liu4认知神经科学与学习北京师范大学李 武董 奇5电子薄膜与集成器件电子科技大学李言荣雷清泉6新能源电力系统华北电力大学刘吉臻黄其励7农业微生物学华中农业大学陈焕春赵国屏8食品科学与技术江南大学金征宇赵国屏9高性能复杂制造中南大学段吉安熊有伦  教育部科技司  2011年12月6日
  • 丹迪发布EduPIV新品
    EduPIV解决方案简介粒子图像测速(PIV)是一种非接触光学测量技术,用于研究湍流,微流体,喷雾雾化和燃烧过程。流体中加入微小的示踪粒子,示踪粒子完全跟随流体运动。粒子被照亮并通过照相机记录下来,随后使用PIV软件进行分析。标准2D2C PIV(2维,2个速度分量)使用单个摄像机测量平面中的两个速度分量,通常包括:照相机,带有某些光束传输组件的激光器,光学镜片,同步器和用于数据采集的PC,存储和分析。对于EduPIV系统,使用LED照明光源和光纤透镜组而非激光,并且图像时序完全由DynamicStudio软件中的相机设置控制。该系统的配置使其安全且易于操作,使学生可以专注于学习测量原理,而不是操作复杂的硬件。该方案包括完整的实验装置和测量系统,可为PIV系统学习提供交钥匙解决方案。实验装置的基础是配有可编程泵和喷嘴的水箱实验回路。喷嘴会产生水射流,从而可以执行许多测试,并且可以轻松重新配置其他测试对象以进行其他测试。PSP示踪粒子用于加入水路中实现示踪,而我们的FlowSense USB 2M-165相机可以高速捕获粒子运动。使用DynamicStudio对图像进行分析,以提供整体速度图,湍流统计,标量分析,时间/能谱评估和流动可视化。创新点:EduPIV是Dantec全新推出的专用于教学演示的PIV系统。与常规PIV系统不同,它采用LED光源而非激光,从而避免了教学过程中危险的激光操作。与同类教学仪器不同,EduPIV系统采用完整的可编程/可自定义水回路,而非一成不变的简单演示装置,因此学生可以非常直观的理解PIV系统原理。同时,EduPIV系统配有完整的PIV软件包,可以实现所有科研级产品的软件分析功能。为学生日后进入研究阶段打下坚实的基础。EduPIV
  • 瑞士SALVIS真空干燥箱VC 20现货促销!
    瑞士Salvis实验室真空干燥箱+Vacubrand真空泵套装Vacucenter现货促销!! 作为实验室一款基本的仪器,Salvis提供了20L和50L两款型号的真空干燥箱,基本满足客户不同的实验需要。源自瑞士的精密工艺,使温度的控制精度在± 0.1℃,并确保了整个腔体内温度的稳定性。 杰出的质量品质以及优良的售后服务使Salvis的产品被广泛应用于生物、化学工程、制药、食品、化妆品、电子等科研及生产领域。 无湍流干扰环境 通过精确控制的针阀,释放环境空气和惰性气体进入腔体,腔体内内伞形进气口,保证无湍流气体产生。便捷菜单 LCD显示程序操作步骤和设置信息,可编程50个独立的程序,可设置温度、时间、升温速率、风扇转速等。双安全门锁 更安全,关闭门时门贴合密封条而不会弹开。高品质设计便于清洗 腔体内部四周圆角设计,确保清洁无死角。内置隔板保证有效的热传导和最佳抗化学性能。 VC20VC50电源230/115230/115实用体积/L2050重量/kg4862外尺寸W× H× D mm545× 375× 425645× 475× 525内尺寸W× H× D mm250× 250× 320350× 350× 420隔板(标配/最多)1/31/5隔板承重/kg2020温度范围,室温+5- ℃200200温度均一性50/150℃,± ℃1.0/2.41.0/2.6温度波动150℃,± ℃0.20.2程序/步骤50/1550/15定时 h999999斜率升温YesYes泵抽速 50/60Hz m3/h1.9/2.1极限真空度 mbar15噪音 50Hz typ dBA45CE标识有
  • 第十二届中国多相流测试学术会议在吉林隆重开幕
    仪器信息网讯 2021年5月15日,中国计量测试学会多相流测试专业委员会第十二届年会暨中国多相流测试学术会议在吉林隆重开幕。会议由中国计量测试学会多相流测试专业委员会主办,东北电力大学能源与动力工程学院、吉林省电机工程学会共同承办。来自全国高校、科研院所和相关企业的近300名代表参加了本次会议。会议现场东北电力大学校长蔡国伟致开幕词蔡国伟校长代表东北电力大学全体教职工,对与会代表表示热烈欢迎和衷心感谢,并预祝本次盛会圆满成功。蔡国伟表示,多相流测试理论及技术在能源、动力、航空航天、环境保护、生命科学等众多领域具有极其重要的应用,对全球经济和环境具有重大影响。莅临此次会议的各位专家、同仁,具有深厚的理论功底和丰富的技术经验,大家汇聚一堂,交流最新学术成果,共磋行业热点潮流,必将推动多相流测试理论及技术的发展,为我国的科技进步和工业发展做出积极贡献。中国计量测试学会多相流测试专业委员会主任蔡小舒致贺词蔡小舒主任称此次会议来之不易,首先感谢东道主东北电力大学对会议的成功召开所做出的努力。本届会议报名人数较往年大幅增长,创近年来新高,说明大家对于测量技术在科学研究中的重要性越发关注。测量方法的发展可推动科学技术的发展,希望与会代表借助本次会议加强交流,为多相流测试技术的发展及应用做出更多贡献。中国科学院工程热物理研究所研究员 聂超群报告题目:《高负荷压气机流动失稳监测与调控实验装置》航空发动机是一个国家综合国力的象征,但我国第四代战斗机歼20、大型客机C919仍缺少“中国心”,聂超群研究员基于国家重大需求,致力于解决航空发动机的“卡脖子”难题。其第一大难题为压气机失稳,该故障危害巨大,应不惜一切代价提前避免。传统的解决方法往往通过流动失稳监控科研仪器,捕捉失稳先兆信号,从而控制失稳,而国外在线监测与调控仪器在监测、诊断、调控方面存在技术短板。聂超群在报告中介绍了一种新方法,即捕捉更早期先兆信号,将调控时间提前,并根据仪器核心设计思想,成功研制出兼具先进测量技术、快速诊断方法、智能调控策略的流动失稳监控仪,为现在运行的航空发动机提供了新的扩稳方案。历经25年,聂超群团队围绕压气机流动失稳开展研究,逐步实现从跟跑、并跑到部分领域领跑的角色转变。中海油研究总院教授级高级工程师 李清平报告题目:《深远海油气集输系统中多相力学与计量现状及思考》海洋石油资源的44%分布在深水区,深水和超深水区是未来油气产量的主要增长点和重要接续区,因此在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术尤为重要。报告中李清平综述了当前深水油气田开发领域的技术进展,着重介绍了中海油的在创新驱动和科技引领方面取得的标志性成果:构建具有自主知识产权的深水油气田开发工程设计技术体系;建成深水工程实验系统,形成实验技术体系;成功研制出一批具有自主知识产权的深水工程水下设备及产品,打破了国外技术垄断;成功研制深水工程检测系统并实施现场监测。并对深水水下油气水多相计量,多相流型在线识别与监测,多相流数字化智能管控体系以及多相流泄漏、堵塞、腐蚀、冲蚀等监测、检测等深远海油气集输测试技术的未来发展方向展开思考。天津大学教授 卫海桥报告题目:《湍流射流燃烧(TJI)特性及发动机性能研究》目前交通运输是消耗石油资源最多的行业,提升汽油机热效率对降低碳排放、缓解能源危机有着重大意义。稀薄燃烧具有减低燃烧温度,减少壁面传热/冷却损失,降低NOX排放等众多优势,可有效提升发动机热效率。报告主要介绍了卫海桥教授团队基于定容燃烧弹开展湍流射流燃烧(TJI)特性和关键参数影响的研究,并结合热力学发动机从发动机应用的角度开展TJI稀薄燃烧研究,以提升热效率为目的开展预燃室结构参数和发动机控制参数的优化研究。东北电力大学教授 蔡伟华报告题目:《FLNG绕管式换热器内复杂两相基础研究》世界能源消费中,天然气占比达历史新高;我国能源结构持续优化,天然气占比稳步提升。深水海域已成为近年来全球油气勘探开发的重要接替区域,南海油气资源极其丰富,被列为国家十大油气战略选取之一。然而南海70%的油气资源蕴藏于深海,开采输运难度极大。新型远洋天然气开采输运技术FLNG因其成本低、可移动、安全性高等优势,应用项目遍布全球。蔡伟华教授及其团队致力于FLNG核心部件绕管式换热器的相关研究,报告介绍了管侧流动与换热规律、壳侧两相均布特性、壳测流动与传热规律,为大型绕管式换热器的设计和优化提供了理论保障和技术支撑。5月15日下午,《多相流数值计算及实验测量》、《多相流测试工程应用》、《传感器、层析成像及流体可视化》、《颗粒和液滴测量技术》、《多相流测试基础理论》5个分论坛同步召开,报告嘉宾结合自身研究方向,向与会人士分享其最新研究成果,现场学术气氛浓厚。分论坛掠影会议还吸引多家仪器仪表相关企业的赞助和参展,包括美国TSI、上海积鼎、北京康斯特、南京九章化工等。会议间隙,展台吸引大量与会者驻足。
  • 清华大学成功研制元成像芯片
    门捷列夫曾经说过:“科学是从测量开始的。”光学成像拓展了人类的认知边界,推动了科学的进步,同时也广泛应用于生活的方方面面。然而受到不可避免的镜面加工误差、系统设计缺陷与环境扰动的限制,实际成像分辨率与信噪比往往显著低于完美成像系统。如何实现无像差的完美光学成像,一直是光学中最重要且悬而未决的难题之一。记者从清华大学获悉,近日,该校成像与智能技术实验室提出了一种集成化的元成像芯片架构,为解决这一百年难题开辟了一条新路径。区别于构建完美透镜,研究团队另辟蹊径,研制了一种超级传感器,记录成像过程而非图像本身,通过实现对非相干复杂光场的超精细感知与融合,即使经过不完美的光学透镜与复杂的成像环境,依然能够实现完美的三维光学成像。该成果近日以“集成化成像芯片实现像差矫正的三维摄影”为题以长文形式发表在《自然》期刊上。减小光学像差是百年光学难题光线经光学系统各表面传输会形成多种像差,使成像产生模糊、变形等缺陷。光学系统设计的一项重要工作就是校正这些像差,使成像质量达到技术要求。传统光学系统主要为人眼所设计,秉持“所见即所得”的设计理念,聚焦在光学端实现完美成像。近百年来,光学科学家与工程师不断提出新的光学设计方法,为不同成像系统定制复杂的多级镜面、非球面与自由曲面镜头,来减小像差、提升成像性能。但由于加工工艺的限制与复杂环境的扰动,难以制造出完美的成像系统。“例如,由于大范围面形平整度的加工误差,难以制造超大口径的镜片实现超远距离高分辨率成像;地基天文望远镜,受到动态变化的大气湍流扰动,实际成像分辨率远低于光学衍射极限,限制了人类探索宇宙的能力,往往需要花费昂贵的代价发射太空望远镜绕过大气层。”研究团队负责人、中国工程院院士、清华大学自动化系教授戴琼海介绍。为解决这一难题,自适应光学技术应运而生,人们通过波前传感器实时感知环境像差扰动,并反馈给一面可变形的反射镜阵列,动态矫正对应的光学像差,以此保持完美的成像过程。基于此,人们发现了星系中心的巨大黑洞。然而,由于像差在空间分布非均一的特性,该技术仅能实现极小视场的高分辨成像,难以实现大视场多区域的同时矫正,并且由于需要非常精细的复杂系统,往往成本十分高昂。将所有技术集成在单个成像芯片上近年来,数字化的高速发展催生了计算光学这一交叉学科,为先进成像系统设计提供了新的思路。记者从清华大学获悉,早在2021年,该校自动化系戴琼海院士领导的成像与智能实验技术实验室研究团队发表于《细胞》期刊上的成果,就首次提出了数字自适应光学的概念,为解决空间非一致的光学像差提供了新思路。在此次最新的研究成果中,研究团队将所有技术集成在单个成像芯片上,使之能广泛应用于几乎所有的成像场景,而不需要对现有成像系统做额外改造,并建立了波动光学范畴下的数字自适应光学架构,通过对复杂光场的高维超精细感知与融合,在具备极大的灵活性的同时,又能保持前所未有的成像精度。“这一优势使得在数字端对复杂光场的操控能够媲美物理世界的模拟调制,就好像人们真正能够在数字世界搬移每一条光线一样,将感知与矫正的过程完全解耦开来,从而同时实现不同区域的高性能像差矫正。”戴琼海说。有望带来成像系统的颠覆性改变研究人员进一步介绍,上述元芯片的数字自适应光学能力有望带来成像系统的根本性改变。传统相机镜头的成本和尺寸都会随着有效像素数的增加而迅速增长,这也是高分辨率手机成像镜头即使使用了非常复杂的工艺也很难变薄、高端单反镜头特别昂贵的原因。戴琼海介绍,元成像芯片从底层传感器端为这些问题提供了可扩展的分布式解决方案,使得我们能够使用非常简易的光学系统实现高性能成像。除了成像系统存在的系统像差以外,成像环境中的扰动也会导致空间折射率的非均匀分布,从而引起复杂多变的环境像差。其中最为典型的是大气湍流对地基天文望远镜的影响,从根本上限制了人类地基的光学观测分辨率。数字自适应光学技术仅仅需要将传统成像传感器替换为元成像芯片,就能为大口径地基天文望远镜提供全视场动态像差矫正的能力。此外,元成像芯片还可以同时获取深度信息,相比传统光场成像方法,其在横向和轴向都具有更高的定位精度,为自动驾驶与工业检测提供了一种低成本的解决方案。戴琼海介绍,未来,课题组将进一步深入研究元成像架构,建立新一代通用像感器架构,或可广泛用于天文观测、工业检测、移动终端、安防监控、医疗诊断等领域。
  • 等离子体物理学家俞昌旋院士逝世
    p 我国著名的等离子体物理学家及教育家、中国科学院院士、中国科学技术大学教授俞昌旋先生,因病医治无效,于2017年5月23日4时5分在合肥逝世,享年76岁。/pp  俞昌旋,福建福清人,生于1941年7月7日。出生于印度尼西亚爪哇岛安褥埠,1948年随父母归国。1959年毕业于厦门集美中学,1965年毕业于中国科学技术大学近代物理系,同年加入中国共产党。大学毕业后留校任教,1979年晋升为讲师,1985年晋升为副教授,1992年晋升为教授,1993年被聘为博士生导师,2007年当选为中国科学院数理学部院士。1980至1983年、1989至1991年、2000至2001年,先后三次在美国加州大学洛杉矶分校、德克萨斯大学奥斯丁分校访问研究近六年。历任中国科学技术大学近代物理系主任、校学术委员会委员、中国核学会核聚变与等离子体物理学会理事、安徽省物理学会常务理事、国家磁约束聚变专家委员会委员、国家重大科技专项专家组成员、国家“863”计划专题专家组成员及顾问、高温高密度等离子体物理重点实验室学术委员会主任、全国归国华侨联合会委员、安徽省归国华侨联合会常务委员等职。/pp  俞昌旋是我国等离子体物理与受控热核聚变研究领域的领军人物之一。他开创了我国等离子体湍流实验研究、等离子体非线性现象实验研究等学科方向,在磁约束等离子体湍流和反常输运、等离子体非线性现象、等离子体诊断等领域取得了多项有重要创新意义的研究成果。他首次实验证实了湍流雷诺胁强是触发约束模式转换的主要机制,首次观察到了带状流完整的三维特征,实验发现线性欧姆约束等离子体中湍流色散关系与理论预言一致。他最先观察到了无外驱动等离子体向混沌态过渡的三条途径,首次利用小扰动方法实现了对无外驱动等离子体混沌的控制。他在国内率先研制了激光相干散射等系列诊断系统,发展了电子速度超高斯分布的汤姆逊散射理论以及考虑波阻尼效应的极小角散射理论。曾获中国科学院自然科学奖二等奖、中国科学院科技成果奖二等奖、中国科学院科技进步奖三等奖、军队科技进步奖三等奖等多项重要科技奖项。/pp /pp /p
  • 西南交通大学准环对称仿星器项目启动建设
    8日笔者获悉,在日前举行的成渝(兴隆湖)综合性科学中心暨重大科技基础设施建设现场推进活动上,西南交通大学准环对称仿星器项目启动建设,该装置建成后将提升我国在受控核聚变领域的原始创新能力。据介绍,准环对称仿星器是目前受控核聚变领域磁场位形最先进的仿星器装置,它兼具了等离子体稳态运行和约束性能高的优势,装置大半径1米、平均小半径0.25米,由线圈系统、真空系统、支撑系统、电源系统、加热系统、水冷系统、中央控制系统和诊断系统组成。西南交通大学相关项目负责人表示,该装置的建成将突破三维非平面模块化线圈制造关键技术和准环对称位形下的新经典输运、湍流输运和磁流体不稳定性等关键科学问题,填补我国在仿星器相关研究领域的空白,为推进人类探索先进磁约束位形和受控核聚变技术作出开创性贡献。同时,还将加快磁约束核聚变能技术研发和应用进程,带动和促进三维复杂精密机械制造、强磁场、超导、微波技术等相关配套产业发展,形成从科学研究到成果转化的可持续发展格局,支撑国家能源高效安全战略和“双碳”战略实施。准环对称仿星器建筑效果图。西南交通大学供图
  • LIBS人的盛会 第六届中国激光诱导击穿光谱技术研讨会召开
    p  strong仪器信息网讯/strong 2018年3月24日,第六届中国激光诱导击穿光谱技术研讨会(CSLIBS 2018)在西安交通大学召开。CSLIBS 2018由中国光学工程学会激光诱导击穿光谱专业委员会主办,西安交通大学承办,西安电子科技大学、中国科学院西安光学精密机械研究所协办。来自科研院校的专家学者以及相关企业、仪器设备公司的200多位代表参加了此次会议。/pp style="text-align: center "img title="会场1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/1933c015-4973-48a8-b006-9a706065852b.jpg"//pp style="text-align: center "img title="会场1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/c154933b-bdb3-4f0f-906b-0a9b6ae69a4b.jpg"//pp style="text-align: center "CSLIBS 2018会议现场/pp  会议举行了简短的开幕式,激光诱导击穿光谱专业委员会副主任陆继东、西安交通大学能动学院副院长赵亮分别致欢迎辞,西安交通大学王珍珍教授主持开幕式。致辞中,陆继东副主任表示,本次会议有许多热爱激光诱导击穿光谱的老朋友,也有非常多的来自各个领域的新朋友,会议将以“能源动力”为主题展开广泛的交流。赵亮副院长介绍了西安交大能动学院的概况,以及学院开展激光诱导击穿光谱研究工作的情况。二位都预祝此次会议取得圆满成功和丰硕成果。/pp style="text-align: center "img title="陆继东1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/6ef00b4f-e892-4c39-92f8-b7c0abd03bc2.jpg"//pp style="text-align: center "激光诱导击穿光谱专业委员会副主任陆继东/pp style="text-align: center "img title="赵亮.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/43ee6863-9b89-459e-a932-5629c18ce2e5.jpg"//pp style="text-align: center "西安交通大学能动学院副院长赵亮/pp style="text-align: center "img title="王珍珍.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/193a7e27-6135-44a0-8235-80e411cb9525.jpg"//pp style="text-align: center "西安交通大学王珍珍教授/pp  激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)利用激光功率密度非常高的特点,与物质(气体、固体、液体)直接相互作用,从而产生高温等离子体,待测元素在高温等离子体中激发或电离,根据特征谱线进行定性分析,根据特征谱线的强度进行定量分析。LIBS具有不需要样品准备、多元素同时检测、测量速度快、可远程非接触测量、系统结构组成简单等诸多优点,因此,在2004年的一篇综述文章中,世界著名的光谱分析专家James Winefordner博士称之为化学分析技术的“未来之星”。/pp  不过,LIBS是一个优点与缺点都非常明显的分析技术。由于受不可控的激光-物质(无法通过样品准备进行精确控制)相互作用的影响,加上其后的激光-等离子体(由激光烧蚀产生)、等离子体-环境气体、等离子体-激波(由等离子体快速碰撞产生)之间相互作用过程中受多种不确定因素的影响,导致LIBS系统信号测量不确定度较高,可重复性精度较差;受基体效应的影响,测量误差也相对较大。/pp  所以,关于对LIBS的看法也有着很多不同的声音,看好、不看好都有。对此,上海交通大学俞进教授和清华大学王哲教授都曾说到,LIBS在短短的时间内吸引了大量学者和工业界人士的关注,是因为LIBS能够解决其他技术不能解决的问题。而对于LIBS能不能用的问题,二人如此说到,“LIBS肯定能用,但不能用在所有地方,让LIBS做自己能做的事情!”/pp  如此,也意味着在今后一段时间内,LIBS还需要进行大量的机理、数据处理、应用研究,积极和其他仪器配合,开发商业化定量分析技术......,虽然这个过程可能会有点长,但是对于推动LIBS技术发展、实现其大规模商业应用来说,这些都是非常重要的。/pp  CSLIBS 2018为期两天,在第一天,西安交通大学严俊杰教授、西安电子科技大学邵晓鹏教授分别做主题报告。/pp style="text-align: center "img title="严俊杰.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/d95b2f75-d32a-4885-ace5-50ca466d7c57.jpg"//pp style="text-align: center "西安交通大学严俊杰教授/pp style="text-align: center "报告题目:燃煤电站调峰过程的能耗和环保性能理论研究/pp  实现灵活运行、深层次节能减排是燃煤发电行业发展面临的机遇与挑战,提升燃煤电站调峰过程的能效、速率并降低排放是重点、难点、热点问题。针对这一关键问题,严俊杰教授研究团队进行了10 余年的持续研究,建立了燃煤发电机组全厂瞬态模型,通过研究燃煤机组变负荷瞬态过程中热工控制与热力系统的耦合匹配特性,获得了燃煤发电机组瞬态过程能耗特性,揭示了节能机理;研究了通过热力系统与热工控制耦合匹配实现机组变负荷速率提升的基础理论问题,并利用LIBS等分析技术定量分析了灵活运行对机组排放特性的影响规律。/pp style="text-align: center "img title="邵晓鹏.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/c50b36f6-5bcb-48bb-8e2d-97376cbd5fdc.jpg"//pp style="text-align: center "西安电子科技大学邵晓鹏教授/pp style="text-align: center "报告题目:计算成像技术及应用/pp  传统光学成像技术由于受到物理上的限制,在探测距离、成像分辨率与视场等方面存在着矛盾。为了实现更高、更远、更小的要求,引出计算成像技术的概念。邵晓鹏教授通过对计算成像技术的深入分析,对其数学问题和物理机制进行了深入的探讨。并重点讨论了计算成像技术的发展,分别介绍了多孔径成像技术、散射成像技术、编码成像技术、偏振成像技术以及光声成像技术等,并针对SWaP 的要求,提出了基于全局优化全新的光学系统设计思路。最后,针对人工智能技术在光电系统中的应用,阐述了超分辨率重建技术和TLD目标跟踪技术,并对计算成像技术的发展进行了总结与展望。/pp  与上届研讨会有所不同的是,在CSLIBS 2018的第一天进行的报告中,LIBS应用研究的内容有一定的增加。部分报告内容如下:/pp style="text-align: center "img title="陆继东.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/31830c05-8e65-4200-a9c8-6f8caba604aa.jpg"//pp style="text-align: center "华南理工大学陆继东教授/pp style="text-align: center "报告题目:能源转化过程对于光学测量的需求和LIBS 技术的可能潜力/pp  以煤炭为首的化石能源以及生物质能的转化是一个复杂的物理化学过程,而能源清洁转化系统的安全、可靠、经济运行取决于对全流程关键参数的快速、在线检测。因此,急需发展合适的光学测量技术。报告中,陆继东教授综合分析了能源转化过程中基础研究和工业应用对光学测量的需求,结合其研究团队的多年研究进展对LIBS技术在能源转化过程中的应用、瓶颈和前景进行了深入的探讨和分析。/pp  其后,陆继东教授团队的董美蓉、姚顺春分别做题为“激光诱导击穿光谱技术应用于单颗粒煤燃烧过程特性研究”、“直接测量颗粒流的等离子体光谱优化方法研究”的报告。报告分别介绍了在煤燃烧前、燃烧过程中、燃烧后等环节利用LIBS进行的研究工作所取得的进展。/pp style="text-align: center "img title="王金华.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/b6fdb6c4-01a5-4c6b-b556-341e1af2b539.jpg"//pp style="text-align: center "西安交通大学王金华教授/pp style="text-align: center "报告题目:高压预混湍流火焰结构和动力学实验研究/pp  王金华在报告中介绍了利用OH-PLIF(平面激光诱导氢氧基荧光技术)火焰结构激光诊断技术开展高压预混湍流火焰结构和动力学实验研究,包括两个方面:一是在层流平面火焰和预混层流本生灯火焰上,利用OH-PLIF 获得局部拉伸火焰的反应区结构,研究火焰自身对于固有扰动、拉伸、流场扰动的响应规律和机理;二是在准各向同性预混湍流火焰本生灯上,结合高压燃烧实验平台,定量控制湍流场参数、火焰自身参数,利用OH-PLIF 获得湍流火焰瞬时火焰结构及其统计表征,研究流场、火焰自身与湍流火焰结构参数三者的作用规律和机理。/pp style="text-align: center "img title="李常茂.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/b919703d-64bd-4479-bc87-ff6ac7495ae5.jpg"//pp style="text-align: center "中国工程物理研究院材料研究所李常茂博士/pp style="text-align: center "报告题目:LIBS 在核材料分析领域应用研究进展/pp  发展核能对优化能源结构、保障能源安全、促进污染减排和应对气候变化具有重要作用。然而核裂变材料拥有高放射性,给传统成分分析手段带来困难。而核材料分析是LIBS优势应用领域之一,可以说也是LIBS 技术发展及应用的一大机遇。在国际上,LIBS分析核材料正成为一大热点,其发表的相关论文数量快速增长,而在我们国内,相关论文几乎为“0”。/pp  李常茂博士在报告中介绍了核燃料循环基本环节基础上,介绍了LIBS 在铀含量检测、放射性同位素分析、核污染远程分析等方面的研究现状。如,铀、钚基体光谱复杂,对LIBS光谱分辨率有极高要求;微量铀分析灵敏度低至150ppm,铀钚材料中杂质元素分析灵敏度低至100~500ppm,但均严重依赖于基体光谱复杂度;LIBS分辨同位素效果一般,目前仅能分辨具有较大同位素位移的核素,且需要特定的气氛条件;远程LIBS分析距离高达30m,核污染检测灵敏度约为10~100ug\cm2,但严重依赖于基体材料。/pp style="text-align: center "img title="poster.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/25a36426-8a03-492d-9b91-ff2febe37059.jpg"//pp style="text-align: center "Poster Session/pp  更多会议内容请见后续报道。/pp  a title="" style="color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " href="http://www.instrument.com.cn/news/20180326/242756.shtml" target="_blank"span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong第六届中国LIBS研讨会闭幕 2019相约安徽/strong/span/a/pp /p
  • 2007年度国家自然科学奖获奖名单揭晓(二)
    今天召开的2007年度国家科技奖励大会上,2007年度国家自然科学奖获奖名单揭晓。离散型多相湍流和湍流燃烧的基础研究和数值模拟等项目入选。  具体名单如下:国家自然科学奖获奖项目目录  二等奖 项目名称主要完成人推荐单位离散型多相湍流和湍流燃烧的基础研究和数值模拟周力行专家推荐关于对称与齐次空间的复几何莫毅明专家推荐仿射Weyl群的双边胞腔的基环和仿射Hecke代数的表示席南华中国科学院压电材料的断裂张统一,高存法,赵明皞,董 平香港特别行政区功能准一维半导体纳米结构与物理研究俞大鹏,冯孙齐,徐 军,薛增泉,奚中和教育部中重缺中子区近滴线新核素合成及核结构实验研究徐树威,张玉虎,周小红,李占奎,谢元祥中国科学院晶体生长机制与动力学若干问题的研究王 牧,闵乃本教育部纳米硅-纳米氧化硅体系发光及其物理机制秦国刚,冉广照,秦国毅,徐东升,张伯蕊教育部新型光电功能分子材料与相关器件朱道本,刘云圻,于 贵,唐本忠,白凤莲中国科学院配合物控制合成与晶体工程方法基础研究陈小明,童明良,张杰鹏,黄晓春,张献明教育部功能化电极界面的研究--从化学修饰到自组装董绍俊中国科学院功能界面修饰与电化学分析方法研究陈洪渊,徐静娟教育部固液界面的分子组装与调控及电化学STM研究万立骏,徐庆敏,潘革波,宫建茹中国科学院一些氨基酸衍生物的反应、合成及性质研究马大为,邹 斌,朱 伟,俞寿云,蔡 倩上海市热河脊椎动物群的研究周忠和,徐 星,王元青,张福成,汪筱林,胡耀明,王 原中国科学院海陆气相互作用及其对副热带高压和我国气候的影响吴国雄,刘屹岷,李建平,宇如聪,周天军中国科学院中国西北季风边缘区晚第四纪气候与环境变化陈发虎,李吉均,张虎才,方小敏,潘保田教育部地球空间数据与空间分析的不确定性原理史文中,童小华,朱长青,王新洲中国科协华北及其邻区大陆地壳组成与壳幔交换动力学研究高 山,金振民,章军峰,刘勇胜,张宏飞湖北省G蛋白偶联受体信号与其它细胞信号通路间的对话机制裴 钢,马 兰,高 华,程智洁,荆 清上海市黏菌代表类群系统研究李 玉,王 琦,陈双林,李惠中,刘淑艳吉林省新的snoRNA结构与功能研究屈良鹄,周 惠,陈月琴广东省水稻第四号染色体测序及功能分析韩 斌,冯 旗,张玉军,王升跃,薛勇彪上海市显花植物自交不亲和性分子机理薛勇彪,张燕生,赖 钊,乔 红,周君丽中国科学院蓝藻异型胞分化及环式光合电子传递研究赵进东,史运明,赵卫星,赵饮虹教育部Y染色体多态性与东亚人群的起源、迁徙和遗传结构的研究金 力,宿 兵,卢大儒,褚嘉祐,黄 薇上海市重要药理作用的靶标动力学行为与功能关系研究及其药物设计蒋华良,沈建华,沈 旭,罗小民,柳 红上海市恶性肿瘤细胞抗原提呈和生物调变机理研究郭亚军专家推荐纳米冷阴极及其器件研制许宁生,陈 军,邓少芝,李志兵,佘峻聪广东省基于认知与非欧氏框架的数据建模基础理论研究徐宗本,梁 怡,张讲社,彭济根,马江洪教育部ZnO基材料生长、P型掺杂与室温电致发光研究叶志镇,吴惠桢,吕建国,朱丽萍,黄靖云浙江省智能控制理论与方法的研究王飞跃中国科学院Ca-P生物材料的骨诱导性及其机理研究张兴栋,袁惠品,范红松,张 聪,屈树新四川省有机荧光功能材料田 禾,王巧纯,朱为宏上海市复杂约束条件气液两相与多相流及传热研究郭烈锦,陈学俊,赵 亮,郝小红,何银年教育部破断岩体表面形貌与力学行为研究谢和平,周宏伟,鞠 杨,王金安,高 峰教育部纳微尺度流体流动与传热传质的基础研究郑 平,吴慧英上海市复杂非线性电力系统的稳定控制与智能优化理论与方法的研究曹一家,叶旭东,韩祯祥,甘德强,江全元教育部不同水动力条件下污染物输移过程及系统耦合模型研究王 超,沈永明,李 凌,陆光华,王沛芳教育部更过
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