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1. chinaXiv:201711.02791 [pdf]

Magnetic entropy change associated with critical behavior in the precursor region of single crystalline FeGe

张蕾
分类: 物理学 >> 凝聚态:电子结构、电、磁和光学性质

Cubic helimagnet FeGe has emerged as a class of skyrmion materials near room temperature that may impact future information technology. Experimentally identifying the detailed properties of skyrmion materials enables their practical application acceleratedly. Here we study the magnetic entropy change (MEC) of single crystalline FeGe in its precursor region and clarify its close relation to the critical exponents of a second-order phase transition in this area. The maximum MEC is found to be 2.86 J/kg.K for 7.0 T magnetic field change smaller than that of common magnetocaloric materials indicating the multiplicity and complexity of the magnetic structure phases in the precursor region. This result also implies that the competition among the multimagnetic phases can partly counteract the magnetic field driven force and establishes a stable balance. Based on the obtained MEC and the critical exponents, the exact Curie temperature of single crystalline FeGe under zero magnetic field is confirmed to be 279.1 K, higher than previously reported 278.2 K. This finding pave the way for reconstruction of FeGe phase diagram in the precursor region.

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2. chinaXiv:201711.02792 [pdf]

2017-Fe05Co05Si.pdf

张蕾
分类: 物理学 >> 凝聚态:电子结构、电、磁和光学性质

The magnetic entropy change [ΔSM(T;H)] around the phase transition temperature TC is investigated by the scaling method for Fe0:5Co0:5Si, which exhibits a skyrmion phase below TC. The parameters of ΔSM(T;H) exhibit field dependent behaviors. The ΔSM(T;H) curves under high field can be well scaled into a single universal curve independent of external field and temperature. However, ΔSM(T;H) curves under low field become divergent just below TC, which indicates a characteristic of first-order transition. The scaling investigation of ΔSM(T;H) curves indicates that the phase transition in Fe0:5Co0:5Si is of a weak first-order type in low field region, while it is driven into a second-order one under high field. This weak first-order phase transition in low field region resembles that in typical skyrmion system MnSi which is caused by the critical fluctuation. The result suggests that critical fluctuation plays an important role in the phase transition and formation of skyrmion state.

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3. chinaXiv:201711.02790 [pdf]

2017-CrNbS.pdf

张蕾
分类: 物理学 >> 凝聚态:电子结构、电、磁和光学性质

The magnetism of the single crystal Cr1=3NbS2, which exhibits chiral soliton lattice (CSL) state, is investigated. The magnetization displays strong magnetic anisotropy when the field is applied perpendicularly and parallel to the c-axis in low field region (H < HS, HS is the saturation field). The critical exponents of Cr1=3NbS2 are obtained as β = 0.370(4), γ = 1.380(2), and δ = 4.853(6), which are close to the theoretical prediction of three-dimensional Heisenberg model. Based on the scaling equation and the critical exponents, the H 􀀀 T phase diagram in the vicinity of the phase transition is constructed, where two critical points are determined. One is a tricrtical point which locates at the intersection between the CSL, forced ferromagnetic (FFM), and paramagnetic (PM) states. The other one is a critical point situated at the boundaries between CSL, helimagnetic (HM), and PM states.

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4. chinaXiv:201712.01874 [pdf]

不同孔隙率圆形微针肋热沉流动及传热特性

杨宇辰; 夏国栋; 陈卓; 马丹丹
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

本文利用CFD数值模拟软件对当量直径为200 μm的不同孔隙率的叉排圆形微针肋热沉的流动和传热特性进行了数值模拟。模拟结果表明,随着雷诺数的增加,针肋尾部出现不同形态的涡。不同孔隙率的通道中,由于后排针肋的影响,针肋尾迹区的涡的形态、大小出现不同。对不同孔隙率的微针肋热沉,热流密度的变化对热沉的努赛尔数Nu的影响不同,孔隙率较小时热流密度对热沉的努赛尔数Nu影响不大,孔隙率较大时热流密度升高,热沉的努赛尔数Nu升高。

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5. chinaXiv:201712.01875 [pdf]

直流电场作用下油中水滴的破裂时间特征

罗小明1; 闫海鹏1; 王静2; 何利民1*
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

采用显微实验与理论分析相结合的方法,对直流电场作用下水滴破裂前的拉伸过程及其时间特征进行了系统研究。结果表明,电毛细数和表面活性剂浓度是影响水滴拉伸过程的关键因素,而油水粘度比和电导率比的影响并不显著。拉伸时间对低电毛细数和高表面活性剂浓度体系更为敏感。在实验范围内,直流电场作用下球形水滴经拉伸并破裂的最小时间为10 ms。基于此,提出了一种可有效提高水滴静电聚并效率并抑制电分散现象的脉冲电场设计方法。

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6. chinaXiv:201712.01876 [pdf]

粘性Geldart B类颗粒流化特性实验研究

马吉亮; 刘道银; 梁财; 陈晓平
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

本文基于多源X射线层析成像技术及联合代数重建算法(SART)首次重构出粘性B类颗粒流化时局部气泡的三维形态,并结合压力脉动分析技术获得了丰富的全局流态化信息。实验结果表明,粘性力的增加强化了气泡间的合并作用,导致气泡的尺寸上升,频率和速度下降,当床温超过35°C后,节涌状态被激发,并与自由流化状态交替产生。而且,粘性力越大,节涌在流化过程中所占的时间比例越长。

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7. chinaXiv:201712.01877 [pdf]

变质量流率蒸汽浸没射流压力振荡特性研究

王禄涛; 赵全斌; 王迎春; 种道彤; 陈伟雄
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

本文对变质量流率蒸汽浸没射流压力振荡特性开展了实验研究,发现蒸汽质量流率随时间延长呈指数规律下降。蒸汽射流凝结经历了稳定凝结、振荡凝结、过渡和喘振四个阶段,射流初始水温越高,各个凝结区域转换点对应的蒸汽质量流率越高。在不同的凝结区域,蒸汽质量流率和过冷水温度对振荡特性的影响程度不同。相同蒸汽质量流率时,初始水温越高振荡频率越小。振荡强度均方根值和峰值均在凝结振荡区达到最大,且初始水温越高,最大值对应的蒸汽质量流率越高,振荡强度峰值最高可达70 kPa。

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8. chinaXiv:201712.01878 [pdf]

基于单镜头双相机的运动颗粒三维速度测量

贾敏华; 周骛; 金娜; 蔡小舒
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

本文基于离焦测距原理,提出一种利用单镜头双相机测量运动颗粒三维速度的方法。入射光经分束立方体分别进入两个工业相机,通过调节分束立方体与相机间的垫圈厚度获取同一对象两幅不同模糊度的图片,根据其模糊差实现运动颗粒在三维场中的定位,再结合单帧多曝光方法,获取其三维速度。通过拍摄慢速搅拌水流中颗粒运动并分析处理不同运动情况的颗粒图片得到了运动颗粒的三维速度,经计算与实验考察证明了其可行性。该方法解决了离焦二义性问题与速度方向二义性问题,为三维速度的测量提供了新的方向。

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9. chinaXiv:201712.01879 [pdf]

基于双向流固耦合方法的某风扇特性数值研究

张帅1,2; 高丽敏; ,2; 郑天龙1,2; 邓卫敏1,2
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

风扇转子工作在高压比、高转速、高负荷的级环境中,实际流动中存在风扇的长叶片与流体间强烈的耦合作用。针对风扇实际工作中存在的流固耦合问题,本文通过基于时域推进的双向流固耦合方法对风扇转子的流固耦合问题进行求解,并在此基础上对该转子的超声速非失速颤振现象进行研究。分析结果表明,考虑耦合效应的转子特性线整体向大流量方向偏移0.7%,效率降低约0.76%,总压比基本保持不变,稳定工作裕度略有减小;转子在设计转速下近效率最大点处,可能会发生基于叶片一阶固有模态振动的超声速非失速颤振现象。

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10. chinaXiv:201712.01880 [pdf]

混流式核主泵内流动结构与压力脉动特性关联分析

倪丹1,杨敏官1,高波1,李忠1,李玉婷1,陆胜2
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

核主泵内的流动不稳定将会引起严重振动,不利于其安全稳定运行。因此本文基于大涡模拟(LES)数值计算方法对几个典型工况下核主泵内部非稳态流动结构及其压力脉动特性进行全面阐述与关联性分析。研究表明,随着流量的增加,动静干涉作用在导叶出口处逐渐增加;偏工况条件下,导叶出口处压力脉动频谱低频段中均出现复杂激励频率,尤其是靠近出液管附近的导叶出口处。核主泵在偏大流量工况下运行时壳体右侧内部非稳态流动结构相较于壳体左侧更加复杂;在偏小流量工况下运行时壳体底部压力脉动更加剧烈。本文进一步详细描述了核主泵球形壳体内强涡量区的流动结构及其成因,并且发现测点处的压力频谱与涡量频谱有相同的主要激励频率,因此证明核主泵内非定常旋涡流动结构是激励压力脉动的主因之一。

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