垂直激励下颗粒物质的质心动力学特性

颗粒物质是一种中微观的物质存在方式,这种存在方式非常普遍,与工农业生产,人们生活都有着密切的关系.长期以来人们对这种媒质的特性研究一直都有着浓厚的兴趣.但由于颗粒物质具有的非常独特的非线性、耗散以及非平衡的特殊性质,对于这种媒质到目前为止还没有一个系统的理论来描述.颗粒物质本身由固体组成,有些情况下则会出现类似液体的流动、对流和表面波动,在较大的激发下还可能会表现得类似于气体[1].     

极低体积分数(Au-H2O)纳米流体导热机理研究

纳米流体热物性的研究作为一门新兴交叉学科一直受到关注,然而至今仍没有理论能够准确解释AuH2O这类体积分数极低的纳米流体导热系数极大增强的现象。因此,在前人理论的基础上,提出一种新的算法模型:利用分形理论模拟纳米颗粒分布来解释团聚物对纳米流体导热系数的影响;利用微对流模型以及颗粒扩散修正因子来还原导热系数的动态项。该算法模型充分考虑了团聚、颗粒分布、布朗运动形成的微对流、温度对颗粒和基液分子布朗运动的影响以及颗粒扩散等因素对纳米流体导热系数的影响,能够准确预测出Au-H2O纳米流体导热系数增强的趋势,理论预测值与绝大部分现有实验数据最大偏差不超过1.5%。研究发现,对这类极低浓度纳米流体而言,温度对其影响大于体积分数和粒径的影响,且呈指数形式增长。     

基于两相流理论的稀疏和致密颗粒流统一模型

统一描述不同浓度的固、液两相流动具有重要意义。该文充分考虑不同流态下颗粒体的本构关系、颗粒体与流体的相间作用以及流体紊动影响,应用两相流模型对统一描述稀疏和致密颗粒流问题进行了探索。经与实验结果比较,该两相流模型对不同粒径的稀疏和致密颗粒体的运动过程均能准确刻画。模拟结果表明,不同粒径稀疏颗粒体与流体的相间作用差异较大,其中细颗粒体受到的沉积作用更弱,更容易在周围流体中保持悬浮状态,因而前端运动距离更长。流体紊动粘性对涡旋结构的发展有较大的影响,考虑紊动时流体倾向于向前运动,进而促进了稀疏颗粒体的发展。致密颗粒体堆积表面附近受到的流体拖曳力较大,其在较长时间内促进了细颗粒体的向外发展,对粗颗粒体的运动则主要起到了阻碍作用。致密细颗粒体中的流体动压作用更为明显,流体正压促进了初始颗粒体前端的发展,流体负压则影响着颗粒体堆积形态的塑造。     

TiO_2-H_2O混合纳米流体的稳定性

采用水热合成法制备TiO_2纳米管(TiNTs)和纳米片(TiNSs),以不同浓度比将两种纳米颗粒分散在水中形成水基混合纳米流体,研究了纳米流体总浓度和两种纳米颗粒浓度比对混合纳米流体稳定性的影响。通过纳米颗粒沉降高度随时间的变化计算了纳米颗粒的相对沉降速率,并用沉降速率评价了纳米流体的稳定性。结果显示,纳米流体总浓度越大,纳米颗粒沉降速率越小,纳米流体越稳定;总浓度相同时,在TiNTs浓度高的情况下,混合纳米流体的稳定性较好且优于单组份TiNTs和TiNSs纳米流体,但在TiNSs浓度高的情况下,混合纳米流体的稳定性较差。测试了不同剪切速率下纳米流体的粘度;从粘度变化的角度解释了纳米流体总浓度与TiNTs和TiNSs浓度比影响纳米颗粒沉降速率的原因。     

物质点法在风与膜结构耦合作用中的应用研究

为克服常用数值方法在风与膜结构的耦合计算中网格易畸变、耗费机时大的缺点,提出采用物质点法计算风与膜结构的耦合作用。结构域采用物质点法描述,流体域采用浸入边界法描述。结构对流体的作用通过对结构最边缘的网格节点施加边界条件来实现,流体对结构的作用通过在结构表面施加压力和剪力实现。分别给出了结构域、流体域和流固耦合计算的求解步骤。将该算法应用于二维膜结构的耦合计算,得到了结构响应和流体压力场等结果,与采用有限元法计算结果进行了对比,结果符合良好;同时与有限元法对比了计算效率,结果表明物质点法计算效率要高于有限元法。结果表明物质点法计算风与膜结构的流固耦合作用中可以得到准确的结果,且计算效率得到较大提升。     

浅谈地理信息系统在环境科学中的应用

地理信息系统又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、信息科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科。环境科学是研究人类赖以生存的环境各素及相互关系，包括人类在认识和改造自然环境中相互关系的科学，由于近数十年来的发展，环境科学现已包括环境化学、环境地学、环境物理学、环境生物学、环境医学、环境管理学与环嵬工程学的大的分支学科，环境科学作为一个整体是物理科学、化学科学、生物科学与社会科学有关部分交叉形成的。     

振动激励下颗粒物质系统中的波动与输运

颗粒物质在自然界比比皆是,而且他们与人类的生产(如工业、农业、建筑业等)和生活息息相关.在受到振动激励时,颗粒物质会呈现类似流体的行为,例如波动、对流、隆起、及分层等.自上世纪九十年代,对这类现象的研究逐渐成为热门课题.对这些基本现象的深入研究,对人类认识自然、改造自然均具有极其重要的理论与现实意义,并有重要的应用前景.     

颗粒亲水性对纳米流体表面张力的影响研究进展

纳米流体作为一种新型换热介质,其表面张力的变化与流体沸腾换热等热物理性质有着密切的联系。纳米流体通常由"两步法"制得,其表面张力受温度、纳米颗粒粒径、纳米颗粒体积分数或质量分数等多方面影响。在前人的研究中,表面张力随流体温度的升高而减小,随纳米颗粒粒径的增加而增大,但表面张力随纳米颗粒体积分数或质量分数的变化情况则不一致。通过总结由不同颗粒与不同基础流体组成的纳米流体表面张力的变化趋势,分析纳米流体表面张力的变化与颗粒亲水性的关系。分析结果表明:亲水型颗粒与疏水型颗粒对纳米流体表面张力的影响恰好相反;亲水型纳米颗粒体积分数或质量分数不同时,其纳米流体表面张力的变化也不相同。     

油墨颜料颗粒对油墨触变性的影响分析

当油墨流体流动速度呈梯度分布时,以颜料颗粒简化模型为例分析了颜料颗粒在速度场中所受的力矩,在油墨流体速度梯度增大的过程中颜料颗粒在力矩作用下产生转动,而在油墨流体速度梯度减小的过程中不存在颜料颗粒的旋转,用颗粒的这一运动差别由统计方法较好地解释了颜料颗粒对油墨触变性的影响,分析表明颜料颗粒形状的非对称性是产生油墨触变性的重要因素之一.     

纳米流体在摩擦领域中的应用

为了寻找更好的润滑剂使机械零件的磨损最小化,人们尝试把纳米材料加入到基础润滑油里形成的纳米流体,与传统的润滑油相比,该流体具有更好的减摩抗磨性能。文中介绍了纳米流体的制备方法,包括单步法及两步法,并评价了各自的优缺点;详细论述了多种纳米颗粒添加剂对基础润滑油摩擦学性能的影响;指出了纳米流体后续研究中需要注意的一些问题。