固体入水的边界压力处理及表面粒子位置的修正

基于传统光滑粒子流体动力学(SPH)方法的边界力法、虚粒子法或耦合力法处理固体入水时,流 体与固体交互界面的粒子密度不连续、压力不稳定、固体边界处会发生部分流体粒子穿透或分离等现象,而流 体表面因为受到力的作用,表面破碎后,液面较粗糙。针对上述问题,结合边界力和虚粒子的优点,对耦合力 法进行改进,处理运动固体边界,阻止流体粒子穿透固体边界;改进交互界面的压力计算方法,提高计算精度, 稳定交互界面压力场;对流体表面的粒子位置进行校正,提升流体表面自由流动液面边界的模拟效果。通过经 典的二维固体入水实验,对该方法进行了验证,实验结果表明,本文方法在流体粒子与固体粒子交互后,交互 界面压力稳定,界面分离清晰无穿透,表面流体粒子分布均匀,流场的运动真实自然。     

《固体表面与界面》评述

固体的表面与界面的研究在近二十多年中发展很快,国际上每年有大量文献发表,国内也有不少,近十年中出过的几本书,或侧重于测量仪器和实验方法,或仅论述表面某一个方面的问题,或是虽较全面但失于简略.     

Sn-3.5Ag合金在Cu,Ni倾斜基板的润湿及界面特性

良好的润湿性是优质焊料的重要指标,同时也可以为复合无铅焊料的开发提供必要的研究基础。而工业过程中的操作表面往往是倾斜的,因此,研究倾斜状态下的润湿特性更能反映实际情况。本文采用静滴法研究了不同温度下Sn-3.5Ag合金熔体在Cu,Ni材料水平基板和倾斜基板上的润湿行为与界面相互作用,分析了润湿机理。结果表明,Sn-3.5Ag合金与固体Cu基板在(494～744)K时的平衡接触角为139.2°～33.3°,接触角滞后为82.1°～47.8°。Sn-3.5Ag合金与固体Ni基板在(494～744) K时的接触角分别为140.8°～41.5°,接触角滞后为92°～60.9°。在不同温度下Sn-3.5Ag合金熔体在不同温度下与固体Cu基板之间有良好的润湿性且为反应性润湿。Sn-3.5Ag熔体与基板Cu之间的界面产物是由Cu_6Sn_5及Cu_3Sn所组成。用三相界面平衡的界面张力关系式分析了Sn-3.5Ag合金与Cu基板的三相界面,符合较好。Sn-3.5Ag对Ni基板的润湿过程也是反应性润湿。     

聚合物基热界面材料界面接触热阻的研究进展

在聚合物基热界面材料体系中,固体-聚合物界面接触热阻的研究近年来被广泛关注。该文综 合评述了聚合物基材料界面接触传热机理、接触热阻测量方法并介绍了近年来聚合物基界面材料的研 究进展。许多学者分别从宏观和微观角度建立了不同的接触热阻模型,进而研究固体-聚合物接触热阻 的传热机理。但由于影响界面接触热阻的因素较多,因此其产生的传热机理十分复杂,目前对于固体- 聚合物接触热阻的研究仍存在着许多困难与挑战。对于聚合物基材料界面接触热阻的测量,微/纳米 尺度材料如聚合物薄膜间接触热阻的新型表征方法与技术成为国际研究的前沿和热点之一,该文主要 介绍了适用于固体-聚合物间接触热阻表征的技术手段,如 3ω 法和时域热反射法。此外,该文根据分 子作用力的类型(如范德华力、共价键和非共价强作用力)对聚合物基界面材料研究进展进行综述并分 析,同时指出了今后在界面热管理的研究方向。     

烷基芳基磺酸盐界面性质的分子动力学模拟

利用分子动力学方法模拟了阴离子表面活性剂在水/辛烷,水/甲苯,水/辛烷、甲苯混合油相时的动力学特点,结果很好地展示了体系静止时清楚的油水界面,并与无表面活性剂的油水界面进行了比较.利用密度剖面图可说明表面活性剂对不同油相的诱导作用.同时,模拟计算出烷基芳基磺酸盐表面活性剂在油水界面的界面张力、均方根偏差、接触面积等,由计算结果可知,油相为甲苯时能很好的降低其界面张力,油相为辛烷时更易于形成清楚的油水界面且界面强度较大.     

基于内窥检测技术的固体推进剂装药缺陷检测方法

为实现固体推进剂装药内表面缺陷的检测,通过内窥镜检测技术对其进行了理论分析与检测试验,着重对定量检测技术在固体推进剂装药内表面缺陷检测中的应用进行了研究;通过对检测结果的分析,验证了采用该方法能够实现固体推进剂装药内表面缺陷的检测,可以很好地控制固体推进剂装药的质量。     

基于分子模拟方法选择推进剂键合剂的研究

为从界面吸附以探讨含有奥克托金(HMX)和铝粉的固体推进剂的键合剂,采用Material Studio软件Discover模块和COMPASS力场,在不同温度条件下,分别模拟常用的三(-2甲基氮丙啶-1)氧化磷(MAPO)和三乙醇胺(TEA)键合剂在HMX晶体表面和铝粉(Al2O3)表面的吸附后发现:(1)MAPO和TEA在Al2O3表面的吸附能远大于在HMX晶体表面的吸附能;(2)TEA对HMX晶体表面的吸附能高于MAPO,可以判定在该体系下TEA作为HMX键合剂效果优于MAPO,数值模拟结果同实验摹本吻合;(3)数值模拟结果表明,随着温度升高,界面吸附能力先增后减.     

热传导反问题中相变界面的实时跟踪

针对固体融化过程中液体与固体之间相变界面的实时跟踪问题,建立了由固定边界上得到的温度和热流到其相变界面轨迹的辨识及跟踪算法。由于在实际过程中无法在液体边测量其温度和热流,因此,该类问题无法通过直接Stefan问题的求解来得到相变界面的实时跟踪。将其归结为一类不适定反Stefan问题的求解,给出了基于Tikhonov正则化方法的滑动区间优化算法。     

垂直向上燃烧时固体火灾熄灭条件的模拟分析

固体材料火灾的熄灭条件的研究对防火灭火意义重大,然而对其研究较少.向上火蔓延燃烧是火势发展很快的火灾工况,不仅涉及到周体材料已燃区域的裂解燃烧,而且涉及到未燃区域的表面点燃问题.为分析垂直向上燃烧时固体火灾的熄灭条件,本文以火灾模拟软件FDS模拟了从固体可燃物垂直表面以一定速率释出的裂解可燃气的燃烧,得到乖直表面已燃和末燃区域接受到的火焰反馈热通量.模拟结果表明,固体表面受到的火焰反馈热通量随着固体材料裂解速率的增加先迅速增加而后缓慢减小.基于固体裂解所需的能量大于接收到的热通量时固体火灾会逐渐熄灭的理论分析,发现可以根据已燃区域火焰反馈热通量曲线的峰值位置确定近似的固体裂解燃烧熄灭临界质量通量.由该方法确定的熄灭临界质量通量比较准确,且该临界值的大小与同体材料裂解气的燃烧热值的大小成反比.此外,研究发现在固体垂直向上燃烧时,即使已燃区域的材料裂解燃烧处于熄灭的临界条件,也极有可能引起未燃区域被点燃而发生表面过火,导致火势向上蔓延而不能熄灭.     

应力型微悬臂梁生化传感器响应机理研究进展

针对静态微悬臂梁表面特异性结合产生表面应力信号的响应机制问题,介绍了微悬臂梁生化传感器的工作原理,阐述了应力响应机制的简化模型,从纵向界面上和横向分子间2个方面对特异性吸附引起的悬臂梁表面应力的变化进行了剖析,讨论了界面能变化、位阻作用、静电力、氢键作用等与表面应力大小及方向之间的关系,总结了应力型微悬臂梁生化传感器的响应机理的研究。     

氮化铝陶瓷与铜界面热阻回归分析仿真模型

固体界面热阻是航空航天、低温与超导、微电子技术等领域中关注解决的基本科学问题，氮化铝陶瓷和金属铜被广泛应用于低温超导装置和集成电路芯片。该文基于氮化铝陶瓷与金属铜样品之间界面热阻的低温实验，应用MATLAB软件对实验数据进行回归分析，建立了氮化铝陶瓷与铜之间界面热阻与温度、压力等参数的回归分析仿真模型，仿真结果与实验数据有较好的一致性。该文研究结果对氮化铝陶瓷、铜应用于超导装置和集成电路芯片的传热设计、空间热控制具有重要意义。     

二氧化硅表面稠密的二氧化碳分子动力学模拟

采用分子动力学的方法研究二氧化硅表面二氧化碳的结构和扩散性质。二氧化碳在二氧化硅固体表面形成高密度层;而在远离固体表面处,流体的密度分布类似于宏观二氧化碳,取向分布比较随机。受固体表面的影响,二氧化碳的C-C径向分布函数第一峰的高度比宏观二氧化碳高。二氧化碳的密度分布和自由能分布有一明显的"镜面对称"的结构,高密度区域对应自由能的深阱。二氧化硅中的二氧化碳的自扩散行为是各向异性的,z方向的扩散由于固体面的作用明显受阻。由取向相关函数积分得到的二氧化硅表面流体的取向相关时间比宏观流体大的多,二氧化碳分子在固体表面再定位比较缓慢。     

恒相位元件特征分析与应用

恒相位元件(CPE)是处理电化学阻抗数据时经常使用的电化学元器件,用于处理和分析Nyquist图上出现的不规则半圆型阻抗。很少有文献详细报道过恒相位元件的特点,关于阻抗图谱上存在多个不规则半圆时恒相位元件的应用规则则研究的更少,此时如何判定拟合的结果与图谱之间的一一对应关系对于正确分析阻抗图谱十分重要。本文从恒相位元件的基本公式出发,利用软件编程分析恒相位元件的基本特征,得到复平面上不规则半圆顶点所对应的特征频率与电荷转移电阻、以及拟合参数之间的定量关系。如果测量的阻抗图谱在复平面上包含多个不规则压扁的半圆,那么这种定量关系可以用于判定拟合参数、不规则半圆和电化学过程之间的一一对应关系。以Li/隔膜/Li对称电池作为例子,将上述分析应用于实际电池的阻抗图谱分析中,分析了每一个压扁半圆所代表的电化学过程,表明金属锂/隔膜界面的阻抗响应是由两个不规则半圆组成,分别代表固体电解质界面中锂离子的传输和界面上的电荷转移过程。隔膜改性后与电荷传递过程对应的界面电阻从4.32×10~5降到2.11×10~5欧姆,相应的界面电容没有明显变化;与锂离子在固体电解质界面中电迁移过程对应的界面电阻从2.24×10~4降到1.19×...     

书评

流固耦合作用研究的是变形固体在流场作用下的各种行为以及固体位形对流场影响这两者相互作用的一门科学,研究的是结构的表面与周围流体介质通常存在或强或弱的相互作用。     

书评

流固耦合作用研究的是变形固体在流场作用下的各种行为以及固体位形对流场影响这两者相互作用的一门科学,研究的是结构的表面与周围流体介质通常存在或强或弱的相互作用。     

橢偏光学生物传感器

椭偏光学生物传感器是用来探测和研究特定生物分子及生物分子间相互作用的技术。其基本原理是利用椭偏成像技术实时显示吸附在固体表面上的多元生物分子吸附层的厚度分布和生物分子相互作用所引起的膜层的微小厚度变化。在一个固体表面上制备多种对待测生物分子具有亲和性的生物分子吸附层,当该表面浸入溶有待测的特定生物分子的溶液,其亲和性会使这种生物分子主动与表面上相应生物分子（和抗体对抗原的亲和性）相互作用,并结合成复合生物分子,使表面上该处     

流-固交互及可变形体破裂的真实感模拟

为了模拟流体与动态环境的相互作用,提出一种流-固交互及可变形体破裂的真实感建模与绘制的算法.该算法使用光滑粒子流体动力学(SPH)与有限单元法(FEM)分别对流体与变形固体进行建模;再根据流-固交互作用的特点,给出一种快速分离液体表面粒子与固体表面网格的交互方法,并采用虚节点的流-固耦合模型模拟了液-固相互作用力.文中算法可用于多个流-固交互破裂的现象,如水管崩裂、水冲堤坝等.     

SPH体积映射流固交互的稳定性及细节提升方法

针对现有的光滑粒子流体动力学(SPH)流固交互方法中存在的稳定性以及流体细节表现不佳的问题,提出一种改进的体积映射流固交互方法.首先采用无散度SPH方法对流体进行建模,保证流体的不可压缩性;然后引入体积映射方法处理固体边界,以隐式函数的形式表示边界而无需使用粒子,解决粒子采样的固体表面不平滑的问题;再引入移动最小二乘法对固体边界上的压强进行插值,避免压强镜像带来的误差,提升体积映射方法中压强和压强梯度计算的精确性,提高系统的稳定性;最后引入粒子重采样方法进行流体表面细化,充分表现流体表面区域的不同粒子特征,增强流固交互后的流体细节,提高真实感.在斯坦福大学公开的基本三维模型上的实验结果表明,所提方法能够真实、稳定地表现不可压缩流体与固体的交互现象,处理多个静态或动态固体的复杂场景,并且能够有效地刻画流体细节.     

表面活性剂和有机小分子对固体支撑双层膜的影响

利用表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)和交流阻抗技术,研究了表面活性剂和有机小分子对两种固体支撑双层膜的影响.结果表明其破坏磷脂膜的机理不同,且这两种固体支撑双层膜在抗化学破坏能力方面具有细微的差别.     

轻松应对N种表面 华硕无线Q鼠MS-W1上市

日前华硕推出其首款无线鼠标——Q鼠MS-W1,可在无需借助鼠标垫的情况下在更多表面使用,包括玻璃、真皮沙发、牛仔裤等表面。华硕MS-W1采用了台湾原相光电芯片,此芯片重点强调过微尘界面的能力。微尘界面是指微尘大小