再论分子出现几率最大值的问题

在文[1]的基础上讨论了在麦克斯韦速度分布律和麦克斯韦速率分布中分子出现几主最大值所对应的不同速率值的问题。     

在不同维数下用麦克斯韦分布律求平均速率、方均根速率和最概然速率

用麦克斯韦分布律讨论了气体分子分别作三维、二维和一维运动时的速率分布函数，并求出了这三种情况下气体分子的平均速率、方均根速率和最概然速率。     

关于麦克斯韦速率分布律的一个应用实例

工科大学物理书中已给出了麦克斯韦速率分布律,本文先把麦氏速率分布律变成麦氏速度分布律后,再由麦氏速度分布律求出分子与器壁的碰撞次数,进而求出金属表面的镀膜质量。     

理想气体分子在保守力场中按势能的分布规律

应用统计力学的方法，首先证明了玻尔兹曼分布律完全符合统计力学中的麦克斯韦－玻尔兹曼统计法，说明了波尔兹曼分布律与各种保守力场中的理想气体分子存在的空间维数和遵从何种能谱无关，然后进一步推证了遵从玻色－爱因斯坦和费米－狄拉克统计法的理想气体分子，处在保守力场中按势能的分布规律，其结论为分子数密度是势能的幂级数函数，由此可以证明玻尔兹曼分布律只是上述分布规律的零级近似和权重因子，所以后者才是理想气体处于保守力场中按势能的更具一般性的分布规律。     

关于麦克斯韦速率分布律教学的几点思考

麦克斯韦速率分布律是气体分子运动论的中心内容,是大学物理气体动力学理论中讲授的一个难点,公式抽象、繁难不易理解.本文从分布函数的意义及速率分布曲线讨论了麦克斯韦速率分布律的基本特征和成立条件,并由此得到平衡态下气体分子的最概然速率、平均速率、方均根速率等三种统计速率及其物理意义.     

气体分子的平均相对速率

根据麦克斯韦速度分布律,表示出系统内分子相对某一个分子的平均相对速率,进而求出两分子间的平均相对速率.     

对气体分子相关分布律的思考

本文用结构分析的方法对分子物理学中与气体分子相关的统计分布规律的由来及相互间的关系进行了分析,并指出了玻尔兹曼分布律的一种反证法。     

重力场中分子速度分布规律的研究

理想气体分子在重力场中按动量（或速度）的分布和按空间位置的分布同时受到两种对立作用的影响．热运动的无规性及分子间的碰撞是系统达到平衡态建立确定的统计分布的物理基础．通过论证可以得到以下结论；在平衡态，气体分子按速度的分布不受重力影响．重力场只引起分子数在不同高度的差异，分子速度分布的规律与重力场的存在与否无关．     

《气体分子运动论》教学探讨

气体分子运动论是关于气体的微观理论。它以宏观物体的分子——原子结构假设和分子的运动假设为基础,运用统计方法,解决与揭示气体宏观规律的本质;确定宏观量与微观量之间的关系。具体说来,就是要揭示宏观量压强、温度、内能的微观本质;解释气体的一些实验定律(阿伏伽德罗定律;波义耳定律;查理定律;盖·吕萨克定律;道尔顿分压定律等);阐明气体分子热运动的三条统计规律(气体分子热运动动能的统计规律——能量按自由度均分原则;气体分子速率的统计分布规律——麦克斯韦分布律;气体分子碰撞频率的统计规律——分子的平均碰撞次数和平均自由程)。     

麦克斯韦速度分布律的“球”，“盘”图示与讨论

麦克斯韦速度分布律是平衡态下气体分子按速度的分布规律，其数学形式为ｄＮｖＮ＝ｍ２πｋＴ３／２ｅ－ｍ（ｖ２ｘ＋ｖ２ｙ＋ｖ２ｚ）２ｋＴｄｖｘｄｖｙｄｖｚ（１）有了（１）式，可以求得任意速度区间内的分子数比率，但数学计算是比较复杂的。本文根据（１）式，在...     

回采工作面瓦斯运移规律的数值模拟

基于异重流原理,从紊流状态下的守恒原理出发,导出描述回采工作面风流中瓦斯紊流运移的微分方程,并采用ＳＩＭＰＬＥ方法求解。通过数值模拟,得到工作面采煤机地瓦斯浓度分布结果,采煤机附近高浓度区瓦斯浓度随风速增加呈幂指数降低,随瓦其涌出量增加而线性增加。     

垂直管道内层流泡状流运动的多流体模型

常用的描述泡状流运动的双流体模型采用一个平均尺寸对气相进行描述。不同尺寸气泡的运动和受力不同。当气泡尺寸分布范围较大时 ,不宜采用双流体模型描述泡状流。根据气泡的尺寸划分气相 ,采用时间平均法建立了描述垂直管道内层流泡状流运动的多流体模型。通过对气泡在流场中的运动和受力分析 ,给出了用以封闭模型的粘性应力、脉动应力、相间动量交换项的表达式。利用模型对具体实验进行了预测 ,模型预测值与实验值的比较结果表明采用多流体模型能够预测气泡尺寸范围较大的泡状流     

井下叶栅偏心块质量优化技术研究

井下叶栅转动使得套管串产生偏心公转振动,套管偏心公转改变了井内环空流体的运动状态,使井内流体产生周向流动实现紊流顶替,改善了窄边顶替效率和固井质量。建立了偏心叶栅作用下井下套管串偏心公转振幅计算模型,分析了不同公转振幅条件下环空流体的旋流速度,在此基础上根据偏心块质量与套管公转振幅之间的关系,对不同井深处实现环空紊流顶替的偏心块质量进行了优化,从而为不同井深处井下偏心叶栅结构的优化设计提供必要的依据。     

宾汉流体与颗粒间的密相两相湍流研究

参照密相液固两相湍流方程，并考虑到宾汉流体的本构关系，建立了描述汉流体与颗粒间的两相湍流流动的控制方程，编制了计算程序，为数值计算奠定了理论基础，采用IPSAR（Inter Phase Slip Algorithm Revised）算法，对直圆管内的宾汉流体与颗粒间的两相湍流流动进行了数值计算研究。结果表明：在直圆管中，颗粒相的速度分布比较均匀，且其在壁面处高于宾汉流体，随着屈服应力的增加，两相主流速度均减小，同时宾汉流体动能有减小的趋势，而颗粒相体和浓度则呈现出增加的趋势，因此宾汉流体的了应力及对其湍流流动有重要的影响。     

湍流态下浮选矿化速率数学模型

根据湍流态下矿粒、气泡的运动情况,引用分子运动理论及胶粒凝并理论,综合考虑流体动力及表面力的作用,建立了矿粒与气泡碰撞矿化的浮选速率数学模型。经纯矿物浮选试验验证,表明所建立的数学模型合理可靠。     

柴油机压缩过程紊流场规律的研究

在直喷式柴油机气缸和燃烧室中利用热线风速仪研究了紊流场的发展变化规律;在两种不同压缩间隙情况下对压缩过程中紊流场进行测量的结果表明,只有在压缩过程的初期及中期,紊流场才可以近似地当做均匀各向同性紊流场,而在循环的其它时间内,气缸和燃烧室内的紊流场属于非均匀各向异性的;通过对气缸和燃烧室中空气运动的力、能转换的分析,导出了上止点附近燃烧室内涡流转速的估算公式,利用该公式得到的结果与试验结果相当吻合。研究和探讨了燃烧室中空气涡流和紊流强度增加的原因及其影响因素。     

Finite lifetime of turbulence in shear flows

Generally, the motion of fluids is smooth and laminar at low speeds but becomes highly disordered and turbulent as the velocity increases. The transition from laminar to turbulent flow can involve a sequence of instabilities in which the system realizes progressively more complicated states, or it can occur suddenly. Once the transition has taken place, it is generally assumed that, under steady conditions, the turbulent state will persist indefinitely. The flow of a fluid down a straight pipe provides a ubiquitous example of a shear flow undergoing a sudden transition from laminar to turbulent motion. Extensive calculations and experimental studies have shown that, at relatively low flow rates, turbulence in pipes is transient, and is characterized by an exponential distribution of lifetimes. They also suggest that for Reynolds numbers exceeding a critical value the lifetime diverges (that is, becomes infinitely large), marking a change from transient to persistent turbulence. Here we present experimental data and numerical calculations covering more than two decades of lifetimes, showing that the lifetime does not in fact diverge but rather increases exponentially with the Reynolds number. This implies that turbulence in pipes is only a transient event (contrary to the commonly accepted view), and that the turbulent and laminar states remain dynamically connected, suggesting avenues for turbulence control.     

纤维在流体中各种运动形态可能性的判别

研究纤维在气流中的运动,对新型纺纱有着重要的意义。本文用多球链作为单纤维的模型,讨论纤维在不可压缩牛顿粘性流体的任意流场中的任意运动,得到了多球链纤维在流体中各种运动形态受拉、压的判别式,所得结论与日常经验相符。     

流体非线性碰撞研究初步--流体对喷

为了分析通风空调领域大量存在的流体对抗或对喷等复杂非线性行为,了解流体复杂对流运动的机理,本文运用计算流体动力学方法模拟了室内等温层流气流、室内等温湍流气流及水箱内等温湍流水流等3种典型流体对喷实例。模拟结果发现,对于层流流体非线性碰撞,流体粘性在低雷诺数时起主要作用;对于湍流气流非线性碰撞,流体流速在全雷诺数范围及不同流动结构时都起主导作用;对于湍流水流非线性碰撞,流体粘性在低雷诺数时能起作用,而随着雷诺数增高及流动结构复杂化,流场则由流速及粘性等多种因素主导、由此研究可以看出,从控制参数、流体物性参数等影响流体对流运动的本质因素来探讨流体的非线性碰撞规律,可以为流场合理布局提供理论参数．     

Physical quantity synergy in the field of turbulent heat transfer and its analysis for heat transfer enhancement

Based on the principle of physical quantity synergy in the field of laminar heat transfer, and according to the models of zero equation and k-ε two equations for the turbulent flow, the synergy equations for both energy and momentum conservation in the turbulent heat transfer are established. The synergy regulation among heat flux, mass flow and fluid driving force, and the mechanism of heat transfer enhancement it reflects are revealed. The synergy principle of physical quantity in the thermal flow field is extended from laminar flow to turbulent flow. The principle is verified to be universal by the calculation of heat transfer enhancement in a tube with an insert of helical twisted tape. Thus, corresponding to the synergy relation among physical quantities in the turbulent flow field, the performance of convective heat transfer and flow resistance for the tubes with different heat transfer components and surface can be compared through theoretical and computational analysis, which thereby provides a guidance for designing heat transfer units and heat exchangers.