异质固液界面中多界面态的原子模拟研究

在晶界和固体表面系统中,针对界面“complexion”(或界面相、界面态)转变及其调控相关的研究,近年来呈现出持续增长的关注趋势.与此同时,这些界面相之间的转变问题,在异质固液界面体系中尚未得到足够的关注.使用分子动力学模拟方法预言了处于Pb熔点温度之上,Cu(111)/Pb(L)固液界面体系中存在的多界面相共存的界面状态;观察到4种单原子层的界面状态,即2种界面CuPb层状合金液相以及2种界面预凝固的Pb层状固相,共存于固体Cu和液体Pb之间的双原子界面层内;通过计算界面相在面内共存的各种性质空间分布,模拟出了该体系多界面相共存的力学、热力学和动力学性质的不均匀性和面内各向异性;计算获得的界面态热力学与动力学性质数值显著区别于固相Cu和液相Pb的相应性质.另外,测量得到的Cu(111)/Pb(L)固液界面态共存的“相平衡”条件具有共晶二元合金相图特征,而不是CuPb合金的偏晶相图.故所报道的数据有望为调节异质形核和润湿过程提供新的理论思路.     

二维各向异性海森堡反铁磁体的基态性质（英文）

文章研究单离子各向异性影响下的二维正方晶格、自旋为1的阻挫海森堡反铁磁体的基态性质.利用自旋波方法,得到了在零温时该系统的奈尔相和共线相的子晶格磁化强度和基态能,发现了奈尔相-共线相转变的量子临界点依赖于单离子各向异性D以及次近邻反铁磁性耦合J_2与最近邻反铁磁耦合J_1的比值.在经典临界点J_2/J_1=0.5附近,当0≤D/J_1≤0.03时系统存在一个中间无序顺磁相.自旋波的结果表明,在高于J_2/J_1=0.5区域,奈尔相-共线相转变是一级相变,发生在依赖于各向异性的临界线上.     

气—固相悬浮运动及输送管径计算的修正

输送管径的计算与气一固相的运动特征有关。本文首先对固相质点和粒子群的运动形式作了分类。固相质点运动时沿管道断面的分布状态,主要决定于气流紊流的性质与作用。根据普朗特理论,质点的分布状态可描述为关系式n=n_1(y/y_1)~(-V_0/(βV_*))。由于固相质点的影响,气流速度沿水平管道断面不再作对称分布;但气流速度沿垂直管道断面却作双对数曲线对称分布。考虑固相质点的影响,对稀相输送的输送管径通用计算公式D=(4Q气/4U气)~(1/2)进行修正,得出修正后计算公式为为修正系数。在度浓比超过10时,建议采用修正后计算公式求输送管直径。     

垂直管内气固两相湍流模型及其数值计算

分析了气固两相湍流在垂直管道内的流动．利用热力学守恒气固两相湍流模型,考虑流体流动为高雷诺数的情况,建立了垂直管道内二维气固两相湍流流动模型．使用ＳＩＭＰＬＥＲ算法,利用气相与固壁无滑移、固相与固壁有微小滑移的条件,计算了一种实际流动,得到了满意的结果．计算结果表明,因为固粒的脉动,使气相的湍流场更加趋于平缓．     

气液固流化床气泡特性及气含率预测模型

气含率及气泡直径会直接影响流化床内的反应进程及传质效率，为更好地认识局部流动结构，径向气含率及气泡直径分布成为重点研究内容，特别是径向气含率预测模型的建立具有重要意义．已有平均气含率预测模型都有各自的适用范围，对不同实验体系的应用会表现出局限性．针对以上问题，本文结合电导探针测量法与流体仿真技术，以直径为100 mm和高度为1.5 m的气液固流化床为研究对象，系统地研究了在气相表观速度为0.014～0.283 m/s、液相表观速度为0.007～0.028 m/s、液相黏度为1～40 mPa·s、液相表面张力为0.053～0.072 N/m及固相体积分数为0～30%条件下径向气含率及气泡直径分布特征．结合本实验系统及相关研究数据，提出一种适用于气液固系统的平均气含率预测模型．基于此预测模型，进一步考虑气相表观速度及表面张力对径向气含率分布的影响，采用粒子群优化算法建立气液两相体系的径向气含率预测模型．结果表明：两相及三相体系平均气含率预测模型充分考虑了气液相表观速度、液相物性、固相物性及管径对平均气含率的影响，相比现有经典平均气含率预测模型，拓宽了适用范围并提高预测精度，其平均绝对百分比...     

具有长程相互作用S-1／2 XYZ链的热力学性质

采用Jordan-wigner变换和Gaussion积分变换分析方法,研究了外场中具有长程相互作用自旋-1/2Heisenberg XYZ链的热力学性质,得到了系统格点的磁化强度、亥姆赫兹自由能、内能、比热、磁化率等热力学量的解析表达式及其数值解,并讨论了系统的一级相变与二级相变.所得的数值结果在退化条件下与其它方案的结果相符.     

H13钢电渣锭、锻造及淬回火过程中碳化物析出行为

研究了H13钢在电渣锭退火、锻后退火和淬回火三种状态下的析出物特征.利用碳膜萃取复型,通过透射电镜、电子衍射和能谱分析发现方形、圆形及尺寸在200 nm以下的不规则碳化析出物,并确定它们分别为V8C7、Cr23C6和Cr3C2(Cr2VC2).研究了这些析出物的演变规律,并对其在液相区、固--液两相区和固相区的析出规律进行了热力学计算.根据热力学计算及电子衍射标定结果发现,Cr23C6和V8C7在液相区及固--液两相区均不能析出,当冷却到固相区时它们才开始析出.     

高炉三维气固湍流和煤粉燃烧过程数值模拟

基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化方程,建立并发展了高炉风口回旋区湍流气固两相流动和煤粉燃烧的三维数学模型.用所建模型分别对冷态模型内气固两相流动和某企业750 m3高炉风口回旋区内的气固两相三维流动与煤粉燃烧进行了数值模拟.采用三维激光相位多普勒分析仪(PDA)对冷态模型内气固两相流场进行了测量,实验结果与冷态两相流动的模拟结果基本一致.热态模拟结果给出了气相温度和组分浓度分布,模拟结果与实验测量结果较吻合,揭示了风口回旋区内气固两相流动和煤粉燃烧的基本性质和特点.     

A_1相p波超导体中的铁磁转变

讨论了A1相p波超导态与铁磁态共存时超导电性对铁磁性的影响,发现自旋三重态的库珀配对能够增强铁磁序参量。即使在磁性序参量非常微弱的情况下,铁磁转变的温度Tm也不会低于超导转变温度Tc。当Tm和Tc重合时,磁性转变呈现一级相变的特征。系统的比热在相变点处显示了跳跃性的变化。预期本文的理论模型可以用来描述铁磁超导体UGe2的性质。     

NaCl-CaCl_2-SrCl_2三元系热力学(Ⅰ)——用计算机计算三元系NaCl-CaCl_2-SrCl_2中各组元的活度

本文利用CaCl_2-SrCl_2相图中固相有一个溶解间断区(miscibility gap)的信息,用亚正规溶液模型计算了该二元系液相和固相的吉氏能。运用Toop方程的变通式,由组成NaCl-CaCl_2-SrCl_2三元系的二元系热力学性质预示了该三元系液相的吉氏能,进而用计算机计算了偏克分子吉氏能和活度系数。所有计算对于预示NaCl-CaCl_2-SrCl_2三元相图、钠电解和盐湖资源综合利用的实践是重要的。     

蒙特卡罗方法模拟无序涡旋系统中的相图

从GL(Ginzburg-Landau)自由能出发,在最低朗道能级近似下,用蒙特卡罗的方法模拟了二维无序第二类超导体涡旋态系统.对于纯净的涡旋系统,得到了从涡旋固态到涡旋液态的一级相变,验证了前人的理论.对于无序的涡旋系统,发现低温区域存在Bragg玻璃态.     

从fcc到sc的相变模型：压力诱导相变

提出了一个从面心立方（ｆｃｃ）到简立方（ｓｃ）的相变模型，模型中的粒子之间的相互作用是势是各向异性的Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ势，用ＭｏｎｔｅｔＣａｒｌｏ方法研究了该模型的有序无序转变以及相变温度与压力的关系，结果表明，序参量和晶格常数随温度而增大并在相变点有一个突变，亚稳态的存在和两相共存表明该相变是一个典型的一级相变，该模型可以唯象地描述固体Ｃ５０的相变特征。     

价转移金属络合物低温半导体—金属相变的计算机MONTE CARLO量子格点模拟

对价转移金属络合物材料低温条件下的半导体—金属态转变特性,采用计算机Monte Carlo技术,在Wannier表象中,对由位移变换和基态平均得到的多维序参量和状态参量量子统计平均方程组,进行Monte Carlo自洽迭代量子格点模拟,得到了系统的相图和序参量变化关系。     

气液固三相喷射环流生物反应器中液速研究及应用

开发了一种内热式换膜液体流动速率测量仪,该测量在单纯液相中的精度优于１．５％,同时克服了固体粒子及气泡对测量仪的干扰作用,可较好地用于气液固三相中的液速测量,对气液固三相喷射环流生物反应器中流体流动速率进行了测量,得到了不同操作压力、气体进料量、不同轴向位置的液体速率分布,利用该反应器进行了生物降解处理染料工业废不的应用研究 。     

Absence of thermodynamic phase transition in a model glass former

The glass transition can be viewed simply as the point at which the viscosity of a structurally disordered liquid reaches a universal threshold value. But this is an operational definition that circumvents fundamental issues, such as whether the glass transition is a purely dynamical phenomenon. If so, ergodicity gets broken (the system becomes confined to some part of its phase space), but the thermodynamic properties of the liquid remain unchanged across the transition, provided they are determined as thermodynamic equilibrium averages over the whole phase space. The opposite view claims that an underlying thermodynamic phase transition is responsible for the pronounced slow-down in the dynamics at the liquid-glass boundary. Such a phase transition would trigger the dynamic standstill, and then be masked by it. Here we perform Monte Carlo simulations of a two-dimensional system of polydisperse hard disks far within its glassy phase. The approach allows for non-local moves in a way that preserves micro-reversibility. We find no evidence for a thermodynamic phase transition up to very high densities; the glass is thus indistinguishable from the liquid on purely thermodynamic grounds.     

三腿梯子上硬核玻色-哈伯德模型的量子蒙特卡罗研究

运用集团平均场和密度矩阵重整化群方法得到三腿梯子中玻色-哈伯德模型基于z方向密度交错排布的超固体相,比单层三角晶格多一种超固体.然而平均场超流序参量没有考虑超流的方向,这种超固体的本质有待于进一步探索.本文运用可靠的有向圈随机序列展开量子蒙特卡罗方法模拟了三腿梯子上硬核玻色-哈伯德模型,通过测量层内和层间的结构因子和超流刚硬度,发现系统具有密度ρ=1/2的固体,增加量子隧穿后,z方向不存在超固体.计算结果有助于冷原子实验寻找新的量子相.     

基于Monte Carlo法的垃圾填埋场平移破坏可靠度分析

垃圾土力学特性指标在空间和时间上都存在很大的变异性。垃圾土力学特性指标主要用于填埋场边坡稳定分析中。首先,基于极限平衡原理的双楔体法获得可靠度分析的状态函数;然后,运用Monte Carlo法分析了垃圾土力学特性指标变异性对填埋场边坡稳定的影响。通过研究发现,随着样本数的增加,失效概率的标准差逐渐减小,但趋势减缓;随机产生8000样本数可以满足Monte Carlo法可靠度分析的收敛要求;考虑了垃圾土变异特性的填埋场可靠度分析,安全系数的概率分布并不只有一种分布,而是在正态分布与对数正态分布之间随机发生;所提方法所得可靠度指标值相比一次二阶矩法所得偏小,且该方法的随机分布性以及可操作性,使得这种方法能更好地评估填埋场的稳定性。     

SU(2)胶子物质的自由能与有限温度下的退禁闭相变

本文首先简要阐述了研究有限温度QCD相变的非微扰方法,然后利用MonteCarlo方法在7×7×7×3的点阵上计算了SU(2)胶子物质的自由能,发现在T=200MeV附近,自由能有比较迅速的变化,从而为退禁闭相变的存在提供了进一步的证据。     

三相下喷式环流反应器的气含率和传质性能

在三相非牛顿型流体体系中，对下喷式环流反应器的气含率和传质特性进行了实验研究。讨论了气速、液速、导流筒直径与反应器直径比、固体装填量、羧甲基纤维素钠溶液浓度及其流变特性对它们的影响。实验结果表明，气含率和传质系数随气速的增加而增加，而液速对其影响较小。在实验条件下，发现最优的导流筒直径与反应器直径比在０．４￣０．５这一范围，最优的固体装填量约为ψ＝０．０３，同时提出了气含率和容积传质系数的经验关联     

小世界网络上的Ising模型

在一维规则环链的基础上，构造了小世界网络，研究了其上的Ising模型的相变行为．Monte Carlo方法被用来作为研究的方法．模拟结果发现，所构造的小世界网络上的Ising模型存在相变，模拟结果给出了临界温度．