电流变液中可控阻尼振动研究

基于电流变液的粘度随电场强度变化的原理,利用摄动方法研究了在电流变液中可控阻尼振动的运动规律,导出了运动方程,得到了振动系统的频移和相移,系统振动的角频率随场强的增加而降低,且振动的振幅随电场强度的平方成指数减小,对同样大小的稳恒电场和交变电场,在交变电场中的振动衰减较快,当时间为１/Ｅ２ε时振动终止.     

电流变液抗压效应的实验研究

为研究电流变液在准静态下的挤压力学性能,建立了用于测试电流变液在平行平板电极间经受沿电场方向挤压时所产生抗力的实验装置。利用此装置对自制的基于沸石和硅油的电流变液在不同外加电场强度下的抗压强度进行了研究,并与圆盘剪切条件下该电流变液的动态剪切屈服应力进行了比较。结果表明:在外加电场作用下电流变液的抗压强度远大于相同电场强度条件下的剪切屈服应力,可以利用电流变液的抗压效应设计新型的电流变器件。     

稀土掺杂钛酸钡的电流变行为关

实验发现对BaTiO3适量掺杂Y,La,Ce等稀土元素可以明显提高BaTiO3在直流电场下的电流变效应,典型电流变液的屈服应力高达3.2kPa,比纯BaTiO3增加10多倍.实验表明当稀土元素摩尔比一定时,BaTiO3的电流变效应随掺杂稀土离子半径减小而增大;对同种离子,Y,La,Ce的掺杂浓度分别为15mo1%,(10～15)mol%和5mol%可以获得最好的电流变效应.材料的介电性能测试显示掺杂引起介电损耗上升,低频范围介电驰豫变大.XRD分析表明掺杂固溶引起BaTiO3的晶格畸变.认为正是这种晶格畸变引起材料介电性能变化,从而导致它的电流变行为显著改善.     

电流变流体的本构模型

电流变流体是由一种基液，加入非导电介质微粒和高分子表面活性剂混合而成的液体，因其独特的电流效应成为材料科学领域的研究热点。在外加电场作用下，电流变流体的力学性质可迅速发生变化甚至相变固化，流体的力学性能依赖于外加电场的强度、介质微粒的体积百分比浓度以及介质微粒的大小。文章基于一个类似Maxwell模型的简单机械系统，采用非连续介质力学的内蕴时本构理论，在仅考虑电场强度对电流变流体力学性能的影响下，发展了一种描述电流变流体的本构模型，预言了电流变流体的力学行为随电场强度的变化，描述了材料在不同电场强度下应力随应变的变化规律。     

圆盘间的电流变液挤压流

广义的Ｂｉｎｇｈａｍ模型通常用来描述电流变液的本构特性,但在挤压流中会导致屈服面佯谬的产生,从而得到非物理的结果。为解决这一问题,本文基于广义的双粘度模型建立了电场强度对圆盘间挤压流影响的理论分析方法。研究结果表明：由于电流变液的屈服应力随外加电场而变化,圆盘间挤压流中屈服面的位置会随着电场强度的增加而向盘面靠近,屈服区变小,电流变液对圆盘的作用力增大。     

稀土掺杂钛酸钡的电流变行为

实验发现对BaTiO3适量掺杂Y，La,Ce等稀土元素可以明显提高BaTiO3在直流电场下的电流变效应，典型电流变液的屈服应力高达3.2kPa，比纯BaTiO3增加10多倍。实验表明当稀土元素摩尔比一定时，BaTiO3的电流变效应随掺杂稀土离子半径减小而增大；对同种离子，Y，La,Ce的掺杂浓度分别为15mol%,(10-15)mol%和5mol%可以获得最好的电流变效应。材料的介电性能测试显示掺杂引起介电损耗上升，低频范围介电驰 豫变大。XRD分析表明掺杂固溶引起BaTiO3的晶格畸变。认为正是这种晶格畸变引起材料介电性能变化，从而导致它的电流变行为显著改善。     

直流电场中可控阻尼振动规律

基于电流变液的粘度随电场强度变化的原理，利用摄动方法，在直流电场中用电流变液实现可控阻尼振动并研究了其运动规律，得到了振动物理量与直流电场强度的关系.     

风-沙-电多场耦合模型及其对风沙流结构的影响

基于点电荷电场的基本理论,建立了风场-沙粒运动-风沙电场(风-沙-电)相互作用的多场耦合理论模型,给出了风沙电场沿高度的分布规律,即:风沙电场在近地层一般为正电场,电场强度随高度的增加而迅速下降;在10～20 cm附近风沙电场由正电场变为负电场;随后,风沙电场强度的绝对值随高度的增加由小变大,在达到某一极值后,电场强度的绝对值随高度减小,最后趋于晴天电场.此外,还研究了风沙电的多场耦合作用及风沙电场强度对风沙流结构的影响.     

电场条件下高盐溶液蒸发的分子动力学模拟

已有研究表明,外加电场能显著改变纯水蒸发过程和蒸发速率。为了探究外加电场对高盐溶液微观结构和蒸发性质的影响,采用分子动力学模拟方法对纯水和LiCl、KCl和CaCl₂3种盐溶液在平行液面(x方向)和垂直液面方向(z方向)上布置外加电场来观察其蒸发过程。模拟计算分析了电场对蒸发速率、水分子取向、氢键以及水合离子的影响,并且观察比较了电场下不同离子在溶液中的运动。结果显示,与纯水相反,平行液面的电场能显著提高盐溶液中自由水分子的占比,当平行液面电场强度从0变为0.3 v·nm^-1时,LiCl、KCl和CaCl₂溶液中用于评价蒸发的自由水分子占比分别增加了48%,38%和56%,高盐溶液蒸发速率得到有效提高。     

甲壳胺与蓖麻油组成的悬浮体系的电流变性能研究

制备了甲壳胺～蓖麻油电流变（ＥＲ）悬浮液,研究了外加电场强度（Ｅ）、剪切速率（γ）大小及体颗粒浓度（Ｃ）对甲壳胺～蓖麻油电流变液性能的影响。结果表明,随外加电场强度的增加,ＥＲ液的表观剪切应力增大;随剪切速率的提高,ＥＲ液的表现剪切应力反而减小,ＥＲ液中存在生产ＥＲ效应的临界颗粒浓度,只有当固体颗粒浓度高于临界值时,ＥＲ液的表观剪应力才有明显增大。     

电偶极子在矩形隧道中电磁传输特性

为研究矩形隧道中电磁传输特性,采用傅立叶变换方法推导出垂直方向的电赫兹位与磁赫兹位表达式,借助Matlab软件对隧道各种环境下电场变化情况进行分析.研究结果表明:对水平电偶极子,低频时随着介电常数增大,场强逐渐减小;高频率时,随着介电常数增大电场强度反而增大;随着电导率的增加场强在增大.对垂直电偶极子,随着介电常数增大场强逐渐减小;随着频率的增大场强逐渐增大;随着电导率的增加场强在减小.相同条件下垂直偶极子场强比水平电偶极子场强分量衰减的速度快;在矩形隧道中采用高频水平电偶极子激励方式有利于电磁波的传输与接收.     

电力线相互平行的电场是匀强电场的充要条件

本文证明了：对于电力线相互平行的电场，电场强度的大小不可能在垂直于电场强度的方向上有变化；但电场强度的大小可以沿电场强度的方向上有变化。还证明了：若电力线相互平行的电场区域内有不为零的净电荷分布，则该区域必为非匀强电场区域；若在任一个电力线相互平行的电场区域内净电荷分布处处为零，则该区域必为匀强电场区域。这也就是电力线相互平行的电场一定是匀强电场的充要条件。     

强脉冲电场处理对花生油品质的影响

采用强脉冲电场（电场强度0~50 kV/cm）处理花生油,分别测定了不同贮藏期花生油酸价、过氧化值和羰基价的变化情况,同时采用GC - MS以及GC对脂肪酸进行了定性定量分析. 结果表明：强脉冲电场处理后,花生油的酸价及过氧化值随电场强度的增加而增大,羰基价无明显变化;在贮藏期油样发生氧化酸败,各值随贮藏时间的延长而不断增加,PEF处理有效降低了其氧化速率. 强脉冲电场处理对花生油的成分有一定影响,超过40 kV/cm的电场处理后能一定程度地保留脂质中不饱和脂肪酸及其营养价值.     

用数字图象技术处理电流变液柱状结构的演化

通过实验，在平行场强方向观察了电流变液体在匀强电场作用下柱状结构的形成与演化，并以数字图象的形式记录了实验现象．对数字图象进行了处理，提取了灰度值概率分布的标准方差、柱状结构的质量矩、惯性矩等特征量来描述柱状结构的形成与演化，给出了这些量随电场变化的关系曲线．     

平行狭缝间荷电硬球流体的平衡结构和剩余吸附

基于经典密度泛函理论,研究了受限于平行狭缝间的荷电硬球流体.计算和分析了无外电场情形下,荷电量对体系的平衡结构和剩余吸附的影响,并进一步研究了有外电场作用时,电场强度对剩余吸附的影响.     

电流变减振器研究

探讨了电流变技术在汽车减振器上的应用.利用电流变流体的流变性能受电场影响的现象,研制开发了一种新型结构的减振器及其控制系统.试验结果表明:通过改变电流变流体的电场强度,从而改变其流动阻力,可以实现电流变减振器最佳阻尼力的控制以满足车辆安全性和舒适性的要求.     

电导率正弦时变媒质中电磁波传播特性的有限差分法研究

从时变媒质中的麦克斯韦方程出发,首先推导出线性、均匀、各向同性的时变媒质中电场和磁场波动方程的一般表达式,然后应用有限差分法,推导出一般情况下电场的时间推进计算公式,计算得到了一种电导率随时间正弦变化的电场数值解。结果表明,在该电导率时变媒质中传播的电磁波的电场有明显的振荡衰减的现象,且随着系数a1和a2增加电场幅度的衰减更快,其中系数a1的增加对电场衰减速度的影响最大。另外,电场振荡衰减过程中频率没有改变,故在此电导率时变媒质中传播的电磁波不存在“频移现象”     

不均匀介质的平均介电常数及其应用

研究了不均匀介质情况下,非平行板电容器的电场强度和能量问题。研究表明,在平行电场方向不均匀时,可以用介电常数的加权调和平均值来简化电场能量和电容量的计算;在垂直电场方向不均匀时,可以用介电常数的加权平均值来简化计算。     

电控可调谐双波段超材料吸波体分析

为实现超材料吸波体吸收频率的智能调控,采用理论分析与模拟仿真相结合的方法,首先设计了一种双波段超材料吸波体,然后在双波段超材料吸波体中加入电流变液,通过改变电流变液外加电场的强度实现了双波段超材料吸波体吸收频率的智能调控。结果表明：双波段超材料吸波体在7.403 GHz和17.511 GHz处出现了两个吸收峰,吸收率分别为99.8%和70%;随着电流变液外加电场强度的增加,吸波体的吸收频率逐渐往低频发生移动,吸收频率调节率高达55%,由此提出了一种智能调控的双波段超材料吸波体。     

电场作用下二元液态合金中溶质活度变化理论模型

通过对Cu-0.2%Al合金施加直流、交流和脉冲电场发现,Cu液中溶质Al的活度系数随电场强度的增加,呈不同程度的减小趋势.为了进一步研究溶质Al的活度减小的原因,对Al-5%Cu合金在熔融状态下进行了液态淬火.通过淬火后的金相组织观察发现,电场作用下液态金属的结构发生了明显的变化,溶质在合金溶液中的分布发生了沿某一个方向聚集的现象.从而揭示了电场作用下二元系合金中溶质活度变化的本质,并在此基础上建立了电场作用下二元系合金中溶质活度变化的理论模型.