孤子形隆起的形成机制的实验研究

垂直激励下的颗粒物质的隆起和对流是一个有着广泛应用而又十分复杂的现象。尽管人们根据实验观察和分子动力学模拟对其形成机制已经提出了各种推测和解释:有些把它归结于有限容器的垂直壁对水平方向运动的制约作用,有些则依赖于容器底部的振动的空间调制或垂直壁与颗粒物质的摩擦作用。这些机制各自都存在一定的局限性,或者说,有着各自的适用范围。显然,这些形成机制原则上不能用以解释最近发现的孤子形隆起现象。因为它发生在垂直激励的窄长槽中,是一个一维无限边界的问题,与矩形容器两头的垂直壁并无关系。相反,其表面的形状很像人们在水波和点阵实验中发现的孤立子波。本文的目的在于利用实验手段揭示孤子形隆起和对流的动力学形成机制。     

怀念我们的导师魏荣爵院士

去年的清明节刚过,国际著名声学家、中国现代声学教育和科研事业的奠基者之一,中国科学院资深院士、南京大学教授魏荣爵先生在南京仙逝,享年94岁.在魏先生逝世一周年之际,《南京大学学报(自然科学)》专刊发表魏先生的朋友和学生们的最新声学研究论文.又值     

稳态声空化泡的高精度测量技术

根据稳态声空化泡的周期颤动特征, 提出了一种高精度测量气泡大小随时间演化过程的方法.这种方法运用了可数字移相的脉冲激光照明技术和长距离显微技术, 通过激光器、声光调制器、脉冲发生器和长距离显微镜等实验仪器来实现. 一系列不同相位的气泡图像直接显示了声空化泡半径的时间演化规律. 实验结果与Rayleigh-Plesset 气泡动力学模型很好地拟合, 同时还得到重要的模型参数——声空化泡的平衡半径.     

修正表面张力系数的包膜气泡动力学模型

基于包膜造影剂气泡的实际应用, 在传统的三层模型基础上提出了一个修正的动力学模型来描绘包膜气泡的动力学行为. 通过衔接三层模型中包膜的两个边界条件, 得到一个两层模型并简化了方程的结构. 为了使动力平衡更加准确, 在建立边界条件时考虑了包膜质量, 并将包膜层厚度与气泡半径的关系具体化. 更为重要的是, 我们对绝大多数文献中的表面张力系数不变的假设进行了修正, 认为其随半径变化呈非线性变化, 且通过数值计算对表面张力系数修正带来的变化进行了讨论. 此外, 我们应用本文模型对实验得到的Optison及Sonozoid微气泡的动力学曲线进行了拟合, 并与其他经典模型的拟合结果进行了比较, 结论证明了本文模型具有很好的适用性.     

声空化泡动力学及其测量

在评述当前声空化研究领域的最新进展基础上, 报道在声空化泡动力学理论和实验方面的研究结果. 首先, 考虑了实际非球对称声场驱动下的空化泡运动, 提出了一个非球形气泡动力学模型, 数值计算给出一种新的稳定的非球形振荡解. 然后, 设计了双路Mie散射系统, 对空化泡运动的球对称性进行了实验检测, 发现在低声压驱动的大气泡中存在明显的不同方向的非同步振荡. 作为一个推论, 得到了空化泡非球形振荡的证据. 并且完成了非球形振荡和驱动参数、液体参数的相关性测量, 具体参数包括驱动超声的幅度、频率, 液体的表面张力系数、黏度、含气量等. 最后, 介绍了数字移相频闪照明拍摄技术, 实现对稳态声空化泡的直接拍摄测量, 时间分辨率提升到20 ns, 相比已有的200 ns的时间分辨率, 提高了一个量级.     

颗粒物质的隆起和对流的自放大动力学行为

本文先后进行两个旨在探索垂直激励下的颗粒物质表面隆起和内部对流的物理特性的实验 .结果表明隆起和对流具有明显的自放大特性 ,并得到了一个包含局域高度平方项和立方项的有效隆起力     

耦合非线性LC 传输线电路中的不对称能流

构造了一类耦合的LC 传输线电路, 研究波在其中的传播. 交换两端的激励条件, 系统呈现出能流不对称性. 分析认为, 这种现象的产生和LC 传输线的带通性质以及LC 传输线的非线性所导致的高次谐波有关. 由于LC 传输线电路可以用来模拟一维微观非线性晶格系统, 希望在其中观察到热整流效应. 另外, 还对系统对参数的相关性作了研究, 并且讨论了模拟热传导下的多频情形, 确保实验上的实现.     

深层致密砂岩气藏有效储层的分类评价方法

深层致密砂岩有效储层的分类评价是致密砂岩气藏评价的重要环节.致密砂岩由于孔渗极低,且资料的品质难以保证,利用物性参数评价储层品质存在着一定的局限性.依据油气藏充注理论,结合储盖组合关系,利用研究区毛管压力资料,结合地层有效应力数据,建立了目的层的砂、泥孔喉半径计算模型,在此基础上利用聚类分析和正态统计方法,建立了有效储...     

晶格模型中缺陷与孤波相互作用的实验观测

实验研究了在垂直振动激励下, 非线性最近邻耦合的一维单摆链(晶格模型)中的包络孤波和缺陷的相互作用. 模型中摆点的质量、耦合情况都保持均匀, 而在摆链的中间存在一个摆点, 具有摆长缺陷. 实验表明:当驱动频率高于两倍本振频率时, 长缺陷排斥呼吸子、吸引扭结; 而短缺陷则吸引呼吸子、排斥扭结. 当驱动频率低于两倍本振频率时, 长缺陷吸引呼吸子、排斥扭结; 短缺陷排斥呼吸子、吸引扭结. 这些结果证实了已有的连续化近似模型的数值结果.     

基于流式细胞仪分析超声造影剂包膜特性的实验研究

超声造影剂是由薄膜层包裹气体形成的微米量级的包膜气泡.随着医学超声技术的发展,超声造影剂在诊断及治疗超声领域的应用得到了广泛的关注.超声造影剂的包膜特性(如剪切模量及剪切粘度)是与其应用紧密相关的重要参数,对于决定气泡的许多功能特性都是非常重要的.本文在Mie散射理论基础上,利用进过改进的流式细胞仪测量了单个Defin...