二氧化碳水二元混合流体的分子动力学模拟研究

对二氧化碳、水的二元混合流体进行分子动力学模拟,研究了温度、压强、浓度条件变化对二氧化碳水二元混合流体性质的影响．所得计算结果与实验值符合得非常好．分析结果得出,混合物中水的自扩散系数与二氧化碳的自扩散系数随压强增大而减小,混合物中水的径向分布函数受温度、压强的影响较二氧化碳显著,水中的H与二氧化碳中的O形成的氢键作用力随温度增加而增强,随水的浓度增加而减弱．     

超临界甲醇的分子动力学模拟

本文采用分子动力学（MD）方法对超临界甲醇体系结构性质和动力学性质进行了模拟研究．结果表明,在超临界条件下甲醇体系因密度涨落存在分子聚集现象,且在低密度区域更明显．与常温常压条件下相比甲醇分子间的氢键作用明显减弱,结构变得松散,分子极性大大降低,自扩散系数上升了十几甚至几百倍．随着压强的增大,甲醇分子间的氢键作用增强,扩散系数减小;随着温度的升高,甲醇分子间的氢键作用减弱,自扩散系数增大,且在接近临界压力时、自扩散系数随温度的变化幅度更大．     

外磁场作用下乙醇团簇的分子动力学模拟

采用NVT正则系综对乙醇分子团簇进行了分子动力学模拟．模拟结果表明,外加磁场和温度对乙醇分子簇的影响比较大．同一磁场下,乙醇分子簇的自扩散系数随温度的升高而逐渐增大;同一温度下,随着外加磁场的不断增强体系的自扩散系数逐渐减小．值得注意的是：当磁场增加到0．5T时,298K温度下的自扩散系数变化最为明显．同时,在273K和298K时随着外加磁场的增大乙醇分子簇的径向分布函数的峰值逐渐增大;而在323K时径向分布函数基本重合．     

基于蒙特卡罗方法的水扩散系数及其与温度的关系

使用蒙特卡罗方法,在计算机上模拟了水分子在水中的自扩散过程,进而估算了水的自扩散系数.通过对1标准大气压、不同温度条件下水的自扩散系数进行计算,并与相同条件下的实验值以及其他文献中的计算值进行对比,发现数值较为接近,说明模拟方法较为成功.同时,研究了模拟的自扩散系数与温度的关系,发现自扩散系数随温度升高而快速增加,与温度的倒数间成负指数关系,这与实验和理论结果符合得很好.     

GaAlN/GaN量子阱中电子的激发态极化

考虑了纤锌矿结构材料的各向异性造成的内建电场的作用，计算了GaN／GaAlN量子阱内电子的激发态极化．结果表明．电子偶极矩改变随Al浓度的增加非线性减小．一般情况下激发态极化产生的电场强度远小于内建电场．可忽略不记，但当n取较大值(10^19／cm^3以上)时，即材料被重掺杂时，激发态极化产生的电场强度对内建电场的影响不能忽略．     

外电场作用下α-丙氨酸手性分子的结构和电子光谱

采用密度泛函B3LYP及含时密度泛函理论(TD-DFT),在6-31+G(d,p)基组水平上,得到了不同外电场(-0.015~0.005)作用下的α-丙氨酸分子基态电偶极矩和分子总能量,并研究外电场作用对α-丙氨酸分子的激发能ΔE及振子强度f的影响规律.结果表明:分子偶极矩随电场强度的增加先减小后急剧增大;当电场强度为0时,分子总能量为-323.773 9,随着电场强度的增加,分子总能量升高,当F=0.005时达到最大值-323.771 5;激发能ΔE随电场强度的增加呈减小趋势,即电场作用下的α-丙氨酸分子易形成激发态.     

特高压输电导线直流电场下过冷雨滴碰撞系数

在早春或初冬,过冷雨滴撞击导线表面结冰、进而易于诱发导线舞动。对碰撞系数或导线覆冰的研究主要集中在风速、雨滴大小和导线直径等关键参数上,鲜见涉及电场作用的讨论。为了阐明直流电场对输电线路碰撞系数的影响,提出了雨滴质量流量的计算公式,并用Euler-Lagrange方法对雨滴撞击导线表面的过程进行了数值计算。利用Fluent软件分析了电场强度、雨滴电荷密度、导线截面形状、风速等对碰撞系数的影响。结果表明,碰撞系数随电场强度的增加而减小。当电场强度从0kV/cm增加到66.7kV/cm时,碰撞系数降低约33%。由于带电导线与雨滴之间会产生排斥作用,部分雨滴远离导线,导致碰撞系数降低。真实绞线在无电场作用下的碰撞系数略小于简化圆形截面的碰撞系数。在直流电场作用下,当风速达到8m/s时,导线的碰撞系数随风速的增大而减小。超过该阈值后,碰撞系数基本保持不变。     

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.     

甲醇/水混合物的分子动力学模拟

用分子动力学模拟研究甲醇／水混合物的结构性质和动力学性质．模拟中甲醇分子采用点点刚性模型,水分子采用TIP4P模型,计算了不同浓度甲醇／水混合物甲醇分子的O-O和H-H径向分布函数,配住数以及自扩散系数．从径向分布函数,配位数和自扩散系数发现,甲醇分子间的结构随着甲醇浓度的增加而加强．     

BaTiO3电流变液微波衰减可调控特征

分别考虑微波传播方向与电流变液颗粒链方向相垂直与平行的情况,对BaTiO 3电流变液的微波衰减行为进行了研究.实验发现在垂直的情形,当流体浓度较低时,微波衰减随电场强度增加而加大,并且随浓度增加电场调节微波衰减的幅度增加.超过一定浓度后,衰减由增加改变为减小,同时衰减的电场调节幅度较大.存在一个饱和电场强度,低于此值时,衰减变化显著;超过此值后,衰减变化趋于平稳.在平行的情形,发现衰减随电场强度单调增加.另外,微波衰减随电场强度的变化具有弛豫效应.初步认为微波衰减调控特征与外电场作用下电流变液结构转变和BaTiO 3 自身极化状态改变有关.     

氧和铝在氧化铝中的自扩散参数评估

评估了氧和铝在Ａｌ２Ｏ３中的自扩散参数,分析了其扩散机理．得出：（１）在１７７０～２１００Ｋ 温度范围内,氧分压不超过１．０×１０５Ｐａ时,杂质总含量为３０×１０－６～５００×１０－６,Ｍｇ,Ｔｉ含量低于３０× １０－６的未掺杂Ａｌ２Ｏ３单晶中,氧的自扩散系数与温度的关系式,氧分压和扩散方向对该扩散系数 值影响不明显．（２）在１９４３～２１７８Ｋ范围,多晶Ａｌ２Ｏ３中铝的自扩散系数在１０－１５到１０－１４ｍ２／ｓ之间, 扩散活化能为 ４７７ ｋＪ／ｍｏｌ．（３）单晶Ａｌ２Ｏ３中主要杂质为ＴｉＯ２和 ＭｇＯ,掺Ｔｉ将降低氧的自扩散系 数,增加铝的自扩散系数;掺Ｍｇ使氧的自扩散系数略有增加;其他杂质对氧和铝在Ａｌ２Ｏ３中的 扩散系数影响不大．（４）氧和铝均通过空位扩散．     

外电场作用下水分子结构和电子光谱

采用密度泛函B3P86方法在aug—cc—pvqz基组水平上优化得到了在不同外电场（-0．06-0．05a．u．）作用下,水分子的基态电子状态、几何结构、电偶极矩和分子总能量。在优化构型下利用杂化CIS-DFT方法（CIS-B3P86）研究了同样外电场条件下对水分子的激发能和振子强度的影响。计算结果表明,基态分子几何构型与电场大小呈现强烈的依赖关系,分子偶极矩m随电场的增加而减小。分子总能量随着电场增加而降低。无论是正向还是反向外电场作用下,激发能随电场增加而减小,表明在外电场作用下,分子易于激发和离解。     

转炉污泥生产炼钢用氧化球团的试验

以转炉污泥为原料,配人有机和无机复合结合剂,采用压制成型和低温焙烧的方法研制了高性能转炉污泥球团,并探索了影响球团强度的各种因素.试验发现球团强度随着焙烧温度的升高,球团强度增加,当温度达到大约873K时强度达到极值;当温度超过873 K时,随着有机结合剂及结晶水的挥发,球团强度又明显下降;当温度超过1 300K时,固相扩散增加,并出现液相烧结,因而球团强度显著增加.对影响球团强度的因素进行了模式识别分析,找到了目标优化区,确定了适宜的球团生产工艺条件.     

最大熵原理研究二维有极分子电介质的极化规律

最大熵原理是自然界的一个基本原理,在很多领域得到了广泛应用。使用最大熵原理,研究了二维有极分子电介质在电场中的电极化规律。结果发现,当电场强度不大时,电极化强度与电场强度成正比关系;但当电场强度很大时,电极化强度与场强的线性关系不再成立,而呈现较复杂的非线性关系。     

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。     

用最大熵原理研究极性分子电介质的极化

最大熵原理是自然界的一个基本规律,它在很多领域得到广泛应用。本文从电介质的微观结构出发,使用最大熵原理研究了极性分子电介质在电场中的极化规律。结果发现,当电场不很强时,电极化强度与电场强度成正比;但当电场很强时,电极化强度与电场强度成非线性关系。结果说明,电介质是线性的还是非线性的,还要看它所处的电场情况。     

A study of the microstructure of CTAB/1-butanol/octane/ water system by PGSE-NMR and Cryo-TEM

In this work, the effect of octane concentration on the phase behavior of CTAB/water/1-butanol system was studied by using pulsed field gradient spin-echo NMR measurements and freeze fracture electron microscopy (Cryo- TEM and FFEM). When the octane concentration increases, the liquid crystalline phase is destabilized and a continuous single-phase microemulsion region from the water apex to the oil apex is formed. The conductivity behavior has a distinct percolative phenomenon, which indicates that the single-phase microemulsion is changed continuously from oil- in-water (o/w) structure via a bicontinuous structure to water-in-oil (w/o) structure. This result is consistent with those of the PGSE-NMR, Cryo-TEM, and FFEM. In the w/o region, the self-diffusion coefficient of water is relatively high ((1—6)×10^-10 m·s^-1) due to the higher solubility of water in the continuous phase consisting of octane (10% by weight) and 1-butanol. The penetration of a large amount of octane molecules between surfactant chains results in the much lower self-diffusion coefficient of octane.     

含裂隙红黏土土水特征与强度特性研究

红黏土边坡在干湿循环作用下极易产生裂隙,裂隙发育将对土体水力学特性及强度造成不利影响,从而降低边坡稳定性。以长沙红黏土为研究对象,制备具有不同裂隙数量的红黏土试样,开展了渗透试验、土水特征曲线试验和直剪试验,揭示了红黏土饱和渗透系数、土水特征曲线和抗剪强度指标随裂隙数量和干密度的演化规律,建立了相应函数表达式。结果表明：红黏土渗透系数量级为10^-5～10^-7 m/s,饱和渗透系数随干密度的增加而减小,随裂隙数量的增加呈指数型增长,裂隙增加5条,饱和渗透系数提高66.4倍;干密度低和裂隙数量多的试样饱和体积含水率更高,脱湿过程中体积含水率随基质吸力降低速率更快,残余含水率更低,持水能力更差;红黏土抗剪强度指标与干密度呈正比,与裂隙数量呈反比,当干密度增加0.28 g/cm³,黏聚力和内摩擦角分别提高2.35倍和0.94倍,而当裂隙增加5条,黏聚力和内摩擦角分别降低57.09%和49.59%。     

电场对煤瓦斯吸附渗流特性的影响

为了探讨地电场对包含在煤层中的瓦斯气体的储存、运移的作用以及如何利用电场采促进煤层气的渗流从而达到提高中国低压低渗煤层的煤层气抽放率等问题,研究了电场对煤瓦斯吸附渗流特性的影响．研究表明：静电场对煤瓦斯吸附特性的影响关键在于静电场的焦耳热效应使煤瓦斯系统温度升高和静电场增加煤表面吸附势阱的深度2种因素竞争的结果,当静电场增加煤表面吸附势阱深度占主导地位时,静电场使煤对瓦斯的吸附量增加,当静电场的焦耳热效应逐渐占主导地位时,静电场使煤对瓦斯的吸附量减少;外加静电场促使煤中瓦斯的渗流;交变电场作用使煤对瓦斯的吸附量减少;交变电场作用促使煤中瓦斯的渗流．