电流变液中悬浮粒子形状对其性质的影响

采用近邻相互作用近似方法 ,计算了悬浮于液相中旋转椭球颗粒在外场下形成的不同结构的电偶极矩相互作用能 .发现相互作用能随c/a(c、a分别为椭球长、短半轴 )变化而变化 .这一现象显示悬浮颗粒的形状对电流变液的相互作用能有很大影响 .     

电流变活性的若干判据

给出了一个简化模型描述载流子在电流变液中的输运 .颗粒极化可分为两部分 ,慢极化分量由载流子的受阻输运所致 ;快极化分量是载流子所在介电背景的极化 .在切变场中 ,一个强的电流变强度要求强而相对稳定的颗粒相互作用 .大的极化强度确保相互作用强度 ,合适的极化速率和介电损耗以保证颗粒相互作用的相对稳定性 .根据计算结果并考虑到切变场对介电响应的影响 ,这里给出一个半经验电流变活性判据 :对于ω <10 3s-1,ωτ >10 -4 ,存在 1相似文献   

具有复合结构颗粒的介电相互作用

讨论了电流变液分散相固体颗粒采取分层复合结构时可能对电流变效应产生的影响．分析过程基于介电极化理论．给出了电场作用下具有复合结构颗粒间的结合能、失配参数的解析表达式，分析了固体颗粒各层的材料性质、厚度、介电常数等因素变化对颗粒间结合能的影响．讨论显示：尽管复合结构颗粒的电流变液具有较为复杂的失配参数表达式，但与单一结构颗粒的电流变液相比，两者在颗粒间结合能的表现上十分类似，提示了以改善电流变效应为目的而采用复合结构固体颗粒作为分散相的建议缺乏理论依据．同时还发现，颗粒外覆层厚度的变化随介电常数的不同、对颗粒间结合能的影响具有正、逆两种效应．     

电导率对电流变液性质影响研究

运用偶极近分析颗粒和液体的经对电流变液性质的影响，研究金属颗粒－绝缘液体体系的电流变行为对外场频率的依赖关系，结果发现电流变体系在显示电流变效应的同时也显示复杂的电导效应，电流变液的电流变行为与其导是行为有一个关系。     

巨电流变液研究进展

 巨电流变液具有很好的流变性能,其特性用传统电流变液模型无法解释,要认识巨电流变液的物理机制并完善、提高其性能,须提出新的物理模型。综述了尿素包覆Ba-Ti-O纳米颗粒电流变液、极性分子型电流变液、极性分子饱和取向极化模型等巨电流变液的发现过程和研究进展。分析表明,现有理论模型都是在相对简单的物理模型上提出的,尚不能很好解释巨电流变液中的所有现象,在计算处理上也需做近似和假定参数,因而具有一定局限性。这不仅仅是因为液相黏度、颗粒介电特性、包覆层特性、极性分子、表面改性、工作温度、浓度等多种因素共同作用而导致的复杂性,还可能有尚未认识的因素在其中起关键作用。     

电流变液的分子动力学模拟

运用分子动力学方法研究了电流变液的在外电场下的液－固相变过程,原子间的相互作用采用简单偶极势来描写,计算结果表明：对于一个给定的外电场,当系统温度逐步降低的时间,电流变液中的颗粒首先会沿电场方向排列成链状结构,然后逐步转变成块状体四方结构。研究结果与作者前期用统计力学方法所得结论相一致,也与实验结果比较吻合。     

电流变机理研究综述

本文全面介绍了电流变材料的发展，包括电流变液、磁流变液和电磁流变液；此外还详细讨论了固相化学和添加刘与电流变响应的关系；指电流变材料的研究方向。作为这篇评论结语介绍限电流应用研究的最新成就。     

电场下电流变液静态以及流动和剪切状态的结构

为深入了解电流变液的粘度和剪切屈服应力等宏观力学性能与其微观结构的关系,对不同高压电场作用下电流变液的成链过程,成链后的流动、屈服状态以及受剪切时链结构的变化进行了微观结构观测。结果表明:改变电场和运动状态等外部条件,电流变液的微观链结构会发生相应变化,从而影响其力学性能;电流变液的链结构主要在极板附近发生屈服和滑移;单链在剪切作用下会形成带状离散结构。     

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。     

电流变液固体的三维结构

本文运用基于多极展开原理的Ｒａｙｌｅｉｇｈ方程，研究电流变液体系中的多极矩相互作用。计算了体心四方、六角密堆积、面心立方三种结构的有效介电常数，通过比较上述三种结构的有效介电常数与其临界体积比的比值，证明了电流变液由液相向固相转化后所形成的基态结构为体心四方。     

电流变抛光液中固相粒子间结合模型研究

电流变抛光液中的固相极化后形成复杂的微观结构并改变其流变性能。通过超景深三维显微系统观察了电流变抛光液在外加电场作用下形成的微观结构。根据粒子介电极化模型和抛光液中固相粒子间的作用力,建立了混有不同粒度磨料颗粒的电流变抛光液中固相粒子的结合模型,分析了颗粒粒度和粒子间作用力等因素对粒子结合模型的影响。     

基于非解析计算流体力学和离散单元法的大颗粒在流场中的高效率运动模拟

为实现占据多个流体网格的大颗粒在流场中运动的仿真,基于计算流体力学和离散单元法耦合(computational fluid dy namics-discrete element mothod,CFD-DEM),提出了一种新的数值方法.使用黏结颗粒模型将大颗粒近似表示为多个小球形颗粒黏结而成,基于非解析CFD-DEM方法计算流体对每个小球颗粒的作用力,将所有小球颗粒运动参数的平均值用于描述整个黏结颗粒的运动状态.通过黏性流体中球形大颗粒的沉降运动模拟,比较仿真结果与相关实验数据,结果表明:该方法不仅能准确模拟球形大颗粒的沉降运动,而且与浸没边界法相比计算效率更高.与传统的解析CFD-DEM方法相比,此方法还可以方便且准确地模拟三维情况下非球形大颗粒在流场中的运动.     

纳米流体聚集结构的模拟及其分维数分析

该文根据微粒子在流体中作布朗运动的朗之万理论和微粒子的运动方程 ,模拟纳米粒子在流体中的聚集过程 ,并运用分形理论分析纳米粒子聚集系统的结构 ,建立了模拟纳米粒子无规则运动的DLCA模型。模拟结果表明 ,系统的分形维数与纳米粒子的大小、体积分数等因素有关     

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。     

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。     

固体颗粒和空泡的Lagrangian模型

建立了固体颗粒和空泡在不可压缩流体任意流场中运动的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ模型，考虑了浓度等因素对固体颗粒和空泡运动的影响，给出了计算固体颗粒和空泡的数值方法，并模拟了一水泵叶轮中的固体颗粒和空泡运动，得出了水泵叶轮流场中固体颗粒和空泡的运动特性，为分析水力机械的磨损提供了可行的数值模拟方法．     

电流变阻尼器对系统振动的影响

电流变液是一种新型的智能材料,在许多工程问题中都有广泛的应用。利用由粘性和双线性回滞阻尼组成的阻尼模型,对具有电流变阻尼器的振动系统响应特性进行了数值分析,给出了简支梁振动系统的数值例子,并将计算结果与实验结果相比较,证明了这种分析方法的有效性。     

三维流固两相流的颗粒群轨道柔性模型

为解决工程应用中三维流固两相流动力学建模的难题,提出了基于离散单元法(DEM)的颗粒群轨道柔性模型．即在Euler坐标系中表达流体连续相,在Lagrangian坐标系中运用DEM表达颗粒离散相,从而简单且有效地解决了三维流固两相流中颗粒相和流体相间的双向耦合和求解问题,同时以三维管道中气固两相流的建模和典型实例,可视化地说明了该方法的有效性．     

Chaos and threshold for irreversibility in sheared suspensions

Systems governed by time reversible equations of motion often give rise to irreversible behaviour. The transition from reversible to irreversible behaviour is fundamental to statistical physics, but has not been observed experimentally in many-body systems. The flow of a newtonian fluid at low Reynolds number can be reversible: for example, if the fluid between concentric cylinders is sheared by boundary motion that is subsequently reversed, then all fluid elements return to their starting positions. Similarly, slowly sheared suspensions of solid particles, which occur widely in nature and science, are governed by time reversible equations of motion. Here we report an experiment showing precisely how time reversibility fails for slowly sheared suspensions. We find that there is a concentration dependent threshold for the deformation or strain beyond which particles do not return to their starting configurations after one or more cycles. Instead, their displacements follow the statistics of an anisotropic random walk. By comparing the experimental results with numerical simulations, we demonstrate that the threshold strain is associated with a pronounced growth in the Lyapunov exponent (a measure of the strength of chaotic particle interactions). The comparison illuminates the connections between chaos, reversibility and predictability.