联合动力循环的优化分析

基于有限时间热力学理论，研究了由两个内可逆卡诺循环构成的无中间热源的联合动力循环的优化性能．首先导出联合循环的输出功率与效率的普遍关系，并由它求出活塞式和定常态流两种联合循环在不同约束条件下的基本优化关系．然后作些有意义的讨论．获得一些重要新结论，同时还指出了有关研究中存在的一些问题．     

吸放热时间与温度对两源不可逆热机致冷机有限时间畑经济性能的影响

文章研究了内不可逆性一定的情况下，吸、放热时间与温度对两源不可逆热机与不可逆致冷机有限时间经济性能的影响，结果表明：与内可逆循环有相同吸、放热时间和有相同吸、放热温度的这两种不可逆热机和不可逆致冷机分别相比，前者有较大的利润率。     

双级耦合热泵供暖系统有限时间热力学性能优化

利用有限时间热力学分析理论，对新型双级耦合热泵供暖系统建立了存在热阻、热漏、内不可逆损失的恒温定常流热力学循环模型，得到系统供热性能最优结果下，最佳传热面积分配，最佳工质工作温度，最小总传热面积以及最小输入功率的解析式．结合实际算例的计算结果，详细分析了各不可逆因素对系统性能的影响．所得结论为新系统在实际推广过程中的设计、运行提供了一定理论依据．     

以铁磁材料为工质的不可逆斯特林制冷机的优化性能

建立以铁磁材料为工质的不可逆磁斯特林制冷循环新模型,探索有限热源、热阻、回热损失和回热时间等对制冷循环性能的影响,应用有限时间热力学方法,导出制冷率与制冷系数间的优化关系解析表式,进而获得最大制冷率及其它优化性能参数.     

不可逆狄塞尔热机输出功、效率及其参数优化

建立不可逆狄塞尔热机循环新模型。探索不可逆绝热过程对热机循环性能的影响，应用有限时间热力学方法．导出了输出功和效率与压力比、高低温比间的解析表式．揭示了这些重要热力学参量问的变化特性．研究结果表明，随着绝热不可逆程度的增大，输出功及效率均明显减小；输出功和效率随压力比的变化在一定范围内存在极大值．而输出功随高低温比的增大而单调增大．通过数值计算，还讨论了包括热机压力比、输出功和效率等优化工作区域及其界限、所得结论可为一类内燃机的最佳运行条件和优化设计提供理论参考．     

不可逆往复式变比热工质Brayton循环性能分析

对不可逆往复式Brayton循环的有限时间热力学性能进行模型研究.在考虑工质变比热及压缩和膨胀过程的内不可逆损失基础上,导出了循环比功和循环热效率的解析表达式.在典型循环特性参数条件下,对上述模型进行了数值计算.研究结果表明,工质变比热及压缩和膨胀过程的内不可逆损失对循环性能有一定影响,其中压缩和膨胀过程的内不可逆损失对循环性能影响更显著.研究结果对实际内燃机性能的评估及改进有一定的指导意义.     

基于相对不可逆度的四热源冷机热力学模型

基于热力学原理提出了相对不可逆度的概念用于描述系统内部的不可逆因素,在此基础上建立了四热源吸收式制冷系统内不可逆有限时间热力学模型,进行了具体的数值算例分析,并与传统的四热源吸收式制冷有限时间热力学模型进行了比较.     

不可逆热声制冷机的Ω函数优化

根据热声制冷机参数振荡的特点,建立复指数传热规律不可逆热声制冷机循环模型.提出Ω=(2ε-1)R/ε的优化目标函数.在考虑热阻、热漏、内不可逆性等不可逆因素的情况下,利用有限时间热力学,分析不可逆热声制冷机各性能参数的优化关系.     

热机不可逆热力循环新析

在分析实际发动机工作过程的基础上,利用有限时间热力学理论方法,建立了一种新的不可逆热机热力循环模型.根据建立的模型推导出了热机功率、效率及其相互关系的解析表达式,并进行了计算和讨论.该模型包括了内可逆热力循环模型和考虑摩擦、热漏、内部耗散等不可逆因素时的热力循环模型,模型所反映的热机功率--效率特性变化规律与已经收集到的实际热机功率--效率特性曲线相吻合,与实际发动机工作过程相一致.结果表明:建立的模型比较简洁、全面地反映了热机实际工作过程,更具有普遍性.     

有限热源内可逆循环的最优性能

本文导出工作在有限高温热源和无限低温热源间,仅受传热不可逆影响的内可逆循环的最佳效率与输出功率间的关系.指出它是讨论循环最优性能的一个很普遍的基本关系式,并应用它作了多种讨论.     

多分形测度的正则系综描述

借助多分形公式与热力学、统计物理学间的类比关系，建立了多分形测度的正则系综描述．根据系综理论，证明了多分形测度的ｑ阶矩等于相应正则系综的配分函数．这为发展多分形理论，提供了另一思路     

Experimental verification of Landauer's principle linking information and thermodynamics

In 1961, Rolf Landauer argued that the erasure of information is a dissipative process. A minimal quantity of heat, proportional to the thermal energy and called the Landauer bound, is necessarily produced when a classical bit of information is deleted. A direct consequence of this logically irreversible transformation is that the entropy of the environment increases by a finite amount. Despite its fundamental importance for information theory and computer science, the erasure principle has not been verified experimentally so far, the main obstacle being the difficulty of doing single-particle experiments in the low-dissipation regime. Here we experimentally show the existence of the Landauer bound in a generic model of a one-bit memory. Using a system of a single colloidal particle trapped in a modulated double-well potential, we establish that the mean dissipated heat saturates at the Landauer bound in the limit of long erasure cycles. This result demonstrates the intimate link between information theory and thermodynamics. It further highlights the ultimate physical limit of irreversible computation.     

纳观摩擦机理研究进展

摩擦是一个非线性的、远离平衡态的热力学过程 有关滑动摩擦的研究是物理学中最古老、应用上也最重要的问题之一 与此不相适应的却是人们对摩擦中基本纳观过程知之甚少 ,至今还没有一个被普遍接受的理论 ,既可以解释摩擦中的宏观现象又可以解释其纳观机理 因此 ,在原子分子尺度上研究物质相互接触以及在表面的纳观摩擦机理是摩擦学研究的一个重大拓展和深入 本文较系统地综述了纳观摩擦机理的研究中取得的一些重要成果 ,重点介绍了几种重要的摩擦理论模型和相关的研究结果 同时提出这一研究领域今后的发展方向及需要解决的问题     

半导体温差发电器的热力学准则和性能参数

应用非平衡态热力学和有限时间热力学理论,导出了半导体温差发电器输出功率和效率的一般表达式;兼顾输出功率和效率,给出了半导体温差发电器优化性能的热力学准则;分析了效率随塞贝克系数与汤姆孙系数之比的变化,指出塞贝克系数与汤姆孙系数之比是半导体温差发电器的一个重要性能参数.     

干湿循环作用下露天矿边坡岩石损伤能量演化分析

水位升降对露天矿坑边坡岩石强度产生明显的弱化,因此,干湿循环对岩质边坡稳定性分析具有重要影响。通过不同干湿循环次数下的岩石单轴压缩试验,基于不可逆热力学损伤理论,分析外力总功、弹性能以及能量耗散之间的内在关系。实验表明:外部载荷对岩石所做总功,一部分转化为岩石弹性变形能,还有一部分以能量耗散的形式导致岩石发生不可逆的损伤。通过岩石室内试验,研究花岗岩力学性质变化规律,建立基于能量耗散原理的不同循环次数下花岗岩损伤演化方程。室内试验分析和理论研究表明,基于能量耗散原理建立的不同干湿循环效应下岩石损伤演化方程,可以较好地描述岩石的损伤演化。     

能量转换量子系统的热力学特性及其研究进展

量子物理是理解微观粒子运动规律的现代物理学理论.它与信息、生命以及化学等学科相互联系日益紧密,引发了许多新技术革命,深刻影响着人类的生活,已成为社会经济发展的原动力之一.当前,量子物理和能源科学结合,正在产生新的学科生长点.本文主要概述多种类型能量转换量子系统的发展;结合国内外的研究现状,系统地阐明如何应用热力学理论研究量子体系的能量操控以及微观器件的优化设计;总结量子热力学循环、能量选择量子电子器件、量子点热管理器件等在理论和实验方面研究的代表性成果和进展;展望量子物理与能源科学交叉领域发展的新方向.     

涨落在理想气体系统中的应用

理想气体系统是热力学研究的一种典型模型,通过研究理想气体系统,可以得到真实气体的一些主要性质.用统计物理学观点和热力学基本关系式,研究理想气体系统中宏观物理量的涨落及涨落关联函数,进而说明热力学系统宏观量的涨落与热力学系统的状态方程有关.     

Reaction-diffusion processes

The main progress made in the past dozen years or more in the study of reaction-diffusion (abbrev. RD) processes is surveyed. The processes are motivated from some typical models in the modern non-equilibrium statistical physics and consist of an important class of interacting particle systems which Is currently an active research field in probability and mathematical physics. The models are concrete but as a part of the infinite-dimensional mathematics, the topic is quite hard. It is explalned how new problems arise, and how some new ideas and new mathematical tools are introduced. Surprialngly, the mathematical tools produced from the study on the simple models then turn to have a lot of powerful appllcations not only in probability theory but also in other branches of mathematics.Nevertheless,the story is still far from finished, and some important open problems are proposed for further study.     

系统的能谱、温度和熵的演化(Ⅰ)——平衡系统

建立了负能谱系统热力学，并进而确立了正，负能谱中平衡系统系统间在热力学量，物理过程和演化规律之间的互补对应关系。