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     

垂直激励下的二段复合颗粒链研究

实验研究了二段复合颗粒链在垂直振动激励下的动力学特性. 通过对颗粒链整体的运动状态以及与之相关的相位差、膨胀尺度、质心位移以及能量的分析发现, 不同颗粒排布组合在实验中表现出的特性有很大差别. 我们认为产生这一现象的原因在于不同颗粒段交界处界面效应的存在. 界面效应在不同的颗粒排布下造成不同的能量分布, 从而导致颗粒链出现不同的运动状态.     

2011 年3 月日本福岛核泄漏物质输运扩散路径的情景模拟和预测

2011 年3 月受日本以东地震和海啸影响, 日本福岛核电站发生核物质泄漏. 本文提出泄漏物质自然输运的3 种通道: 大气快速输运通道、海洋表层慢速输运通道和海洋内部极慢速输运通道. 基于短期气候预测模式和海洋环流数值模式, 在理想假设条件下, 对核泄漏物质的输运扩散路径进行了情景模拟和预测. 结果显示: 若泄漏源设置在近地层992hPa, 10 d 后影响范围可达北美大部地区, 但浓度比所设置的源区浓度低约6 个量级, 15 d 后可影响到欧洲, 20 d 后前锋进入中国西部地区, 30 d 后则布满整个纬带; 若泄漏源在5 km 高度, 泄漏10 d 后影响范围可覆盖欧洲, 15 d 即可布满整个纬带; 若泄漏源在10 km 高度, 10 d后即可影响中国大部分区域. 核泄漏物质通过海洋表层通道向东输运则缓慢得多, 50 d 后到达150°E 左右, 且影响范围仅在一条狭窄条带内. 大气通道影响范围巨大, 甚至可到达赤道海域上空, 但核泄漏物质的浓度很快降低. 大气环流上游如北美和欧洲的大气质量监测结果对中国具有重要的参考价值.     

三维颗粒系统中表面斑图的簇模型

通过与二维颗粒系统的类比, 建立三维颗粒系统在垂直激励下形成表面斑图的簇模型, 并 将表面斑图解释为正棱台簇和底板的碰撞以及正棱台簇和边界的碰撞共同作用的结果. 根据正棱 台簇在与底板的碰撞中吸取能量这一事实, 详细讨论了单个簇与底板的碰撞过程. 再根据运动的 周期性, 由速度关系推导出簇模型的一个基本方程. 该方程将系统的特征参量和激励参量联系在 一起, 并以此分析斑图随激励加速度和激励频率的变化, 以及色散关系. 在一定的参数范围内, 理论与实验吻合较好.