丝状nematic液晶Fredericksz转变的数值模拟与相关模型剖析

液晶Fredericksz转变的研究有实用价值(实验确定若干材料系数)和理论价值(显示机理,弄清不同模型之间联系)．用微极电磁液晶模型深入研究丝状nematic液晶的Fredericksz转变,具体给出三类畸变(垂直锚定、水平锚定与扭曲)的临界磁场强度、指向矢角度分布、最大转角的隐式解析解(是含参变量的隐式广义积分),并作精细数值模拟．与此同时,讨论两类重要电磁液晶模型(Leslie-Ericksen(LE)模型与微极模型)的内在联系,给出两者材料系数之间的转换关系,以及简化的LE模型近似公式的精度与适用范围．     

向列型液晶的界面效应强度

本文讨论了向列型液晶扭曲盒在外加磁场的作用下，基板的易取向轴与液晶指向矢的倾角与界面结合强度和磁场强度的关系。     

磁场调制下液晶指向矢偏转特性的研究

液晶具有独特的物理化学特性,体现电、磁各向异性,且光学上类似单轴晶体。当对液晶体系施加磁场,液晶指向矢将随着磁场的大小而发生偏转。利用液晶连续体弹性理论模型,研究了沿面排列的向列相液晶分子在外磁场作用下的光学调制效应,通过差分法数值模拟液晶分子指向矢的偏转特性,并对液晶磁致双折射效应进行了分析研究,为更好地研究液晶型偏振光调制器提供理论基础。     

液晶的磁旋光特性

为深入了解液晶的磁旋光特性，利用矩阵方法分析研究了液晶的旋光效应，导出了液晶旋光的矩阵表示．通过测量磁场作用下向列型液晶的旋光角及透射比，研究了液晶的磁旋光特性．详细分析了磁场对液晶分子轴旋转和透射比的影响，做出了液晶分子轴旋转角和透射比与磁场强度关系的曲线．通过改变磁场方向进行实验测试．发现液晶的旋光方向与垂直入射液晶盒的磁场方向无关。     

磁场中的Benard不稳定性

对处在磁场中的薄层流体在Boussinesq近似下,用线性稳定性分析的方法,讨论了磁场中临界Rayleigh数R_c的影响。用简捷的方法给出了弱磁场情况下的临界Ratleigh数R_c与流体所在磁场强度H_o的函数关系。从而证明了磁场对流体的致稳效应。     

电场对向列相液晶指向矢取向的影响

讨论了静电场对正介电各向异性的向列相液晶指向矢取向的影响。计算了典型向列相液晶的指向矢偏转角随场强和位置的变化。结果表明,当电场低于阈值电场ＥＣ时指向矢取向不发生偏转,当电场超过ＥＣ时指向矢取向在转变层ξ内与电场方向有较大偏转,而在ξ外几乎沿电场方向,电场越强,偏转角越大。指向矢偏转角、ＥＣ和ξ还与液晶材料各向异性、弹性常数、温度及液晶层厚度等有关     

界面效应对向列型液晶序参量的影响

本文用Ｍａｉｒ－Ｓａｕｐｃ理论讨论了界面对向列型液晶序参量的影响，计算了液晶膜中平面处的序参量Ｓｃ与界面处的序参量Ｓｂ和自由状态的序参量Ｓｏ的关系，明确了界面效应的作用范围。     

电场和磁场对液晶分子取向的影响

该叙述液晶相与它的分子结构，液晶的各向异性，电光效应和液晶应用及电场和磁场对液晶分子取向的影响，并围绕这个问题进行讨论。     

人体脊柱动态失稳的临界载荷确定

本文根据人体垂直振动特性,建立人体脊柱动力学连续体模型。分别给出人体脊柱动态失稳临界载荷、导致脊柱失稳临界加速度和矢状面内振动理论公式。     

光折变液晶系统的表面电荷调制模型

为了研究载流子的注入对液晶盒中电压的影响,构建了光折变液晶系统中表面电荷调制的载流子注入模型。在外加直流电场的作用下,液晶中的载流子向表面聚集,形成界面双电层。该双电层屏蔽了大部分的外加电场,使外加电压基本上都降落在界面双电层上。非均匀光照射时,在光亮区,来自于ITO电极的电荷将越过界面,产生载流子复合。而处于暗区的表面电荷密度基本保持不变,界面电荷层继续屏蔽外加电场,在液晶体内形成了与光强空间分布相对应的空间电荷场。基于以上模型,给出了界面附近的载流子和电场的动态演化过程,理论分析与已有的实验结果非常吻合。     

双偶氮苯掺杂液晶在磁场下的Freedericksz转变

发现掺有机杂质(双偶氮苯)的沿面排列丝状液晶与纯液晶相比,会显著减低在静磁场下发生Freedericksz转变的阈值.而传统的方法则是通过掺入微细的铁粉来降低阈值.这一新现象主要是由于双偶氮苯具有较强的磁化率各向异性,从而导致掺杂液晶的有效磁化率各向异性增大.理论推导的双偶氮苯磁化率各向异性常数要比纯5CB大2个数量级.Freedericksz转变阈值的减低对研究磁场下的非线性光学效应有重大的意义.     

平均场理论中临界点的简易求法

根据临界点的物理性质,利用三次方程的卡尔丹关系式,提供了一种在平均场框架内求解临界点的简便、明晰的方法,并用此方法对磁系流、范德瓦尔斯方程及伊辛模型的临界点进行了讨论;同时分析了这种方法的数学基础和物理实质.     

磁流变液相变研究

基于简单偶极子模型计算磁流变液体系的自由能，考虑了体系中粒子的渗透压，研究磁流变液的液固相变.结果发现当外加磁场超过一临界值时，体系发生由液相向固相的转变，同时温度变化也引起磁流变液的相变.     

基于有限元迭代法的高压直流输电线路离子流场仿真计算

直流导线电晕放电产生的离子流场是限制直流输电发展的主要因素之一。为分析离子流对原有电场分布畸变影响,通过COMSOL和MATLAB联合仿真实现了有限元迭代法,基于该方法对高压直流导线附近离子流场进行了研究。仿真模型采用网格加密以及强耦合的方法提高了计算的收敛性,采用与放电特性相关的方程作为电荷边界条件,以提高仿真计算的准确性;比较两类起晕场强计算公式的准确性,选择较为准确的计算公式作为迭代标准;将同轴圆柱模型的解析解与仿真的数值解进行比较,验证有限元迭代法计算高压直流离子流场的准确性;最后分析单极+800 kV直流输电线路周围的离子流场。结果表明,离子流使得地面附近的电场强度增大了30%,可见离子流对导线周围电磁环境有重大影响,在直流输电线设计时应该考虑这一因素。     

非接触磁应力检测技术在提离高度检测中的应用

非接触磁应力检测已在各类型管道进行有效应用,但由于管道沿线埋深不同,管道沿线磁检测结果受提离高度影响不能准确反映管道应力异常情况。基于中缅长输管道4处开挖管段的非接触磁应力检测数据,确定了非接触磁应力检测的有效检测范围。在有效范围内,根据8组现场X80天然气管道磁感应强度随提离高度变化的检测数据,拟合得到了管道本体和环焊缝处磁梯度模量和检测高度的量化关系公式。采用量化关系公式,将某开挖管段0.8 m处磁感应强度检测数据统一转化到1.0 m高度下,转化后磁感应强度数据与实测数据进行对比,两者误差小于10%。后续非接触磁检测可采用拟合的定量关系公式统一不同检测高度的磁梯度模量数据,克服非接触磁应力检测沿线检测高度不一致导致检测结果有误差的难题。     

泊肃叶公式的推导及实验验证

流体在管道内流动时,其流量与管道的几何尺寸,流体性质,管道两端的压差有关,其规律即泊肃叶公式。本文采用量纲分析法推出泊肃叶公式的基本形式,再用实验来验证。确定式中的比例常数k与泊肃叶公式中的常量8π等值。     

常压下磁场对合成氨催化反应影响的研究

本文报导磁场对常压下合成氨催化反应的影响结果，得到了有关反应速率及转化率的变化规律，并改变磁场强度，找到了最佳场强范围，进而明确指出这种磁场效应源于磁场对合成氨催化剂的影响，对其可能的作用机制进行了初步讨论。     

磁场下U(2)×U(2)线性σ模型的手征相变

采用U(2)×U(2)线性σ模型对匀强磁场下的手征相变进行了研究.采用单圈有效势方法,讨论在不同温度、不同重子化学势、不同磁场下的有效势,从而对相变的类型进行了考察.结果表明,磁场的引入一般会提高手征相变的相变温度;介子自由度、真空起伏可能改变相变的性质.     

有质量phantom场的Casimir效应

近年来,phantom场受到许多宇宙学学者的关注.研究了狄利克雷边界条件下有质量phantom场的Casimir效应,利用Abel-Plana公式,得出了狄利克雷边界条件下有质量phantom场的Casimir能量和Casimir力,表明phantom场的Ca-simir能量和Casimir力是分段均匀的,当质量趋近于零时,其结果回到无质量phantom场的情形.