双极荷电颗粒在外加交变电场中的静电凝聚

为了定量分析外加交变电场对双极荷电颗粒静电凝聚的影响,基于双极荷电颗粒在交变电场中的静电凝聚系数公式,利用数值计算的方法求解了荷电颗粒凝聚的数量平衡方程,得到了不同时刻颗粒数量浓度、颗粒带电量和颗粒粒径的关系曲线,比较了外电场存在与否时颗粒数量浓度的变化。结果表明:对于初始单弥散度带任意电荷量的颗粒,其数量浓度随凝聚时间单调减少;外加交变电场能够有效地促进双极荷电颗粒间的凝聚;颗粒上所带的电荷量越大,凝聚效果越明显。     

高占空比颗粒电场荷电的计算

采用包含颗粒间相互作用的等效场强代替原外场,利用点偶极子模型计算出高占空比颗粒表面的最大场强,并与有限元法的计算结果进行比较,结果表明,对于具有不同介电常数的颗粒来说,在颗粒占空比较高时,这种方法仍具有足够的精度.根据颗粒场致荷电的机理,进一步推导出计算高占空比颗粒电场饱和荷电量和随时间变化的荷电量的近似公式.结果表明,颗粒电场荷电量不仅随场强、颗粒粒径和介电常数的增大而增大,还随颗粒占空比的增大而增大;颗粒电场荷电的速率与颗粒占空比相关,占空比越大,荷电速率越大.     

陶瓷材料吸收微波的微观机制

分析带电粒子在微波电场中动力学方程的解,可知微波电场对带电粒子做的功一部分变成粒子为克服周围环境阻尼力做功,另一部分变成粒子向外辐射的电磁波能量.材料本身吸收的微波能量就是材料内部所有带电粒子克服阻尼做功之和.材料对微波的吸收能力与阻尼系数关系极大.在金属中,自由电子受到的阻尼力非常小,所以金属对微波几乎全反射.在陶瓷材料中,带电粒子受到的阻尼非常大,所以陶瓷也很难吸收微波,与金属的全反射相反,微波几乎全部穿透陶瓷材料.随着温度的升高,陶瓷材料中带电粒子受的阻尼力下降,其对微波的吸收能力也大大增强.     

外电场对荷电颗粒静电凝聚的影响

为了定量地分析外电场对荷电颗粒静电凝聚的影响,在理论分析和数值模拟的基础上,求解荷电颗粒凝聚的数量平衡方程,分析比较外电场存在与否时,颗粒数量浓度的变化关系。结果表明:外电场促进荷电颗粒间的凝聚;对于初始对称双极荷电颗粒,外电场不改变颗粒初始电荷分布的对称性,并且带任意电荷量的颗粒的数量浓度随凝聚时间单调减少;对于初始非对称双极荷电以及单极荷电颗粒,其数量浓度并非都随凝聚时间单调减少。     

电磁式静电除尘空气净化机理的研究

提出了电磁式静电除尘空气净化法。从带电粒子的电漂移理论出发，阐明了加平行磁场较加垂直磁场能得到更高的净化效率的理论依据。在更深一步的试验研究基础上，提出粒子初速存在着一个提高净化效率的最佳值，并应用带电粒子电漂移理论解释了一定的集尘板间距内加垂直磁场后，净化效率低于不加磁场情况下的净化效率这一特殊现象，完善了这一新技术。     

导体表面带电的均匀性研究

分析了带电导体表面的电荷分布。从电荷分布的微观解释和导体表面的特性出发,对带电导体表面电荷及分布做出了定性分析,并估算出任何带电体的带电层厚度均不超过一个原子的线度。根据带电导体与电介质的特性,给出了带电导体表面电荷与表面外电场间的定量关系式,并进行了详细地计算讨论。进而得出,无论是怎样的带电体,都至少有2个带电表面,不存在理论分析中二维度的纯数学带电面。现实中的任意带电体,仅有宏观意义上的均匀带电表面,而微观上是不存在均匀性的。     

均匀电磁场中带电粒子的运动学特性

通过对不同电磁场环境中的带电粒子受力情况研究带电粒子的运动规律。带电粒子只受电场或只受磁场作用时,其运动轨迹分别是抛物线或螺旋线。当带电粒子受电磁场作用时(带电粒子初速度、电场与磁场两两相互垂直或磁场垂直于初速度与电场构成的平面且初速度与电场成任意角度),得出带电粒子的运动方程。     

静电场中带电粒子系统的密度分布

本文采用平均场近似方法,根据吉布斯正则分布,推导带电粒子在静电场中按能量分布公式,并能定性解释电荷在电场中运动的宏观现象。     

不同耦合参数下球核-球壳系统的反离子分布

探讨了粒子间强相互作用的解决方法，建立了处于反离子溶液中的带电球核-球壳系统的场论模型．针对此模型，以球核-无限空间模型和球壳-等势空间模型作为边界极限，分别进行了强弱耦合两种情况下的研究．结果发现：弱耦合下，用泊松-波尔兹曼近似方法所得到的结果与用Monte Carlo方法模拟所得结果相一致；强耦合下，采用强耦合近似方法进行求解．通过分析所得结果与用Monte Carlo方法模拟所得结果进行比较，得到强耦合近似方法的适用范围．     

外电场对双极荷电颗粒碰撞及凝聚的影响

为确定外电场对双极凝聚的影响,采用FORTRAN程序,通过计算得到颗粒在一定电流体场条件下的电荷分布统计规律,并考察外电场对双极荷电颗粒间的碰撞凝聚规律.计算结果表明,只有当荷电颗粒所受电场力与阻力的量级之比接近于1时,外电场才能起到增强双极凝聚效果的作用;在相同条件下,颗粒直径越大,外电场增强双极荷电颗粒的碰撞效果也越大.     

Nonlinear electrophoresis of dielectric and metal spheres in a nematic liquid crystal

Electrophoresis is a motion of charged dispersed particles relative to a fluid in a uniform electric field. The effect is widely used to separate macromolecules, to assemble colloidal structures and to transport particles in nano- and microfluidic devices and displays. Typically, the fluid is isotropic (for example, water) and the electrophoretic velocity is linearly proportional to the electric field. In linear electrophoresis, only a direct-current (d.c.) field can drive the particles. An alternating-current (a.c.) field is more desirable because it makes it possible to overcome problems such as electrolysis and the absence of steady flows. Here we show that when the electrophoresis is performed in a liquid-crystalline nematic fluid, the effect becomes strongly nonlinear, with a velocity component that is quadratic in the applied voltage and has a direction that generally differs from the direction of linear velocity. The new phenomenon is caused by distortions of the liquid-crystal orientation around the particle that break the fore-aft (or left-right) symmetry. The effect makes it possible to transport both charged and neutral particles, even when the particles themselves are perfectly symmetric (spherical), thus allowing new approaches in display technologies, colloidal assembly and separation, microfluidic and micromotor applications.     

浅论平行板电场对酒精灯火焰的影响

实验研究了各种极板距离以及电压下平板电场对酒精灯火焰的运动取向特性。结果表明,平板电场放电前,火焰中带电粒子受电场力作用,其偏移随电场增大而趋于明显;放电后,板间形成离子风,诱导周围气流流动,火焰被很大程度拉伸。实验结果为掌握电场对液体燃料扩散火焰的影响规律,用适当的电场来控制燃烧走向提供了有益的参考。     

用叠加原理求解无限长均匀带电圆柱面产生的场强

根据叠加原理。求出了均匀带电圆柱面在空间任一点产生的场强。并指出带电圆柱面表面的电场强度有跃变．     

均匀带电球面产生的场强的求解

本文根据叠加原理,求出了均匀带电球面在空间任一点产生的场强,并指出带电导体表面的电场强度有跃变。     

在ILC上通过双玻色子道寻找带双电荷的希格斯玻色子

带双个电荷的希格斯玻色子(H5±±)是Georgi-Machacek(GM)模型预测的典型粒子,它们的衰变方式取决于三重态真空期望值的大小.研究了它们在国际直线对撞机(ILC)上通过双玻色子信号的产生过程.数值结果表明,只要双电荷希格斯玻色子的质量不是太大,在未来的ILC实验上可以观测到它们的信号.同时也对信号和相关标准模型背景进行了简单的唯象分析.     

毛管内荷电粒子的移动规律与流体电阻率

当前的流体导电理论用于多孔介质时矛盾较多,不适用于研究流体电阻率和多孔介质的其他电学问题。本文认为毛管内的荷电粒子的移动过程服从水力学原则,为一层流运动,并假设毛管内液相中荷电粒子的体密度是均匀的,由力电平衡可导出毛管内荷电粒子移动速度抛物线分布规律,毛管内荷电粒子的平均速度是其最大速度的一半。毛管内的流体电流强度与毛管孔径的4次方程成反比,毛管内的流体电阻率是按抛物线的倒数分布的,其平均电阻率是最小电阻率的2倍,毛管内的电阻率是毛管孔径、离子迁移率和普通流体电阻率的综合函数,比普通流体电阻率复杂得多。     

感应磁场力对相对论磁化等离子体碰撞项的贡献

在相对论磁化等离子体内，除库仑和感应电场力外，粒子间的感应磁场力相互作用将对广义玻耳兹曼方程中碰撞项有贡献．本文导出了这个碰撞项的解析表式．     

LHAASO实验中宇宙线次级粒子特性的模拟研究

高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川稻城海子山,海拔约4400 m,该实验采用多种手段,对进入大气层的宇宙线粒子进行精确的复合测量.高海拔区域,雷暴天气频繁,广延大气簇射中宇宙线次级粒子的数目、方向和能量都会受到雷暴电场的影响.本文利用Monte Carlo方法,模拟了宇宙线原初粒子进入大气层后的广延大气簇射过程,研究了次级粒子中光子、电子、μ子的纵向分布、横向分布和能量分布.结果表明,在LHAASO探测面,电子的数目比μ子多2～3倍、μ子横向分布范围比电子宽广、μ子的能量比电子大.若在雷暴期间,大气电场对电子(质量小、数目多)的影响将会更加明显.本工作对研究雷暴电场加速宇宙线次级带电粒子的物理机制具有重要意义,同时为理解地面实验的观测现象提供有用信息.