基于分形的多孔介质复合相变材料的储热特性

本文利用膨胀石墨和纳米颗粒来强化相变储热系统的传热性能。在膨胀石墨基体中填充含纳米颗粒的相变材料,用焓-孔隙度法模拟材料的相变过程。针对不规则的膨胀石墨孔隙结构,用三维W-M分形函数修正膨胀石墨孔隙率波动,以研究不同的孔隙率和有效导热系数比对固态显热蓄热阶段相变材料熔融速率的影响。在液态显热蓄热阶段时探讨膨胀石墨孔隙率以及纳米颗粒体积分数对相变储热系统中对流传热的影响。研究结果表明,分形分布的孔隙结构能有效地抑制纳米颗粒的自由运动从而降低了纳米颗粒的局部团聚的可能性,所以利用三维W-M分形函数修正的膨胀石墨比采用平均孔隙率能更好地模拟相变材料的熔融速率。在固态显热蓄热阶段,膨胀石墨孔隙率为0.8的相变材料熔融速率比孔隙率为0.85和0.9显著增加,另外,膨胀石墨与纳米颗粒-相变材料的有效导热系数比为100的熔融速率也明显比有效导热系数比为80和60的快。当相变材料处于液态显热蓄热阶段时,其在膨胀石墨孔隙中产生对流,对流传热速率随着膨胀石墨的孔隙率增大而增大,纳米颗粒体积分数的增加也会提高对流传热速率。     

考虑分形生长基元形状的暂缓模型生长

本文基于数值解Ｌａｐｌａｃｅ场方程，提出了分形的暂缓生长模型，在上基础上比较了考虑分形生长基元形状后各种模型的计算机模拟结果，认为分形生长与生长基元形状有关；暂缓生长模型是在一定的物理背景下提出来的，该模型不同于“η模型”和噪声减小模型。     

均分散二氧化硅微球生长速度与粒径的相关性

分散体系形成过程中，颗粒生长速度与颗粒尺寸的关系是决定分散体系颗粒大小分布的十分重要的因素。本文利用均分散体系颗粒大小均一这一重要特征，提出了适用于确定均分散体系颗粒生长速度与颗粒尺寸相关性的方法，并研究了二氧化硅微球的生长速度与其粒径的关系。研究表明，二氧化硅微球的生长速度与其粒径无关，符合表面反应控制生长机理。     

均分散二氧化硅微球生长速度与粒径的相关性

分散体系形成过程中，颗粒长生速度与颗粒尺寸的关系是决定分散系颗粒大小分布的十分重要的因素，本文利用均分散体系颗粒大小均一这一重要特征，提出了适用于确定均分散体系颗粒生长速度与颗粒尺寸相关性的方法，并研究了二氧化硅微球的生长速度与其粒径的关系，研究表明，二氧化硅微球的生长速度与其粒径无关，符合表面反应控制生长机理。     

混合颗粒流分形模型及相关有效热传导的分析

将适用于两体混合颗粒径的能量均分定量推广到非均匀的复杂混合颗粒流系统。根据混合颗粒流具有的分形特征,推导出颗粒流中颗粒的分形速度分布函数,并建立混合颗粒流有效热传导的分形模型。由此导出质量连续分布的复杂混合颗粒流的有效热传导系数,讨论颗粒流分形结构对于其输运过程有效热传导系数的影响。     

红柱石分解过程的分形研究

在对红柱石的热分解进行实验研究的基础上，运用周长一面积法测定了分解颗粒的分形维数，并利用分形维数与反应时间的关系探讨了红柱石分解反应的历程，结果认为莫来石晶核化是该分解反应的速度控制环节。     

煤和矸石颗粒冲击破碎概率差异的分形行为

为揭示煤和矸石颗粒冲击破碎概率差异的内在机理,以冲击破碎概率分形模型为基础,对3个矿区的矸石颗粒进行冲击破碎实验,并与相同矿区内煤颗粒的冲击破碎实验结果进行比较。研究结果表明:粒度在50~100 mm内的矸石颗粒冲击破碎概率与冲击速度在对数坐标中呈线性关系,符合其分形模型;对同一矿区,由于煤和矸石颗粒的来源和物理机械性质不同,矸石颗粒的分形维数和破碎常数均小于煤颗粒的分形维数和破碎常数;在相同冲击速度下,矸石颗粒的冲击破碎概率小于煤颗粒的冲击破碎概率,并且存在最优冲击速度使二者的冲击破碎概率差值最大。     

猪、牛发育生长的分形特性

观察了、猪、牛的发育生长过程，研究在发育生长过程中不同组织发育生长速度不同的现象，并首次对其分形表征的外显特性进行了讨论。     

将分形维作为粉体颗粒参数的讨论

粉体颗粒的粒度通常用各种等效粒径来描写。本文提出，用分形维来描写粉体颗粒更全面地反映了颗粒的本性，因而，从分形数学的角度引入一新参数——分形维。本文在理论上给出了颗粒按分形参数的几种可能分布。     

用Lagrange方法分析颗粒在湍流场中的运动

用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法推导了固体小颗粒在湍流场中无因次运动方程，给出了该方程的一个线性微分方程形式。求解了颗粒在湍流场中的湍流运动特性，包括颗粒的能量频谱，颗粒速度方均值，Ｌａｇｒａｎｇｅ相关函数及颗粒的湍流扩散，同时给出了颗粒线性微分运动方程的通解。     

LiF纳米微簇的制备及其分形凝聚特征

利用蒸发和惰性气体冷凝法及其在非晶衬底上的淀积，能够获得离子化合物ＬｉＦ的纳米尺寸颗粒．通过透射电子显微术和电子衍谢的观察，发现颗粒自组织集聚，形成尺寸范围Ｒ＝１００μｍ的很大的分形簇。不同的衬底温度下，颗粒的尺寸、晶体结构形式和凝聚状态有较大的不同，并在衬底上形成不同的分形聚集状态．这种大范围聚集体（分形簇）即使在ｋｅＶ电子束辐照下，仍保持稳定．实验表明，通过对气相生长条件的控制，可以形成具有不同分形结构和特性的聚集体．     

LiF纳米微簇的制备及其分形凝聚特征

利用蒸发和惰性气体冷凝法及其在非晶衬底上的淀积，能够获得强离子化合物ＬｉＦ的纳米尺寸颗粒、通过透射电子显微术和电子衍射的观察，发现颗粒自组织集聚，形成尺寸范围Ｒ＝１００μｍ的很大的分形簇。不同的衬底温度下，颗粒的尺才、晶体结构形式和凝聚状态有较大的不同，并在衬底上形成不同的分形聚集状态。这种大范围聚集体（分形簇）即使在ｋｅＶ电子束辐照下，仍保持稳定．实验表明，通过对气相生长条件的控制，可以形成具有不同分形结构和特性的聚集体．     

用Lagrange方法分析颗粒在湍流场中的运动

用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法推导了固体小颗粒在湍流场中的无因次运动方程，给出了该方程的一个线性微分方程形式。求解了颗粒在湍流场中的湍流运动特性，包括颗粒的能量频谱、颗粒速度方均值、Ｌａｇｒａｎｇｅ相关函数及颗粒的湍流扩散，同时给出了颗粒线性微分运动方程的通解。     

LiF纳米微族的制备及其分形凝聚特征

利用蒸发和惰性气体冷凝法及其在非晶衬底上的淀积，能够获得离子化合物ＬｉＦ的纳米尺寸颗粒，通过透射电子显微术和电子衍射的观察，发现颗粒自组织集聚，形成尺寸范围Ｒ＝１００μｍ的很大的分形簇，不同的衬底温度下，颗粒的尺寸，晶体结构形式和凝聚状态有较大的不同，并在衬底上形成不同的分形聚集状态，这种大范围聚集体（分形簇）即使在ｋｅＶ电子束辐照下，仍保持稳定，实验表明，通过对气相生长条件下的控制，可以形成具有     

固体颗粒在逾渗多孔介质中的吸附特性

采用数值计算的方法,通过求解描述低速流体流动的Stokes方程以及简化的颗粒运动方程,初步得到颗粒在逾渗多孔介质中的运动轨迹,并在此基础上,求得颗粒与多孔介质内表面的碰撞概率,进而研究颗粒的被吸附特性.数值结果表明均匀多孔介质和分形多孔介质对颗粒的吸附存在本质差异.颗粒流出概率(实际中常表示为出口悬浮液中的颗粒浓度)与多孔床深度间的指数关系仅对均匀多孔介质成立,而对分形多孔介质并不成立.     

颗粒复合材料拉伸断日表面的分形模型

针对颗粒复合材料的特点，建立了颗粒复合材料拉伸断回表面的分形模型，给出了其分形维数与颗粒含量之间的定量关系。     

单颗粒煤／氧反应动力学分形模型推导

在多孔介质缩核反应模型基础上，运用分形理论建立了单颗粒煤／氧反应体系的分形动力学模型。分别推导吸附膜控制、氧化煤层扩散控制和表面反应控制3种状况下的反应时闻和转化率表示的动力学方程。分析了煤粒的表面分形维数对反应过程的影响。结果表明煤粒表面分形维数越大，反应时间越短，氧化效率越高。对模型的推广和应用进行了讨论，针对不同的体系，只需对边界条件和体积单元辅加变化。即可适用子大多数多孔分形介质的气—固反应。     

基于分形理论的非达西渗流参数研究

目前对于多孔介质孔隙结构与非达西渗流参数的关系研究较少.因此,本文基于分形理论和渗流试验,建立了多孔介质颗粒分形维数与非达西渗流参数的回归方程.研究结果表明,柴油在多孔介质中的渗流表现出了非线性特征,可用Forchheimer方程描述;多孔介质具有明显的分形特征,分形维数值的范围在2.444～2.713之间;分形维数值...     

铸铁石墨形态的转变及生长动力学

用LMC定向凝固技术研究铸铁石墨形态的控制,探讨了凝固速度、变质、衰退对石墨形态的影响。在一定条件下获得了反映过共晶铸铁凝固速度和变质剂加入量与石墨形态关系的定量数据。对石墨形态连续衰变过程的观察研究,发现了蠕虫状石墨向过冷石墨转变的分界线。这表明石墨生长机制在分界线处发生了突变,在理论分析和实验探索的基础上,本文提出石墨生长模型,认为在一定条件下,石墨形态可以相互转变。在经历球状石墨(?)蠕虫状石墨(?)过冷石墨(?)A 型片状石墨的变迁中,石墨生长机制发生了渐变(?)突变(?)再渐变的过程。其中球状石墨(?)蠕虫状石墨的转变是渐变,蠕虫状石墨(?)过冷石墨的转变是突变,过冷石墨(?)A 型片状石墨的转变是再一次渐变。     

粒径呈幂律分布的颗粒气体中的速度分布特性

采用分子动力学模拟研究受到边界加热机制作用的粒径呈幂律分布的颗粒气体中速度分布函数的特性.研究发现颗粒系统的速度分布函数P(v)偏离高斯分布,且随着系统的弹性恢复系数η、面积分数φ(所有颗粒的总面积与模拟区域面积之比)、系统的颗粒总数和粒径分形维数D的改变,速度分布函数中的指数α呈现出了α<2的一系列值,并不存在α＝1.5的普适值.此外,随着弹性恢复系数η的减小、面积分数和系统的颗粒总数N的增加、粒径分形维数D的增大,系统颗粒的速度分布偏离高斯分布的程度加剧.