不同颗粒组成的磁化尘埃等离子体中尘埃声波的色散关系

研究了磁化尘埃等离子体中的尘埃声波,分别得到了由单一尘埃成分与多种尘埃成分组成的磁化尘埃等离子体中尘埃声波的色散关系,并对不同情形下的色散关系进行了分析.结果表明,单一成分尘埃声波的频率随ωcd和kz的增大而增大,多种成分尘埃声波的频率随ωcd的增大而增大,但与kz关系不大,而且尘埃尺寸差距越小,波的频率越小.     

低β尘埃等离子体中的非线性尘埃-动力学阿尔芬波

研究低β尘埃等离子体中的尘埃－动力学阿尔芬孤立波，采用Ｓａｇｄｅｅｖ势方法，在小振幅极限下，对局域尘埃－动力学阿尔芬波进行了解析和数值研究，结果表明：在等离子体中可以形成密度坑及密度隆起结构，并且随着尘埃含量的增加，密度坑得以加深，而密度隆起幅度增大。     

介质颗粒在尘埃等离子体金属棘轮中的运动

通过实验研究了等离子体环境中金属棘轮对介质尘埃颗粒的整流过程.单分散聚苯乙烯颗粒悬浮在处于等离子体环境中的金属棘轮通道内,通过调节气压和放电功率实现了对颗粒的整流,颗粒在锯齿通道内做可控性定向运动.实验中只观察到颗粒的逆向运动.由于金属棘轮电势低,其表面较厚的鞘层对颗粒形成较强的约束,颗粒受到的非平衡切向离子拖曳合力更大,这将引起颗粒更快的定向运动.实验结果为建立尘埃等离子体棘轮模型奠定基础.     

热尘埃等离子体中尘埃声波的调制不稳定性

通过约化摄动法,得到了描述具有2种离子温度且尘埃微粒电荷可变的热尘埃等离子体中尘埃声波的非线性薛定谔方程,并研究了热尘埃等离子体中低温离子未受扰动的数密度、低温离子温度、高温离子未受扰动的数密度、高温离子温度、尘埃微粒的温度对尘埃声波调制不稳定性的影响.结果表明,具有2种离子温度且尘埃微粒电荷可变的热尘埃等离子体中尘埃声波是调制稳定的,低温离子未受扰动的数密度是影响尘埃声波调制不稳定性的主要因素.具有2种离子温度且尘埃微粒电荷可变的热尘埃等离子体中仅存在暗孤子.     

射频放电尘埃等离子体系统中的斑图现象

在射频放电的尘埃等离子体系统中观察到各种尘埃斑图. 按照尘埃由小到大的生长过程, 将斑图分为两个阶段: 小颗粒阶段(或尘埃云阶段)和大颗粒阶段(或尘埃晶体阶段). 具体研究了气压变化时, 不同斑图之间的演化关系. 小颗粒阶段主要介绍空洞、尘埃声波和强湍流模式. 大颗粒阶段研究了粒子自组织形成的尘埃晶格和尘埃团簇. 通过计算径向分布函数来表征尘埃晶格的静态结构. 还研究了在二维平面上不同粒子数目形成的尘埃团簇, 以及气压变化时尘埃团簇有规律的演化过程. 利用二维径向约束势下的分子动力学模拟验证了二维尘埃团簇的壳层排布规律.     

尘埃等离子体状态方程及其热容量研究

由统计物理学中经典系综理论得到弱耦合尘埃等离子体的状态方程,并与理想气体的状态方程进行了比较.在此基础上,给出了尘埃等离子体近似为理想气体的条件,并得到了强耦合尘埃等离子体热容量的近似表达式.     

含有非热力学平衡离子和尘埃颗粒电荷变化的热尘埃等离子体中的尘埃声波

使用约化摄动法得到了描述含有尘埃颗粒电荷变化、非热力学平衡离子和玻尔兹曼分布的电子的热尘埃等离子体中尘埃声波修正的KdV(mKdV)方程.并对孤立波受尘埃流体、离子和电子的温度,非热力学平衡快离子参数,尘埃电荷变化以及尘埃颗粒、离子和电子数密度的影响进行了数值模似.     

极区夏季中间层顶尘埃颗粒的生长及数密度分布

中间层顶部是大气层温度最低的区域,过饱和水汽凝结成冰晶(尘埃)颗粒,进而吸附电子形成非均匀密度分布层,造成雷达波的强烈回波.对此现象起因的研究曾引起众多探讨但尚无定论.这里以外大气层下落的微陨石颗粒和以中层底部随气流上升的烟尘颗粒为凝结核,根据尘埃颗粒与水汽分子的碰撞吸附效应建立颗粒的生长模型,研究变质量的颗粒在重力和中性气流拖曳力作用下的运动和生长过程.结果表明,颗粒半径随时间线性增长,颗粒的运动速度与半径之间存在复杂的关系,对于半径在一定范围的初始凝结核,颗粒在运动过程中可以反弹,即速度方向逆转.根据通量守恒计算了尘埃颗粒的粒子数密度随高度的分布,结果表明,由于初始凝结核大小具有一定的分布以及存在反弹效应,边界层附近可形成陡峭的密度分布(小尺度密度结构).该结构有利于形成强的雷达回波.     

尘埃等离子体的Jeans非稳定性

研究了自引力碰撞尘埃等离子体的Jeans非稳定性。结果表明，当Jeans频率大于尘埃等离子体频率时才能产生引力非稳定性；非稳定模的增长速率强烈依赖于碰撞频率，并且尘埃等离子体引力不稳定的临界波长大于Jeans长度。     

非线性尘埃声波在含有2种不同温度离子的尘埃等离子体中的稳定性问题

在无磁场的尘埃等离子体中 ,由冷的尘埃颗粒和热的电子和离子组成的尘埃等离子体 ,对于有限的小振幅的非线性波的运动可以用KdV方程描述 .对由 2种不同温度离子的尘埃等离子体中的弱二维尘埃声波 ,得到了它所满足的KP方程 .并且发现 ,在横向扰动下 ,弱的非线性孤立波在尘埃等离子体中是稳定的 .在这个系统中既存在压缩孤立波又存在稀疏孤立波     

Void and cloud patterns in a dusty plasma

Voids and complex cloud patterns have been observed in a radio frequency (rf) discharge dusty plasma system. The structures and behaviors of these patterns were investigated in two- and three-dimensions by shifting an illumination laser sheet beam up and down.Two-dimensional (2D) circular voids, thin ring voids, and their coexistent voids were observed at the early stage of particle growth. The corresponding three-dimensional (3D) structures were dome, shell, and their coexistent voids, respectively. The complex fluid-like cloud patterns occurred above the 3D dome voids. The origin and evolution process of the complex dust cloud patterns need a further theoretical explanation.     

风沙条件下颗粒对翼型流动分离的影响

运用延迟脱体涡模拟(delayed detached eddy simulation,DDES)技术对NREL S809三维翼型在洁净空气环境中和在不同直径颗粒环境下进行了数值模拟,由此预测了风沙环境下颗粒对翼型绕流分离的影响.研究结果表明:当攻角为8°时,DDES捕捉到了翼型吸力面的涡脱落现象,并且颗粒的加入显著地改变了翼型吸力面的涡脱规律,使得尾涡范围扩大、耗散更快,然而随着颗粒直径的增大,尾涡也逐渐恢复到接近洁净空气时的状态;当攻角较小(6°)时,翼型表面没有发生流动分离,颗粒的加入对流场的影响很小;当攻角较大(12°)时,颗粒对翼型绕流的影响也很小;不同攻角下颗粒对翼型升力系数有不同程度的影响.分析不同攻角下颗粒对翼型表面流动分离的影响规律表明:S809翼型绕流情况受颗粒影响最严重的攻角在7°~10°.     

等离子体中在极板上运动的介质颗粒的带电量测量

采用直流放电产生均匀等离子体,研究下极板上运动的带电颗粒的带电量问题.通过分析带电的介质颗粒发生碰撞运动时的碰撞轨迹,进而得到颗粒运动的相对速度等参量,最终求得颗粒的带电量Q,Q为10⁶~10⁷ e.实验结果对深入研究尘埃等离子体中带电颗粒的各种复杂运动提供了依据.     

缺陷对一维尘埃等离子体晶格色散关系的影响

文章采用一维尘埃等离子体晶格模型,对存在单个晶格缺陷时,在其中传播的横波和纵波的色散关系进行了推导,通过计算发现当缺陷粒子的电量和质量大于原有带电粒子时会出现能隙结构。这个结果完善和验证了当原有晶格链的周期性被破坏时,会出现能隙结构的理论。     

等离子体粒子输运模拟计算

在考虑经典扩散、电子碰撞电离、激发和电荷交换条件下,数值模拟了托卡马克等离子体粒子的输运行为,计算了中性氢密度的空间分布,在日冕模型下得出了粒子体发射系数的空间分布,与测量结果相符．讨论了粒子入射速度对粒子约束时间的影响,结果表明反射粒子入射速度直接决定粒子约束时间的大小和空间分布。     

放电等离子烧结合成TiC/TiB_2颗粒增强的超细晶钛基复合材料

采用放电等离子烧结技术结合非晶晶化法制备了不同体积分数的TiC/TiB2颗粒增强的超细晶钛基复合材料.运用X射线衍射分析、扫描电子显微镜和万能材料试验机等实验手段,对合成的超细晶钛基复合材料进行测试分析.结果表明：随着外加TiC/TiB2颗粒的增加,钛基复合材料试样的致密度逐渐降低.TiC颗粒与基体不发生反应,而TiB2颗粒的加入改变了TiB2颗粒与基体界面的组织形貌,但对远离界面处的基体组织形貌没有影响,其组织均由-Ti（Nb）相和（Cu,Ni）-Ti2相组成,且-Ti（Nb）相连续分布.同时,TiC颗粒的增强效果优于TiB2颗粒,35vol.%（体积分数）TiC颗粒增强的复合材料试样的断裂强度最高,达2209MPa.