分散液滴的尺寸对假二元微乳体系临界行为的影响

采用折射率法研究了具有不同分散液滴尺寸的假二元微乳液(水/二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠(AOT)/正癸烷)的临界行为. 结果发现, 在近临界区域临界指数值与液滴尺寸无关, 均趋近于0.327, 符合3D-Ising普适类别; 临界温度随分散液滴尺寸的增加线性降低; 指前因子值随分散液滴的尺寸的增加线性增大.     

电场作用下电流变液滴的变形及力学行为

外加电场作用下的液滴变形及力学行为是电流体动力学研究的重要内容.基于volume-of-fluid(VOF)方法,将电场力作为源项添加到流体运动的Navier-Stokes方程中,提出了电流体流场与电场双向耦合的数值方法,分别研究了外加均匀电场与非均匀电场作用下,中性漏电液滴和带电液滴的变形/运动及其力学行为.小变形条件下,数值模拟得到的外加均匀电场中性漏电液滴的变形系数接近于理论值,验证了本文方法的正确性.研究结果表明,电场作用下液滴与周围介质物理属性的差异导致液滴表面不同的自由电荷再分配形式及其变形状态;相对于电场方向,中性漏电液滴可能会发生"扁长型"或"扁平型"变形.均匀电场下,中性漏电液滴内部形成稳定的回转运动,液滴不会发生宏观运动;对于存在净电荷的液滴,由于库仑力的作用,液滴不仅会发生变形,同时也会沿电场线方向运动.非均匀电场下,中性漏电液滴与带电液滴都会沿电场线运动,并发生不同的变形.本文所提出电流体流场与电场双向耦合的数值方法为静电喷雾、电泳等复杂的工程电流体动力学研究提供了理论基础.     

液滴蒸发形成单根分散的合成Imogolite纳米管

用透射电子显微镜和电子衍射技术研究了合成Imogolite液滴干燥形成的纳米管聚集形态. 研究表明, 液滴在空气中干燥时, 当溶液浓度较高时, Imogolite纳米管形成紧密缠结的网状结构;当溶液浓度较低时, Imogolite纳米管形成取向的管束结构. 在乙醇气氛下干燥时, 观察到了单根分散的Imogolite纳米管, 证实了合成的Imogolite纳米管长度具有多分散性.     

微气流作用下多孔表面液滴动态润湿行为

基于对附加动量力场调控液滴润湿行为特性的创新性思考,通过可视化实验,利用多孔材料表面配合辅助微气流作用的形式,探索了液滴在多孔材料表面的动态润湿行为特性,鉴别了微气流作用下液滴在多孔材料表面的3种不同动态润湿模式,发现了液滴在微气流作用下的类超疏水悬浮状态.在此基础上,针对具有典型意义的液滴完整浸润模式,结合对多孔材料表面液滴受力模式与受力机理的分析,探讨了不同微气流条件下液滴表观接触角、体积以及底部润湿面积等动态润湿参数与润湿时间之间的依变规律.     

脂胺在硒-庚烷分散体系中光反应的研究

人们对半导体颜料在水的分散体系中的光诱导的电荷转移过程已进行了大量的研究.但对其在低介电常数的溶剂中的研究还不多.光活性颜料电照相体系(Photo activepigment electrophotography,PAPE)正是基于颜料在低介电常数的溶剂中的电荷转移.在PAPE体系中,某些添加物如醇、胶等捕获空穴或空穴产物将对体系中电荷交换起稳定作用.虽然人们一直认为在这些体系中产生的自由基是关键的中间体,但这种假设还需要实验证明.     

某些无机盐在ZnO-H_2O分散体系中光反应的研究

众所周知,含半导体粉末的多相体系吸收了一定能量的光子,便会在半导体的导带与价带中产生电子空穴对。它们与半导体周围的介质以各种方式发生电荷转移而产生各种不同的活泼中间体。这类光化学反应与太阳能利用、光催化、污物的光降解以及成像体系有关,因此引起人们极大的关注。     

AgNO_3在ZnO-H_2O分散体系中光反应的研究

近年来自旋捕捉技术的应用急骤增长,它已广泛用于生物体系、颜料分散体系、高分子体系及研究化学反应的机理。特别是Janzen和Liu在1973年引入了自旋捕捉剂5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO),由于它的超精细分裂常数强烈地依赖于被捕自由基的性质并显示出很大的变化,因而在鉴别不同的自由基时比较容易。同时这种捕捉剂易溶于水,因     

周期体系中结构单元及结构单元间相互作用的研究

高聚物及晶体都是由结构单元重复构成的周期体系。在周期体系的量子化学研究中,传统上都是按LCAO/MO-LCMO/CO(LC: Linear Combination; A: Atomic; M: Molecular; C: Crystal; O: Orbital)构成的Bloch函数来研究的。用这种方法可以得到体系中重复结构单元的能量及其它信息,但得不到连结结构单元的端基的能量及端基间的相互作用。与前者一样,后者也能反映出体系的某些结构性质,因而也是必不可少的物理量。为此,本文发展出一种递推的方法,以对传统方法加以补充。     

流场中复杂液滴的变形运动与吸附

液滴动力学是多相流热物理学的重要基础研究方向.随着科学研究的逐步深入和工业技术的不断发展,人们发现液滴的界面可由多种物质分子组成且可出现复杂的结构,如石油工程中表面活性剂、固体颗粒等物质吸附于油水液滴界面,细胞等生物液滴由具有复杂分子组成和结构的膜包裹等.研究发现复杂的分子组成和结构使液滴界面具有剪切弹性、面积扩张弹性、抗弯特性等显著不同于普通液滴表面张力的力学性质,而复杂的界面力与流场黏性力、壁面物理化学吸附力等相互耦合导致液滴在流场中展现复杂的变形、运动、吸附等动力学行为.本文介绍了复杂液滴界面的力学性质及其模型描述,综述了近年来关于流场中复杂界面液滴的变形、运动、吸附行为的研究进展,并给出了后续研究的建议.     

低压蒸汽滴状冷凝中液滴脱落滞后效应

利用界面结构效应实现蒸汽滴状冷凝对能源动力系统的高效化和集成化具有至关重要的作用.深入认识液滴动态特性对传热性能的影响有利于探究低压蒸汽冷凝中传热控制机理和研发高效紧凑的传热强化技术.本文系统地研究了蒸汽滴状冷凝中液滴脱落特性,提出了低压蒸汽冷凝液滴脱落滞后效应.随着蒸汽压力降低,冷凝液滴黏度增加,引起自身脉动特性下降,接触线移动受阻,接触角滞后现象明显,导致脱落尺寸明显增加而脱落速度大大降低.与常压蒸汽冷凝中液滴的快速启动连续下落不同,低压蒸汽冷凝中液滴长至脱落尺寸后表现出了"阶跃式"下落的现象,即液滴脱落滞后效应.在液滴整个生命周期中,低过冷度时液滴生长速度控制着传热过程,而高过冷度时液滴脱落滞后延缓了表面更新,降低了有效换热面积,成为了控制传热过程的因素.通过液滴脱落效应解释了传热通量随过冷度非线性增加现象的内在机理,明晰了蒸汽冷凝传热控制机制,为低压蒸汽冷凝传热强化指明了方向.     

现代油气渗流力学体系及其发展趋势

油气渗流是油气藏开采的科学核心问题,以连续介质假设和达西方程为基础的传统渗流力学在常规油气资源开发中发挥了重要作用.近年来,非常规油气藏成为油气行业勘探开发的主要阵地,其开发理论和技术尤其是渗流问题也成为学术界研究的热点问题.非常规油气藏其岩石多孔介质具有明显的多尺度特征,尺度差异达到6个数量级之多,而且采用大规模的水平井分段压裂开发模式,储层应力强烈作用.因此,传统的油气渗流理论已无法准确描述非常规油气藏的流动特征.实质上,非常规油气资源的开发过程是一个典型的多场作用下的多流动模式的多相流体(油气水)在多尺度多孔介质的流动过程.为此,本文提出了"多场作用下的多流动模式的多相流体在多尺度多孔介质中流动动力学体系"的现代渗流力学体系的概念,并从纳微尺度油气流动模拟、流动模拟的多尺度升级、非常规油气藏的宏观流动模拟、大尺度缝洞碳酸盐岩油藏的流动模拟以及油气渗流物理模拟等方面系统阐述了其研究现状及发展趋势.     

油基水基及部分分散体系水合物堵管机理

多相体系水合物堵管规律作为实现水合物风险控制的关键,一直备受流动安全保障行业的关注.本文结合众多研究者的实验研究及理论分析,总结了部分实验装置及实验方式,概述了油基体系、水基体系及部分分散体系等多相流动体系的水合物堵管规律,并对后续研究的开展提出建议.本文指出不同体系水合物的生长及堵管机理不同,油基体系堵管主要受聚并、壁面黏附及着床等机理的控制;水基体系堵管主要受着床机理控制,堵管趋势最低;部分分散体系堵管主要受膜生长机理控制,堵管趋势最高.建议下一步工作可围绕以下几点展开:油基体系壁面黏附及着床的理论建模,水基体系水合物生长模型的建立,部分分散体系自由水的量化表征以及考虑不同多相流流型对堵管规律的影响.     

微细颗粒在水乙醇及煤油中的分散行为特征

采用累积沉降法研究亲水的碳酸钙和疏水的滑石颗粒在水、乙醇及煤油介质中的分散行为特征．研究表明,颗粒在液相中的分散行为遵循极性相容原则,即颗粒表面亲液程度强,则分散性好;反之,分散性差．提出了在水和煤油中油酸在颗粒表面的吸附模型．     

线性剪切流中弹性界面液滴变形的惯性作用

弹性界面液滴(由弹性界面包裹而成的液滴)在流场中的变形等动力学行为是深入理解液滴群悬浮液流变特性以及发展基于液滴的物质输送技术的重要基础.流体惯性、液滴界面弹性、流体黏性等力学作用相互耦合,共同控制弹性界面液滴的动力学行为.已有文献以Stokes流假设进行简化,集中研究了忽略流体惯性条件下弹性界面液滴的变形动力学行为.本文结合Front Tracking Method和Finite Element Method,在传统两相流模拟方法中引入薄膜弹性力学理论,发展了能同时考虑液滴界面弹性和流体惯性的两相流数值模拟方法,研究了颗粒雷诺数(Re)对线性剪切流中弹性界面液滴变形动力学行为的影响.结果表明:雷诺数较高时,弹性界面液滴的瞬态变形出现振荡,且随雷诺数增大,变形振荡的幅值和周期都增大,液滴瞬态变形时间变长;随雷诺数增大,液滴的最大变形和稳态变形均增大,且液滴形状也有显著变化.由此可见,在Re1的条件下,流体惯性对弹性界面液滴变形动力学行为的影响不可忽略.     

TiAl基金属间化合物的塑性变形行为

Kawabta等首次发现,Ti_(43)Al_(57)单晶化合物的强度,在某一温度以下表现出随温度上升而提高的反常效应(以下称为R效应)。而Lipisitt和Huang的研究工作指出,多晶TiAl(46—60at％Al)化合物,屈服强度随温度的升高而降低,与Kawabata的单晶实验结果     

最新发现细菌间也有沟通行为

美国的生物学家最近向世人揭示了他们的一项惊人的研究成果,他们发现细菌之间竟然也存在着交流     

徜徉在力学的诗情画意中

“乐声如微风使柳枝摇曳,使池塘表面水波荡漾,掀起了听者情感的波澜。哀怨的笛声,使来自北方的诗人思乡之情油然而生,不禁潸然泪下。”     

均匀分散体系超导薄膜YBCO的X光衍射研究

随着对高T_c块材超导体YBa_2Cu_3O_(7-x)的深入研究,高T_c超导薄膜已用DC和RF磁控溅射法、电子束、激光蒸发、分子束外延以及MOCVD方法制备成功。为了扩展高T_c超导薄膜的实际应用,我们用纳米级均匀分散体系50—200nm的Y_2O_3,BaO和CuO为原料,制成均匀分散溶胶,沉积在SrTiO_3(100)单晶基片上,这种新颖方法可制成     

聚合物共混体系辐射交联反应中溶胶分数与辐照剂量间的关系

我们已建立了线性聚合物辐射交联反应中溶胶分数(S)与辐照剂量(R)间的关系式:R(S+S~(1/2))=1/q_0u_1+α_0R~β/q_0,(1)式中β是与高分子结构有关的参数β=2×10~(-3)T-g+0.206。(2)     

土木工程材料自愈合行为的若干力学问题与研究进展

为适应未来基础设施和工业化建造需求,如何改变传统土木工程结构和材料组成,打造全新的具有智能能力的基础设施,已经成为新的研究热点.工程结构的抗损坏能力直接影响国家的社会成本和经济效益.为了减少维修养护费用、提升结构的服役寿命,一种可行的方案是建造能够进行损伤自我愈合的拟生命系统.近几年来,微胶囊、电沉积、感应加热、微生物...