复杂裂隙网络无压渗流分析的变分不等式提法

通过对仅适用于湿区裂隙渗流的Darcy定理进行延拓处理,并将潜在溢出面归纳为Signorini型互补边界条件,建立了定义在裂隙网络全域上无压渗流问题的偏微分方程（PDE）提法.为了减小试探函数的选取难度和消除溢出点的奇异性,进一步发展了与PDE提法等价的变分不等式（VI）提法,并给出了离散型变分不等式提法的有限元数值求解格式、迭代算法与计算流程.由于使用了连续型的Heaviside函数代替阶跃型函数,避免了对位于过渡区域裂隙单元进行积分时形成的数值跳跃,从而显著提高了有限元数值求解过程中的稳定性.典型算例的计算结果验证了该方法的有效性和可靠性,并表明基于离散裂隙网络模型的无压渗流分析不但可以较好模拟裂隙岩体渗流的非均质性和优势水流方向,还可以准确预测坡体内部排水结构的渗流量,为裂隙岩体边坡防渗排水系统的优化布置提供科学依据.     

构形理论及其应用的研究进展

回顾了构形理论的产生与发展过程,指出事物结构源自于性能达到最优是其理论精髓.构形理论已发展成为研究自然界和工程界中各种形态组织和结构的一个新兴学科分支.从工程界中的热、机械、流体流动、电、磁、化学等学科,到自然界中的生命系统和非生命系统等广泛的研究领域,全面阐述了构形理论及其应用发展现状.     

微纳流体样品片上分离技术

基于微流控技术的细胞或颗粒分离是样品前处理中的一个重要步骤,近些年在生物和化学分析中引起了极大关注,随着微纳米加工技术的发展,分离技术在片上实验室系统的微环境应用中得到快速发展.基于微流体细胞或颗粒的分选技术具有很多优点,包括减少了样品量、加速了样品处理速度、高灵敏度、高空间分辨率、成本低以及便携性等.本文介绍了当前最先进的基于连续微流体细胞或颗粒分选技术,从被动式与主动式分离两方面的典型实例详细阐述了各种分选原理及其在细胞或微颗粒分选中的应用,讨论了这些技术的主要指标,如分选标记、分辨率、效率以及处理量,同时讨论了各类在微流体下的微分离方法存在的缺点.微尺度下高效的微分离技术在实现片上实验室、现场微分析设备和家庭诊断中将会起着越来越重要的作用,引起了众多学者们的研究兴趣,能够促进微分离与检测和信号读取等集成于一体,形成一个便携式的诊疗设备.     

铜铝层状金属的研发与应用

铜铝层状复合金属板（clad metal sheet,CMS）材料集成了铜与铝的优良性能。其综合导电率高于铝合金,密度小于铜,界面为冶金结合层,可以有效避免导电状态下铜铝双金属搭接部位的腐蚀问题。在动力电池、储能电站、光伏发电、电力、电子、通讯器件、LED照明、建筑装饰面板、热沉材料等领域具有广泛的应用。介绍了铜铝CMS材料的主要产品形式,展示并展望了铜铝CMS材料的主要应用场景,提出了生产环节与研究机构值得关注的研究方向,概括了该材料大规模产业化与应用过程需要注意的若干问题。     

液中放电沉积技术研究进展

液中放电沉积是一种新型的表面改性技术,起源于电火花加工技术,可在金属表面制备出具有高硬度、高耐磨性以及高结合力等优良性能的沉积层。此外,该技术不污染环境,有望替代部分常用但具有污染性的表面改性技术。液中放电沉积技术的核心内容为沉积层形成机制、工具电极材料以及介电流体成分。简单介绍了液中放电沉积技术的特点,重点阐述了沉积层的形成机制以及缺陷优化工艺,并从工具电极材料、介电流体成分和实际生产应用三个方面总结了液中放电沉积技术的国内外研究进展,展望了该技术的发展方向。     

颗粒流体系统的宏观拟颗粒模拟

拟颗粒模拟（pseudo-particle modeling,PPM）是一种粒子方法（PM）,提出于1996年,虽然它很适合微观颗粒流体系统的模拟,但在实际系统中的应用却受到计算量的严重限制。结合加权平衡和有限差分等手段将粒子间作用提升到符合Navier-Stokes(N-S）方程的流体微元尺度,进一步提出了宏观拟颗粒模拟（MaPPM）,应用此模型,模拟了一维Poiseuille流,并通过与另一相关PM－－光滑粒了流体力学（SPH）的定量比较,说明了其优越的精度与计算效率,在单颗粒绕流、双颗粒沉降和多颗粒流化的模拟中也获得了合理的曳力系（CD）和原PPM未能获得的细胞的瞬时流场,并显示了良好的收敛性和稳定性。     

求解渗流自由面的有限元混合不动点法

基于有自由面渗流分析的高斯点,建立了求解渗流问题的非光滑非线性方程组模型和求解此类问题的有限元混合不动点算法,此方法属于固定网格法,只需划分一次网格,不需要对数据做任何近似处理,完全利用程序迭代计算渗流自由面.讨论了非光滑方程组解的存在性和该不动点算法的收敛性,通过节点压强插值绘制出渗流自由面.算例结果表明,该方法简单且收敛速度快.对不动点法的收敛性分析为迭代法的收敛提供了理论依据.     

“流动”的电池

<正>化学反应可以产生热能,比如燃烧,但经过适当的设计,反应中的化学能就可不经过热能,而直接转化为电能,电池就是这样设计出来的。那么,我们就来看看电池是如何工作的,近来又有什么新的发展。     

集流体基体对铁负极性能影响的研究

以碱性铁镍蓄电池铁负极集流体为研究对象,选用泡沫镍网、镀镍穿孔钢带、小孔镀镍切拉网、大孔切拉网4种集流体,采用涂片法制作铁负极,测试了放电容量、倍率放电,研究了集流体与电极性能方面的相互关系.结果表明,泡沫镍网作为铁负极集流体在放电容量和低倍率放电时性能优异;小孔镀镍切拉网在中高倍率放电时性能优异.     

脉冲管制冷机第三种直流效应研究

介绍了超高频脉冲管制冷机实验研究中的新现象, 分析了这些新现象的产生原因, 发现了脉冲管制冷机中存在第三种直流效应. 分析表明第三种直流效应不仅降低了脉冲管制冷机的性能, 还会引起脉冲管制冷机制冷温度不稳定. 利用流体网络理论和简化的蓄冷器流阻模型说明了第三种直流效应的产生机理主要是脉冲管制冷机系统不对称的交变流动阻力. 最后探讨了第三种直流效应的抑制方法.