2019年微纳米力学热点回眸

 微纳米尺度下材料的力学性能与样品的尺寸和表界面等物理量密切相关，因此纳米材料的力学性能可以在很大范围内进行高效的调节，使得纳米材料能够拥有超轻、超硬、以及高断裂强度和高韧性等卓越的力学性能。从尺度缺陷效应和生长机理、屈曲机理分析和应用、界面力学性能和应用、生物和软物质力学性能、软体机器人、机器学习等方面盘点了微纳米力学2019年取得的研究成果。     

同心双扭旋元件内外叶片数量对管内传热性能的影响

为探究同心双扭旋元件组合方式变化对换热管传热特性的影响规律，采用数值模拟方法对雷诺数Re=200~1 800范围内恒壁温条件下的管内传热进行了分析，并进行了实验验证。研究结果表明：在Re=200~1 800的范围内，含有4-4同心双扭旋元件换热管的努赛尔数Nu值最大，其次为3-3同心双扭旋元件，2-4与2-2同心双扭旋元件的Nu相差不大，最大仅相差5%；4-4同心双扭旋元件换热管的阻力系数f最大，其次为3-3同心双扭旋元件，2-4同心双扭旋元件的阻力系数略高于2-2同心双扭旋元件；2-2同心双扭旋元件换热管的综合传热性能评价因子（PEC）值最大，为1.50，且明显高于其他3种换热管，其余3种换热管的PEC值相差不大；4-4同心双扭旋元件换热管的场协同数F_c值最大，其余3种换热管的F_c值相差不大。     

泥岩全破坏过程中渗透特性试验研究

为了研究某矿区泥岩的渗透特性,提高底板抵抗承压水能力,对指导进一步开展泥岩的阻水抗渗特性机理提供科学依据。采用理论分析与室内试验相结合的方法,通过对全应力-应变作用下泥岩试样的渗透率、应力、应变与关键点指标测试,揭示泥岩岩样泥岩试样的渗透特性以及应变对渗透率的影响规律。研究表明:干燥状态下泥岩试样强度较高,是良好的隔水层,但遇水软化后其抗压强度大幅度降低;泥岩渗透率-应变曲线由低水平渗透段、裂隙导通渗透段和破坏后渗透段三段组成,泥岩的渗透率与应力状态关系密切,其渗透率的峰值往往滞后于应力应变峰值点,这由岩样介质本身的特性所决定;泥岩渗透率-应变曲线峰值前变化规律反映了岩石的破碎程度,而峰值点后的渗透率水平反映了岩石残余应力下的渗透特性。总体上来看,为防止承压水突破泥岩隔水岩层,应加强底板泥岩采动破坏深度及承压水导升高度的现场监测,这为底板采动岩体断裂失稳和突水等灾害预测预报提供参考依据。     

玻恩-英费尔德非线性标量场为物质场的量子宇宙模型

最近,Lemos采用Arnowitt-Deser-Misner的方法讨论带有标量场的平坦的R-W量子宇宙模型,得到一个非奇性的量子宇宙模型.我们采用流行的以Hawking,Vilenkin和Linde为代表人物的量子宇宙学方法,发现对于非线性玻恩·英费尔德标量场的R-W量子宇宙模型,当非线性标量场的参量λ>0时,仍能得到一个非奇性量子宇宙模型解.系统作用量取为:     

新型T形边缘场致发射器件的静电分析

对一种新型Ｔ形边缘场致发射体进行了静电分析,给出了一个三极管单元的数值计算结果,在静电场的计算中采用了一种新的数值方法－非正交有限差分算法,由于所取坐标轴与边界重合,所以方法能有效地处理任意形状的场致发射体。     

HLS储存环直流清洗电极清除离子机理研究

研究了合肥储存环直流清洗电极的清除离子机理,认为此类直流电场能够改变储存（积累）束流势场的轴对称形态;变形后势场形态有利于消除离子陷阱不稳定性,有利于积累束流的增加．提出了适于此类清洗电极的直流清除离子电压与积累束流阈值流强、最高流强的线性关系．     

螺旋桨搅拌槽内流动场二维数值模拟

利用二维ｋ－ε模型对搅拌槽内流动场进行了数值分析,模型成功地预报了叶轮区流动特性,定性描述了循环区运动形式,计算考察了不同桨槽径比（Ｄ／Ｔ）下宏观流动场变化。计算结果表明,湍流能量主要产生和消耗于叶轮区及近壁区域、循环区域内湍流能量值很小。     

黔西六枝-大窑地区复合叠加褶皱及构造应力场遥感图像分层解析

贵州西部构造变形强烈,存在多组不同方位的褶皱及断层,各发育一套节理系,呈现为复杂的复合构造变形格局。本文应用“区域构造变形及应力场遥感图像分层解析新方法”,利用遥感图像对研究区宏观构造及有关的横张大节理系统进行了详细解译,建立了该区三期构造变形场,并据此反演了各时期构造应力场。     

盆地古地温场演化动态数值模拟方法及其应用

盆地古地温场的演化史是盆地有机质向烃类转化以及烃类保存或变迁的决定性控制因素之一。本文从演化史的角度分析了控制盆地地温场分布的多种因素,给出了以镜质体反射率为依据的古热流反演方法原理和以热传导热对流方程为基础的古地温场的正演模拟方法及数值解法。最后给出在新疆塔里木盆地和广西十万大山盆地的应用实例。     

阳极焙烧炉燃烧室三场动态仿真

采用计算流体力学、传热学与燃烧学的原理和模型,利用英国ＡＥＡ公司开发的一种实用流体工程分析软件ＣＦＸ－４．１Ｃ在ＤＥＣ－Ａｌｐｈａ２５０工作站上进行计算,得到了阳极焙烧炉燃烧室中的准动态流场、温度场和浓度场,为阳极焙烧炉结构和操作参数的优化提供了较准确、快速且经济的研究手段．