低Peclet数下剪切流中气溶胶粒子的传质率

本文研究了低Peclet数下剪切流中气溶胶粒子的传质率。Peclet数（Pe）是物质浓度的对流输送项对分子扩散项的比。它等于Reynolds数（Re）与Schmidt数的（Sc）之积。本文应用奇异扰动方法得到了无因次传质率Nu（Nusselt数）在小Peclet数条件下的四项渐近展式，因而改进了前人的结果。

沉降悬浮系统中小粒子的碰并率

研究沉降运动与Brown运动并存时悬浮粒子的碰并过程。从求解完整的对分布方程出发,已得到了低Péclet数与高P6clet数下粒子对的形成率,初步说明Swift与Friedlander的可加性假设没有根据。在这些工作的基础上,使用内插法得到了悬浮粒子重力与Brown耦合碰并率(即粒子对形成率)随Péclet数变化的完整图象。研究了它和粒子半径比λ和密度差比γ的依赖关系。进一步证明可加性假设的不合理性。还讨论了可加性假设带来的数值误差。结果发现在中Péclet数与高Péclet数范围内,可加性假设误差较大。

在Batchelor教授的指导下——纪念当代国际流体力学大师G.K.Batchelor教授逝世九周年

这是一篇迟到了近30年的报导,南开大学温景嵩教授从1979年到1982年曾在国际著名力学家George Keith Batchelor(1920～2000)指导下进行研究,这篇文章真实地记述了Batchelor教授如何工作和研究,更可贵的是如实记述了1981年几位中国学者对Batchelor教授的一次访谈,这次访谈,Batchelor教授谈到对组织研究队伍、研究选题、选拔人才以及对力学学科的性质等等方面,其中一些看法切中我们科研领域的时弊,现在读来仍然发人深省。

在Batchelor教授的指导下——纪念当代国际流体力学大师G.K.Batchelor教授逝世九周年

这是一篇迟到了近30年的报导.南开大学温景嵩教授从1979年到1982年曾在国际著名力学家George Keith Batchelor(1920～2000)指导下进行研究.这篇文章真实地记述了Batchelor教授如何工作和研究,更可贵的是如实记述了1981年几位中国学者对Batchelor教授的一次访谈.这次访谈,Batchelor教授谈到对组织研究队伍、研究选题、选拔人才以及对力学学科的性质等等方面,其中一些看法切中我们科研领域的时弊,现在读来仍然发人深省.

气溶胶力学的研究进展

气溶胶力学是一门新兴的交叉学科，具有广泛的应用前景。自Ｆｕｃｈｓ建立了气溶胶力学以后，该学科已从孤粒子动力学阶段发展到多粒子相互作用下的动力学阶段。本文总结该学科的发展历程，重点对许多工业生产中有重要应用价值的气溶胶粒子的沉降与气溶胶粒子的碰并（即聚集、团聚、聚沉、凝并）进行讨论。

气溶胶科学

气溶胶科学是一门新兴的交叉边缘学科。由于它和现代化工业的发展、人类卫生保健、大气环境保护、全球气候变化等重大问题有密切关系,因而是近年来充满活力的一个新兴领域。国际气溶胶研究会(IARA)是1986年才成立的一个很年轻的机构,但截止到1990年短短四年中已举办了三次国际会议。此外,1982年才成立的美国气溶胶学会(AAAR),它一年一度的学术年会,每次都能吸引不少外国学者积极参加,实际上也是一种国际会议。由此可见这一学科在国际上的活跃程度。1990年9月,IARA在日本京都举办了第三届国际气溶胶会议。

关于悬浮粒子动力学若干问题的评述

悬浮粒子动力学是流体力学和胶体科学交叉边缘处的新兴交叉学科，有广泛的应用前景．本文对在许多工业生产中有重要应用价值的悬浮粒子的沉降与悬浮粒子的碰并（即聚集、团聚、聚沉、凝并）．做了系统的总结。重点在作者本人的工作．

把物理思想注入于数学之中——以黏性流体力学的Navier-Stokes方程的求解为例,谈剑桥大学G.K.Batchelor教授的一个学术思想

本文指出有3条途径可以把物理思想注入于数学之中,来化解数学难点从而求解:(1)引入适当的物理模型;(2)引入各种近似;(3)引入各种变换.本文还以黏性流体力学为例,说明近200年来历代流体力学家是如何运用上述3种办法来求解著名的描述黏性流体运动的Navier-Stokes方程,使破解此难题的工作逐步推向前进并取得各自的成功.

隋文帝和隋炀帝——读史偶记

隋文帝杨坚是隋朝的开国皇帝，他是一位雄才大略很有作为的开国君主。吕思勉先生在他的《中国通史下册》中说道：“（南北朝）北朝的君主，有荒浮暴虐的，也有能励精图治的，

从力学科学走出来的新学科

1．剑桥大学——基础科学研究中的一块圣地 剑桥大学素以非常出色的基础科学研究闻名于世，可以说她是现代科学的一块圣地。开辟现代科学的一些巨人们，比如：牛顿，麦克斯韦，卢瑟福等人正是在剑桥创造出他们彪炳史册的伟大科学成果。几百年来剑桥大学在基础科学研究上居然能令人惊异地做到长盛不衰。进入二十世纪后，她仍能以盛产诺贝尔科学奖得主及诺贝尔级的科学成果而著称于世。

平流层重力占优气溶胶粒子的耦合碰并

研究大气平流层中的重力作用占优的气溶胶粒子之间的耦合碰并问题。平流层由于空气稀薄 ,必须引入高Knudsen数下分子体系介质近似 ,对于重力占优的气溶胶粒子 ,采用高Qij下的处理方法 ,在新的对分布方程的基础上 ,求得重力作用占优的气溶胶粒子的对分布函数的解析解。结果表明 ,对于重力占优的气溶胶粒子 ,平流层中碰并率要大于对流层中的碰并率。

分子体系介质中气溶胶粒子的耦合碰并

根据碰并率通量随粒子半径变化极小的物理事实 ,利用半径空间极值点处碰并率函数的连续光滑的性质 ,把在低P啨ｃｌｅｔ数条件下得到的碰并率的三阶渐近展式和纯重力作用下的碰并率一阶解 ,推广到中P啨ｃｌｅｔ数重力对流与Ｂｒｏｗｎ运动都不能看成小量的耦合碰并条件中 ,同时得到高P啨ｃｌｅｔ数条件下碰并率的三阶数值解 ,最后首次得到高Knudsen数条件下分子体系任意P啨ｃｌｅｔ数条件下的碰并率。

高Knudsen数及低Péclet数下气溶胶粒子的耦合碰并

研究了高Knudsen数下弱重力和强Brown耦合碰并问题。在高Knudsen数条件下,介质可采用分子体系近似,由此建立高Kundsen数下分子体系中粒子的对分布方程。在低Peclet数条件下,使用奇异扰动理论中的匹配渐近展开法,求得了该条件下碰并率的三阶渐近展式。并将结果和低Knudsen数下连续介质近似的情况做了比较。结果表明分子体系中的气溶胶碰并率远大于连续介质中的碰并率。

粒子间势力对单分散稳定系统粒子沉降的影响

粒子间势力的存在，对于悬浮粒子系统的沉降过程的影响。是一个尚未很好解决的问题，其中的一个关键难题是粒子间势的问题。本文对以往围绕此问题的研究工作──包括模型方法和采用势的近似表达式的直接计算方法做了分析，进而提出了对稳定系统中粒子间势力的处理方法，计算了势力对单分散系统沉降系数的影响，并与实验做了比较。结果表明，文中提出的处理方法能够成立，较之以往的方法更为完善。

多分散低Peclet数稳定具势系统中粒子的沉降

特殊函数展开法被用于解决多分散具势悬浮体系中粒子的沉降问题。以 Ｌｅｇｅ ｎｄｒｅ 多项式为基对对分布函数做展开， 导出了计算对分布函数的递推公式， 形式上给出了沉降系数的积分公式。文献［９］ 对粒子间势的处理方法被用于问题的进一步研究。结果表明，具势粒子系统的沉降较硬粒子情况更为复杂。粒子间势对粒子的沉降有重要影响， 当双电荷层厚度小于某一临界值时， 系统会从稳定的变成不稳定的， 从阻滞沉降转化成加速沉降。

The Effect of Weak Shear－induced Motion on Brownian Coagulation of Aerosol Particles

The coagulation rate of a dilute polydisperse aerosol dispersion of particles is considered for small Peclet number, which provides a measure of the ratio of the relative sheareinduced motion to Brownian motion betWeen two rigid spherical aerosol particles.The asymptotic form of the relative velocity of tWo unequal particles immerse in a simple shear flow when they are far apart is obtained.Using a singular pertllrbation method,a tWo term expansion for the dimensionless coagulation rate(Nusselt number) as function of the Peclet number is developed.In the limit of the radius of one of the two spheres becoming small,the result agrees with the dimensionless mass transfer rat6 to an aerosol particle at small Peclet number.

高Péclet数条件下Brown运动对悬浮粒子沉降系数的影响

由完全忽略布朗运动所得到的对分布解式,与稳定系统内边界条件相矛盾.此时的布朗扩散通量不但不为零,反而也趋于无穷大.由此可见,在内边界附近,存在着一个边界层.在边界层内,布朗扩散不可忽略,而不管Péclet数是如何之高,除非Péclet数为无穷大.而这在一般情况下是不可能的.在建立了对分布方程后,求出沉降系数.

重力对流与布朗运动并存时悬浮粒子的碰并率

自1917年Smoluchowski工作以来,人们对纯对流碰并与纯布朗碰并已有许多了解.但对两种运动并存时的碰并问题却一直很少研究.1964年Swift与Friedlander提出可加性假设,认为两种运动对碰并的影响彼此相互独立,其碰并效果线性可加.从求解完整的对分布方程出发,在一组特定的参数下(即粒子大小比λ=1/2,密度差比r=1,对流项与势力项比Qij=104),我们在1990年弱重力对流与强布朗运动耦合碰并的工作,1991年弱布朗运动与强对流耦合碰并的工作,都初步地说明了可加性假设没有理论根据.在以上工作基础上,使用内插方法,我们现在第一次得到了无因次碰并率Nu从低Pèclet数（Pe,对流项与布朗项的比）,经过中Pèclet数到高Pèclet数的完整的变化图象.并且得到该图象与λ。

稀释悬浮体中小粒子的碰并率

本文研究了稀释悬浮体中刚性粒子对的形成率。体系中布朗运动效应小于粒子的强迫运动。后者或是重力相对运动,或是轴对称纯变形运动。本文提出了一个新方法,即求解对分布边界层方程法(在边界层中,van der Waals引力与强迫运动可以相比),从而第一次得到了粒子碰并率的严格的渐近解。文中还计算了两类强迫运动中的捕获系数。对于轴对称压缩性纯变形运动的均匀粒子,结果与Zeichner和Schowalter用轨迹计算法得到的,伸展性纯变形运动的捕获系数一致。

从第三届国际气溶胶会议看气溶胶科学的进展

近年来蓬勃发展起一门新兴学科——气溶胶科学.这充分体现在1990年9月在日本京都举行的第三届国际气溶胶会议之中。本文以这次会议为基础,介绍了气溶胶科学,尤其是气溶胶力学近年来的重要进展。