双液滴同时撞击液膜的动力学演变

为了考察液滴的撞击对液膜变形行为的影响规律,利用CLSVOF(coupled level set and volume of fluid)方法模拟双液滴同时撞击平面液膜后的流动过程,获得了不同水平间隔距离、不同撞击速度的两液滴撞击平面液膜后的演变过程特点,通过分析不同时刻压力场分布,探索了两液滴水平间隔距离、韦伯数和撞击速度对双液滴同时撞击液膜后流动过程、形态及对水花高度和中心射流高度的影响。结果表明,碰撞速度较大时的中心液膜射流高度大于碰撞速度较小时的;We数较大时中心射流顶端将产生二次液滴;液滴间距对撞击后初始时(3 ms之前)撞击点两侧的开始水花高度没有明显影响。

异质性干细胞增殖过程中的熵变化

干细胞在多细胞生物体内广泛存在,其增殖过程在生命体的生长、发育、衰老、组织修复过程中起着重要作用。正常组织中的细胞增殖过程受到严格的控制,干细胞的异常增殖与恶性肿瘤、肥胖症、再生障碍性贫血等疾病有密切关系。生命体内异质性细胞的增殖过程是复杂的动力系统行为,干细胞异常增殖过程伴随细胞的可塑性变化和细胞间相互作用的再平衡过程,如何对这一过程进行定量描述是重要的研究课题。本文构建包含细胞的增殖分化指标和异常增殖性指标异质性的干细胞增殖模型,通过所建立的模型研究由于微环境变化引起的细胞异常增殖过程的熵变化,建立不同增殖条件下的系统熵变化与宏观动力学和系统参数之间的关系。结果表明,在细胞微环境变化引起异常增殖和恢复的过程中,系统的熵与细胞数量之间存在对应关系,而与微环境变化的路径无关。此外,熵对细胞数量的依赖关系在异常增殖和恢复阶段表现出不同的行为,显示了生物过程的微观不可逆性。本文从物理学的角度对细胞异常增殖过程中熵变化与细胞数量变化的动力学给出定量刻画,为定量描述异质性干细胞增殖过程给出新的研究思路。

紫细菌Rb.Sphaeroides601外周捕光天线(LH2) B800吸收带的超快动力学研究

利用从紫细菌Rb.sphaeroides601所提取出的外周捕光天线LH2以及其不同pH值酸化样品(部分和全部去除B800分子LH2)并采用不同波长下的飞秒单色抽运探测技术详细研究了LH2中B800吸收带内的激发态动力学过程。通过对野生型与部分/完全去B800分子LH2的比较研究,分析了B800吸收带激发后所表现出的丰富变化的动力学过程,研究结果表明激发B800带的动力学过程中包含着B850上激子带的直接激发而产生的对激发态动力学的贡献。

单区静电除尘器捕集烟尘过程的数值模拟

通过得到烟尘的颗粒尺度谱(PSD)演变过程的详细信息来定量描述静电除尘器(ESP)对烟尘的捕集过程,此时需要同时考虑静电力、流体对颗粒的水平输运力和颗粒横向湍流和布朗扩散作用等烟尘捕集机制。发展事件驱动常体积法来求解考虑烟尘捕集的通用动力学方程以得到颗粒尺度谱的演变过程。对于典型的火电厂单区ESP进行的数值模拟结果表明:ESP对直径大于10μm的烟尘具有良好的捕集效果,也能有效脱除直径小于0．02μm的烟尘,但是对粒径范围在0．02～10μm的烟尘的除尘效率相对较低;这种“U”型分级除尘效率主要是由于颗粒自身惯性力与静电力之间的相互竞争的结果;布朗扩散机制对任何尺度颗粒的捕集效果影响很小;减小气流输运速度和增加电场强度有利于任何粒径的烟尘颗粒的脱除。

一种简便高效的材料三维组织及其演变的Monte Carlo仿真

建立了一种新的材料三维组织及其演变的 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ仿真方法．算法构造简便，使用灵活，不仅能够准确地反映三维正常晶粒长大的动力学过程，而且可以明显提高模拟效率．仿真既能可靠地应用于材料组织及其演变的定量分析，又可方便地用于立体材料水平截面、空间任意角度截面显微组织及其演变过程的观察、三维系统和二维截面组织表征参量及其对应关系的测定等多个方面．

柴油机排气管内碳烟颗粒的形貌计算

以排气管内碳烟颗粒为模拟对象,基于流体-轨道模型,采用拉格朗日方法追踪每个颗粒的运动轨迹,考虑颗粒之间的碰撞、凝并等动力学过程,构建了颗粒动力学演变过程的模型.在柴油机转速为1 800 r/min条件下,计算不同平均有效制动压力(0.38,0.63,0.88,1.13MPa)下排气管内碳烟颗粒的动力学演变过程,获得碳烟颗粒的形貌并统计出分形维数.结果表明:构建的模型可以很好地计算颗粒碰撞后的形貌和分形维数,颗粒最终形貌呈现出枝状和簇状,分形维数与实验结果相符合;随着负荷的增加,分形维数增加.此外,构建的模型可以很好地观察到颗粒的生长过程,有助于更深入地研究碳烟形成.

CaCuO2颗粒尺寸对双粉法制备Bi系高温超导带材性能的影响

通过基于共沉淀工艺的双粉法制备了Bi1.76Pb0.34Sr1.93Ca2.0Cu3.06O8+δ(Bi-2223)前驱体粉末。在这一过程中,首先单独制备了Bi1.76Pb0.34Sr1.93CaCu2.06O8+δ(Bi-2212)和CaCuO2 (实际相组成为Ca2CuO3和CuO)粉末,并分别进行了烧结。通过调节共沉淀工艺过程中的pH值,获得了颗粒尺寸不同的CaCuO2粉末,然后将Bi-2212与CaCuO2粉末按照相组成1:1进行混合,并装入Ag包套中,通过一系列的旋锻、拉拔和轧制工艺,获得设计尺寸的Bi-2223带材。比表面积测试表明随着pH值从3.0增加到5.0和6.5,获得CaCuO2粉末的平均颗粒尺寸从1.10mm减小到0.75和0.60mm。通过扫描电镜对不同尺寸CaCuO2颗粒制备的Bi-2223生带、第1次热处理和后处理之后带材的相组成和分布进行了表征。结果表明,适当尺寸的CaCuO2颗粒可以避免团聚现象的出现,因此有利于高载流性能带材的获得。最终通过进一步调节带材的尺寸,1#带材的性能最高,电流密度达到了约12 200 A·cm-2。