氩蒸气均匀核化与非均匀核化的分子动力学模拟

本文运用分子动力学模拟方法对氩蒸气的均匀核化和非均匀核化进行了研究。模拟氩蒸气的初始温度为30℃,冷却终温为-220℃。对均匀核化成核现象的团簇分析表明,蒸气凝结分为显热和潜热释放两个过程。提出了一个新的力函数模型,实现了非均匀核化过程的模拟。通过比较冷却速率为0.0002 m/s的均匀核化过程和非均匀核化过程,发现均匀核化的凝结核心是随机的,而非均匀核化的凝结核心以外界引入的核化点为核心。

基于改进的核化聚类判别分析的故障识别

针对一类虽然满足线性判别分析算法(LDA)的三种假设,但仍然导致LDA失效的特殊故障模式,提出运用基于高斯核函数和核化离散差判别分析的一种核化聚类判别分析方法 (KSCDA),通过模拟12种不同样本,证明KSCDA能有效解决该问题,故障识别率最大提升从62.5%到100%。且KSCDA优于KSLDA。该问题的解决对实践有一定指导意义。

水汽在燃煤PM_(2.5)表面异质核化特性数值预测

根据Fletcher经典异质核化理论建立数值实验平台,将水汽在不可溶微粒表面异质核化临界过饱和度模拟结果与文献中实验结果进行了对比,二者符合较好。在此基础上,结合燃煤PM2.5物化性质及实测的表面张力与接触角数据,数值预测了水汽及润湿剂溶液蒸气在燃煤PM2.5表面异质核化晶核形成自由能、临界晶核半径、成核速率、临界饱和度。结果表明,添加润湿剂能降低临界晶核形成自由能,减小临界晶核半径,使成核速率急剧增加,成核临界饱和度显著降低,极大地改善了水汽的核化凝结能力,但不同润湿剂的作用效果不同,所选用的5种润湿剂中,以SDS与Silanolw22效果最佳。

氩蒸气在球形固体颗粒上异质核化的分子动力学模拟(英文)

异质核化在大气中广泛存在,但是其微观核化机理鲜为人知,本文应用分子动力学方法模拟过热氩蒸气在纳米球形固体颗粒物上异质核化的动态特性,讨论不同的冷却率对核化过程中系综温度、团簇分布、团簇大小以及核化速率的影响.结果显示,系综内蒸气的核化温度随着冷却率的增加而降低,预先存在的球形固体颗粒在团簇的形成阶段起着重要的作用,而且存在一个临界冷却率1.80×10-9J·s-1.在该冷却率下,在异质核化系综内均质核化出现,并与异质核化共存,但是异质核化在整个核化过程中仍然占主导地位.

纳米流体沸腾核化的热力学探讨

基于经典的核化理论,将纳米流体看成是一个均匀的体系,不考虑颗粒的团聚及其在壁面处的富集和沉积,仅考虑体相纳米颗粒的影响。将纳米颗粒类比为大分子溶质,基液类比为溶剂,则纳米流体便可看作是浓度极稀的溶液,借用溶液热力学的相关理论,并假设气液界面处的颗粒是单层嵌入的方式且排布均匀,分别建立了纳米流体的均相和非均相核化模型,分析探讨颗粒对核化的影响。结果表明,纳米颗粒在界面处的吸附可减小核化的平衡胚泡半径,降低沸腾核化势垒,有利于核化的发生。

均相核化率数学模型的改进研究

针对均相核化率求解中存在对表面自由能数值估计过高和对核化临界功估算过大使核化率数值过低等问题,本文通过理论推导对表面自由能数值进行了定量修正,并提出了核化立方体微团的方法。在提出的核化立方体微团方法中,本文认为能量达到临界功的单个分子并不会立即引发核化,而是只有当形成一个立方体微团的所有分子总能量达到临界功时相变才会发生。本文根据改进的表面自由能模型和核化立方体微团的假设对均相核化率数学模型进行了改进,并利用改进的核化率数学模型对水在42℃至300℃下的核化率进行了求解。研究结果表明,与传统的均相核化率数学模型相比,改进的核化率数学模型能较好的用于求解均质相变条件下的核化率。

水汽在细微颗粒表面异质核化数值分析

建立蒸汽在同时含有不溶物质与可溶成分的粗糙颗粒表面核化特性数值实验平台,对水汽异质核化晶核形成自由能、成核速率、成核几率、成核临界饱和度、平衡水汽饱和度进行数值分析.结果表明:可溶性盐含量对成核自由能势垒、成核临界饱和度无影响,但对晶核越过自由能势垒进一步长大过程自由能及平衡水汽饱和度影响显著.用自仿射分形理论描述粗糙颗粒表面,将表面粗糙程度与接触角联系起来,研究发现:颗粒表面粗糙度降低了成核自由能势垒,引起成核速率与成核几率迅速增大,成核临界饱和度降低,而对晶核进一步长大过程中水汽的平衡无明显影响.较高的可溶性盐含量有利于核化液滴的长大;颗粒表面越粗糙,越易于核化.

冰晶核化对雷暴云微物理过程和起电影响的数值模拟研究

本文在已有的二维对流云模式中采用了一种与气溶胶有关的冰晶核化方案替代原有的冰晶核化经验公式,并选取个例,分别就两种方案进行了模拟对比试验。模拟结果表明:(1)新方案所得冰晶比含水量主要分布在-0.1^-7.6°C温区之间,高于原方案所得的-50.1^-24.2°C温区;在整个雷暴云的发展过程中新方案冰晶的分布高度、温度区间以及最大浓度值均大于原方案。(2)在新方案中,温度相对较高的过冷区产生大量冰晶,其争食云中水汽抑制了云滴、雨滴的增长。此外,与原方案相比,霰增长受雨滴大幅减小的影响进一步得到限制,导致生成的霰小于原方案,且空间分布具有较大区别。(3)两方案在雷暴云初期形成的电荷结构不同;在发展旺盛与消散阶段新方案中电荷空间分布区域和电荷量均大于原方案,此外,在不同时刻主正电荷区和主负电荷区的中心高度存在差异。本文对云微物理过程及起电的分析为后继探讨气溶胶与雷暴云起放电过程、电荷结构之间的相互关系提供了有利条件。

基于分形理论的水汽在燃煤细颗粒表面异质核化数值研究

利用Fletcher模型对过饱和水汽在燃煤细颗粒表面异质核化特性进行了数值预测，对不同粒径段燃煤细颗粒的形态进行扫描电镜（scanning electron microscopy，SEM）分析，并用分形理论对细颗粒物的结构特征进行描述，考察其对细颗粒异质核化性能的影响。结果表明，实验用的燃煤细颗粒表面具有典型的分形结构，分形维数在2．21-2．63；燃煤细颗粒的不规则结构能使液滴胚胎形成临界吉布斯自由能降低、成核速率增大、核化所需的临界过饱和度降低，可提高过饱和水汽在其表面的成核能力；此外，核化所需临界过饱和度随颗粒粒径增大而降低，特别是小于0．1μm的颗粒，粒径对过饱和度的影响更为显著，随温度提高核化所需的临界过饱和度相应降低。

基于核化图嵌入的最佳鉴别分析与人脸识别

将压缩映射和同构映射引入核化图嵌入框架(kernel extension of graph embedding,简称KGE),从理论上证明了KGE框架内的各种核算法其实质是KPCA(kernel principal component analysis)+LGE(linear extension of graph embedding,简称LGE)框架内的线性降维算法,并且基于所给出的理论框架提出了一种综合利用零空间和非零空间鉴别信息的组合方法.任何一种可以用核化图嵌入框架描述的核算法,都可以有相应的组合方法.在ORL,Yale,FERET和PIE人脸数据库上验证了所提出的理论和方法的有效性.

辅助电场下TeO_2-Nb_2O_5-AgCl系统玻璃的核化与析晶机理研究

在玻璃材料热处理过程中施加辅助电场,如果玻璃相的介电常数小于析出晶相的介电常数,则对玻璃的核化、晶化过程起促进作用;反之则起抑制作用.本文推导了辅助电场与温度场共同作用对玻璃核化、析晶过程的影响机理,研究了辅助电场对TeO2-Nb2O5-AgCl系统玻璃核化与析晶过程的促进作用.结果发现,辅助电场能帮助玻璃在稍低于核化和晶化温度区域的温度下成核和析晶,它可以成为控制玻璃核化和晶化过程的一个"开关",有可能用以精确控制玻璃中纳米晶体的生长.

耐磨铝硅酸盐微晶玻璃核化及晶化制度的优化

在确定耐磨微晶玻璃配方范围的基础上 ,采用DTA ,XRD和SEM等测试手段 ,探讨了工艺参数变化对微晶玻璃耐磨性的影响 ,且对制备耐磨微晶玻璃的核化、晶化工艺参数进行了优化设计。结果表明

核化和晶化时间对页岩飞灰微晶玻璃性能的影响

以页岩飞灰为主要原料,通过不同热处理过程制备了微晶玻璃。利用XRD和SEM测试手段,分析了核化时间和晶化时间对微晶玻璃晶相特征的影响。结果表明,晶化时间的增加使微晶玻璃主晶相钙长石含量降低,次晶相钙硅石含量逐渐增加;核化时间的增加有利于球状晶粒尺寸增大,晶化时间的延长使晶粒聚集成团,排列紧密。微晶玻璃具有较高的抗压强度和良好的耐腐蚀性,可作为天然石料的替代品和装饰材料。

基于分子运动学的水汽在细颗粒表面异质核化的数值模拟

为研究过饱和水汽在细颗粒表面异质核化特性,准确预测成核参数,基于分子运动学异质核化理论建立了过饱和水汽在燃煤细颗粒表面异质核化的运动学模型。数值分析了液滴晶核长大过程中水汽分子和水分子两种扩散凝结机制对晶核长大的促进作用及其相对重要性,数值预测了水汽过饱和度和宏观接触角对成核速率的影响;数值计算了不同温度和宏观接触角下细颗粒的临界过饱和度。结果表明:当液滴晶核尺寸小于临界晶核半径时,颗粒表面吸附水分子扩散凝结速率与水蒸气分子直接扩散凝结速率的比值大于100,颗粒表面吸附水分子的扩散凝结机制对晶核长大起主导作用。提高水汽过饱和度或减小宏观接触角均可显著提高液滴晶核的成核速率;成核速率随水汽过饱和度增大呈指数型增长。提高气相主体中水汽温度或减小细颗粒物的宏观接触角均可显著降低异质成核的临界过饱和度;对于粒径小于0.1μm的细颗粒物,随着细颗粒粒径的增大,异质核化的临界过饱和度显著减小。

碘化银核化过程的数值模拟研究

根据DeMott等给出的不同成核机制下AgI成核效率的实验结果 ,通过数值模拟的方法 ,研究了AgI粒子在云室、层状云和对流云中的核化过程。通过对云室的模拟 ,发现云滴浓度和云雾持续时间是造成不同云室检测的AgI成核率相差悬殊的主要原因。数值试验结果表明AgI的成核方式在层状云和对流云中有很大不同 :层状云中AgI主要以接触冻结、浸没冻结等慢核化过程为主 ,而对流云中则以凝结冻结过程为主。

水稻淀粉胚乳程序性细胞死亡中的去核化

对水稻品种中籼8836淀粉胚乳细胞的去核化发育阶段的细胞超微结构变化和同期籽粒灌浆速率及相关酶活性的动态进行了观察和分析。开花受精后约在第3天胚乳完成细胞化,花后第5天少数淀粉胚乳细胞启动去核发育过程。核消亡是淀粉胚乳细胞程序性细胞死亡(PCD)的第一步。同一籽粒淀粉胚乳细胞的去核进程是不同步的。花后第13天所有淀粉胚乳细胞都已完成去核过程。在去核过程中,胚乳核的形态变化特征既有动植物PCD的共性又有其特殊性。伴随核降解过程,一部分线粒体解体,表明去核化与线粒体解体有一定联系。在去核化发育阶段,与PCD有关的酶类,如超氧化物歧化酶(SOD)过氧化氢酶(CAT)活性非常高;与淀粉合成有关的酶类,如ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶(SSS酶)、淀粉分支酶(或Q酶)也表现出很高的活性。去核化发育阶段籽粒灌浆速率最高,籽粒增重亦最快。淀粉胚乳细胞去核之后,细胞并未立即死亡,这些无核的细胞仍维持正常有序的代谢活动,继续进行淀粉和贮藏蛋白的合成与积累,但上述酶类的活性明显降低,灌浆速率也明显趋缓。淀粉胚乳细胞最终被贮藏物质充满时成为死细胞,完成其程序性死亡过程。Evan’s blue染色鉴定表明淀粉胚乳细胞死亡不同步,细胞死亡在淀粉胚乳组织中是随机发生的。

核化和晶化温度对温石棉尾矿制备微晶玻璃的影响

以温石棉尾矿、石灰石和石英砂为主要原料,通过不同的热处理过程制备了微晶玻璃。借助DTA、XRD及SEM等分析测试手段,研究了核化和晶化温度对微晶玻璃析晶行为、显微形貌及抗压强度的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,微晶玻璃主晶相的种类没有改变,但主晶相衍射峰的强度呈现先增强后减小的趋势。当核化温度为820℃,晶化温度为1050℃时,微晶玻璃样品形成致密的柱状细晶结构,抗压强度达到最大值523 MPa。

分块核化相关滤波目标跟踪

针对核化相关滤波跟踪算法在目标尺度变化和遮挡情况下跟踪性能降低的问题,提出一种分块核化相关滤波跟踪算法.首先根据目标外观特性对目标进行子块划分;为了避免目标被遮挡时模型更新引入错误信息,只使用有效子块指导目标模型更新过程,单独跟踪每个目标子块;随着目标尺度的变化,在跟踪过程中各子块跟踪结果会相应地重叠和分离,最后根据有效子块的跟踪结果确定整体的位置信息.在30个标准视频上的实验结果表明,相比原始核化相关滤波算法,文中算法在尺度变化和遮挡情况下有更好的跟踪效果;此外,该算法的平均处理速度可达100帧/s.

炉渣微晶玻璃核化机理的研究

采用ＤＴＡ、ＳＴＥＭ、ＥＤＡＸ、ＳＡＥＤ和ＸＲＤ等测试方法，研究了炉渣用量对ＣａＯ－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＳｉＯ＿２系统玻璃核化析晶的影响作用。结果表明，在不引入其它核剂的情况下，随着炉渣用量的增加，玻璃的整体析晶程度增强。当炉渣含量为玻璃组成的４０ｗｔ％以上时，炉渣中所含的硫（Ｓ￣（２－））能有效地促进玻璃的微晶化，选择适当的炉渣用量和热处理温度可获得性能优良的微晶玻璃材料。

细菌气溶胶在大气冰核核化过程中作用的研究进展

介绍了大气中细菌气溶胶的种类和浓度分布的变化特征,对冰核细菌促进冰核核化的分子生物学机制,影响成冰活性的因素以及冰核在大气冰核核化过程中作用的研究进展等做了重点介绍,对冰核细菌的生物学、分子生物学和形态学及其实际应用等方面的研究进展也做了讨论,同时也指出了今后需要进一步研究的问题,尤其是生物冰核在云和降水中作用方面的问题.