小曲率凹面光学玻璃的磁性混合流体精密抛光

为实现小曲率凹球面光学玻璃的高效超精密抛光,充分发挥旋转磁场下磁性混合流体兼具黏度和粒子动态分布的特点,提出了一种新型半球头抛光装置。使用Ansoft Maxwell仿真分析轴向充磁圆柱永磁体及其上方分别加装平面铁块和凹面铁块3种磁源结构下的磁场分布,发现加装凹面铁块能强化“边缘效应”,获得更集中分布的大磁场区,进一步仿真优化磁体尺寸和偏心距。比较不同抛光液组分和磁体偏心距下的磁性混合流体行为,确定了抛光液的最佳组分以及磁体偏心距。最后,对曲率半径为15.4 mm、中心深度为2.24 mm的凹球面K9玻璃进行抛光实验,90 min后,面形精度RMS由0.719μm降低至11.7 nm,表面粗糙度Ra由0.552μm降低至9.656 nm。新型抛光装置能够实现小曲率凹球面工件的高效纳米级抛光。

微旋转切向双曲混合流体中悬浮混合纳米粒子的流变学

流体运动通过线性拉伸片而实现。本研究结合多种流动和热现象,如多孔介质、倾斜磁流体、焦耳热以及速度和热滑移因子,用数值方法研究了切向双曲混合纳米流体通过多孔薄片的微旋转效应。得到的数学公式是一组非线性耦合偏微分方程。为了得到近似解,引入了相似性变量。利用Runge-Kutta-Fehlberg 45 (RKF-45)和射门技术,得到主导微分方程的数值解。用图示法表示相关参数的物理意义。为了验证数值结果,与已经发表的数据进行比较。假设流体的流速随Weissenberg数和渗透率的增加而减小,流体的角速度随表面条件参数的增加而明显著加快。表面摩擦因数随Weissenberg数的增加而有效减小,随大的速度滑移参数的增大而增大。结果证实,较高的银和铜纳米颗粒体积分数具有提高流动流体导热率的潜力。混合纳米流体可广泛应用在工程中,比如核冷却、海水淡化、机加工、制冷、热交换器、太阳能集热器和发动机冷却等。此外,在微旋转切向双曲流体中混入纳米流体可提高系统的热能力,可将其应用于依赖热传递的机械系统。

广义混合流体中纤毛通过电渗透区的流动模拟

本文建立了一个广义纳米流体流动模型,研究磁流体中纤毛毯在通过电渗透通道时对其运输的作用,并对混合纳米流体的特性进行解释。通过假设长波长和低雷诺数估计,将流体的流动分析方程转换为无量纲形式;用数学解法得到速度分布、压力梯度和流函数的解析解;用图表表明相关物理参数的影响。该模型具有重要的应用价值,可应用于生物运输过程、人工纤毛设计和其他机械装置的操作等领域。

大长高比腔体内的混合流体行进波对流

该文报告大长高比腔体(Γ=46)中强非线性状态(Ψ=-0.47)混合流体行进波对流图案的数值模拟结果。利用MAC法通过二维流体力学扰动方程组进行了数值模拟。获得了发生在对流发生点附近的线性Counter propagating wave,出现在分叉图非线性分支上的均匀行进波和发生在分叉图sadd le-node附近的局部行进波状态等三种行进波对流图案,并探讨了它们的稳定性。最后将数值模拟结果与实验结果进行了比较。

极小长高比腔体内混合流体Undulation行波对流

通过二维流体力学基本方程组模拟了具有较强Soret效应(分离比ψ=-0.47)的混合流体在极小长高比(Γ=4)腔体内的Rayleigh-Benard对流运动.研究了极小长高比行波对流的动力学特性,得到了稳定的Undulation行波存在的r值范围,给出了稳定后的Undulation行波摆动周期Tp的变化规律,分析了极小长高比行波对流的r依赖性及稳定性.首次发现极小长高比Γ=4时,与长高比Γ=12和Γ=8时相比,在腔体两端的滚动生成和消失的现象不再出现.讨论了长高比对Undulation行波向行波过渡的影响.

具有间歇性缺陷的混合流体行进波对流斑图

本文通过流体力学基本方程组的数值模拟,探讨了具有中等Soret效应的混合流体行进波斑图的动力学特性。当分离比Ψ=-0.3时,首次发现一种没有源缺陷的左右相对传播的CPW(Counter propagating waves)状态向行进波状态的过渡形式,并且在r=1.50-1.60的范围内,行进波对流斑图中存在着间歇性缺陷结构。这种缺陷出现的周期随瑞利数r增大而增加。在缺陷出现的周期内,对流振幅也以行进波的周期在周期的变化,对流振幅的振动次数或行进波的周围数也随相对瑞利数r增大而增加。当r增加到1.65时,行进波对流斑图中的缺陷结构消失。由于缺陷引起的对流振幅的周期性变化也随之消失,而以行进波的周期在整个时间段上周期的振动。

具有大负分离比的混合流体局部行进波对流

从流体层底部加热引起的对流运动是研究非平衡对流的时空结构或斑图(Pattern)及非线性动力学特性的典型模型之一。本文通过流体力学基本方程组的数值模拟,探讨了具有强Soret效应的混合流体局部行进波的形成过程,发现当分离比ψ=-0.6时,在局部行进波的存在范围内,向局部行进波过渡的不同过程依赖于相对瑞利数r。进一步,讨论了具有强Soret效应的混合流体局部行进波流速场,温度场,浓度场的结构和特性,分析了局部行进波的存在区间对分离比ψ的依赖性。发现随着Soret效应的增强或负分离比ψ的绝对值的增加,局部行进波稳定存在的区间Δr也在增加。

混合流体Rayleigh-Benard对流的多重稳定性现象

通过流体力学基本方程组的数值模拟,初步探讨了矩形腔体内具有Soret效应的混合流体Rayleigh-Benard对流系统中斑图(Pattern)选择的多重稳定性(Multistability)现象.包括有间歇性缺陷的行波和缺陷源水平运动的对传波(Counterpropagating wave)的多重稳定性现象,不同波数的摆动(Undulation)行波的多重稳定性现象,行波和摆动行波的多重稳定性现象等.对由沿着r增加或r减小方向计算引起的斑图转化过程的滞后(Hysteresis)现象也进行了分析.结果说明混合流体Rayleigh-Benard对流系统中的滞后现象和多重稳定性现象是存在的.

混合流体分离比对摆动行波的影响

利用Simple算法对流体力学基本方程组进行了数值模拟,研究了摆动行波的特性。结果表明:在摆动行波存在的范围内,当相对瑞利数r较小时,腔体内沿着空间的平均波数是随着时间周期变化的;当r较大时,腔体内沿着空间的平均波数随着时间增大保持为常数。摆动行波的摆动周期随r的增大而减小;分离比负值越大,变化越平缓,摆动行波出现的范围越大。随着长高比增加,较小分离比时,摆动周期的上、下限明显提高;分离比较大时,摆动行波存在区间对应的r上、下限明显增加。

具有强SORET效应的充分发展的混合流体行进波对流

混合流体Rayleigh-Benard对流是研究对流稳定性,时空结构和非线性特性的典型模型之一。本文利用流体力学扰动方程组的数值模拟,讨论了偏离传导状态具有强SORET效应的混合流体行进波对流的温度场和浓度场的成长过程,分析了充分发展对流情况下的对流振幅,Nusselt数及混合参数与相对瑞利数的关系。并给出了行进波相速度对相对瑞利数的依赖关系。结果说明混合参数的曲线与行进波相速度的分布曲线是类似的。文末,给出了垂直速度,温度和浓度场的分布并讨论了相对瑞利数对场的分布及不同场之间的相位差的影响。

混合流体汽液及液液界面张力分子模型

应用定标粒子理论表面张力方程以及 vd W- 1型混合规则 ,计算了混合流体的表面张力 ,对 64个二元体系 ,7个三元体系的表面张力计算平均相对偏差为 0 .80 %和 2 .43% ;应用 Boudh- Hir和 Mansoori提出的部分互溶体系的界面张力模型 ,给出了硬球直径的确定方法 ,对 37个部分互溶二元含水体系的界面张力进行了计算 ,绝对平均偏差为 1 .5m N/m,相对平均偏差为 8.9% ,计算精度满意。

一种新的混合流体对流竖向镜面对称对传波斑图

利用SIMPLE算法对混合流体对流的流体力学基本方程组进行了数值模拟,在混合流体分离比ψ=-0.6和矩形腔体长高比Γ=20的情况下,首次发现了一种新的竖向镜面对称对传波斑图,并初步探讨了它的动力学特性.竖向镜面对称对传波斑图的中心为驻波,随着时间的发展驻波的波长伸长.当波长增加到某个临界值时,一个滚动分裂成两个滚动,在这两个滚动之间产生一个具有180°相位差的新滚动.位于中心线上的滚动只有相位的突变及其波长的压缩或者伸长,没有对流滚动的移动,在它的两侧是向左右传播的对流滚动.驻波两次相位突变形成一个周期,驻波周期随着相对Rayleigh(瑞利)数Rar的增加而增加.这种对流结构存在于相对Rayleigh数Rar∈(3.6,4.3]的范围.当相对Rayleigh数Rar≤3.6时,系统出现具有缺陷的行波斑图;当Rar>4.3时系统过渡到行波斑图.说明竖向镜面对称对传波斑图是存在于具有缺陷的行波斑图和行波斑图之间的一种稳定的对流斑图.

超临界流体的共溶剂效应和混合流体研究进展

共溶剂的出现极大地拓展了超临界流体的应用范围,推动了超临界流体科学与技术的发展。本文从相行为和分子间相互作用热力学的角度,对相行为测定、量热技术、光谱技术和分子模拟等在超临界流体中共溶剂效应的研究作了综述,主要介绍超临界流体中共溶剂的作用机理和混合流体在临界点附近热力学性质研究,并对其未来发展方向进行了展望。

非饱和土一维固结混合流体方法的解析分析

对采用混合可压缩流体方法分析非饱和土一维固结问题的固结方程进行了求解,在得到的解析解的基础上,对影响非饱和土一维固结的因素进行了分析。分析结果表明,在采用混合流体方法计算非饱和土一维固结的孔隙水压力时,所用公式与计算饱和土一维固结的太沙基理论公式基本相同,不同之处在于引入Bishop有效应力系数来体现孔隙气对孔隙水的影响。而在非饱和土孔隙气压的计算公式中除了体现孔隙水对孔隙气的影响参数以外,还有体现孔隙气体的可压缩性对固结影响的参数。在所有影响因素中,影响非饱和土一维固结最重要的因素是孔隙流体的渗流路径。

具有强SORET效应的混合流体Undulation行进波对流斑图

本文通过流体力学基本方程组的数值模拟,探讨了具有强Soret效应(分离比ψ=-0.6)的混合流体Un-dulation行进波对流斑图的动力学特性。在相对瑞利数r<6.436时,首次发现一种没有源缺陷的左右相对传播的CPW(Counter propagating waves)状态向行进波状态的过渡形式。在r=6.436—10.8的范围内,发现了两种不同结构的Undulation行进波对流斑图。当6.436<r<10时,出现了腔体内的平均波数在时间上变化且局部波数或当地波数在空间和时间上连续变化的Undulation行进波对流斑图。当r=10—10.8时,出现了腔体内的平均波数在时间上保持为常数而局部波数或当地波数在空间和时间上连续变化的Undulation行进波斑图。在两种状态下,Undulation行进波的摆动周期随瑞利数r增大而减小,它的对流振幅和Nusselt数随瑞利数r增大而增加。在Undulation行进波斑图形成以前,存在以中心为对称的Undulation行进波斑图,它的存活时间依赖于r。当r增加到11.0时,Undulation行进波过渡到定常对流状态。

等容条件下H_2O-CO_2-CH_4混合流体的高温拉曼光谱就位分析

以合成包裹体作为腔体 ,用显微激光拉曼探针就位分析了H2 O CO2 CH4混合流体的高温特性。研究结果表明 ,在高温下 ,CH4和CO2 相互之间对各自拉曼光谱的影响不大 ,水分子对它们的拉曼峰有比较大的影响。在等容条件下 ,流体均一前 ,随着温度的升高 ,水分子的氢键几乎呈线性减少 ,均一为气相的流体 ,水分子伸缩振动拉曼峰的变化与一般气体变化相似 ;随着温度升高 ,体系压力的增加 ,最大峰频率呈很微小的降低趋势。均一为液相的流体中的水分子 ,在均一温度时 ,氢键变化发生了转折 ,均一后流体中水分子的氢键受温度的影响比均一前明显要小 ,在测量的最高温度 5 2 0℃ ,水分子存在着一定的氢键作用。一直到拉曼光谱测量的最高温度 5 80℃还未均一的流体 ,液相中水分子存在比较强的氢键作用。

油井中混合流体的电特性模型

吴锡令，赵亮．油井中混合流体的电特性模型．测井技术，１９９８，２２（５）：３１８～３２０油井中混合流体的电特性不仅与油、气、水各相流体的电性参数有关，而且与各相流体的体积分数、分布状态以及测量电磁场有关。本文通过研究油井中混合流体的电特性，根据流体的分布状态，建立各相流体不同比例、不同流型下的介电和导电模型，并简要讨论了模型应用中的有关问题。

基于水合物的混合流体分离技术

在对水合物理论、分离原理、技术应用等方面进行概述的基础上,较全面地介绍了水合物法分离混合流体技术的国内研究现状。文章认为基于水合物的混合流体分离技术具有广阔的应用前景,并指出了水合物法在分离混合流体方面的优势及巨大潜力。

以合成包裹体作压腔进行高温下NaCl-CO_2-H_2O混合流体的拉曼光谱原位分析

用合成包裹体作为压腔 ,用显微激光拉曼探针原位分析了温度达 5 5 0℃的 Na Cl- CO2 - H2 O体系的流体中水的结构。由流体中水的伸缩振动峰的变化可以揭示氢键作用随温度和相态变化。

混合流体对流中扰动的成长

通过流体力学扰动方程组的二维数值模拟,研究了混合流体Rayleigh-Benard对流运动中扰动的成长。发现扰动的线性阶段成长率是相对瑞利数r的函数。从线性阶段到非线性阶段的过渡存在三种斑图结构。