各向异性界面动力学对深胞晶生长形态稳定性的影响

本文采用匹配渐近法和多重变量法,基于深胞晶生长的定常解,在考虑了各向异性界面动力学后,导出胞晶界面扰动振幅变化率满足的色散关系式及界面形态满足的量子化条件,研究在各向异性界面动力学的影响下定向凝固过程中深胞晶生长界面形态的稳定性.结果表明,考虑了各向异性界面动力学的深胞晶体生长的定向凝固系统包含两种整体不稳定机制:整体振荡不稳定机制和低频不稳定机制.通过稳定性分析发现,低阶近似下各向异性界面动力学对整体振荡不稳定机制有着显著影响,随着各向异性界面动力学参数的增大,中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体振荡不稳定区域减小.同时,界面动力学各向异性参数对系统整体波动不稳定性的影响随着界面动力学参数的增大而增大.

界面动力学对平界面稳定性的影响

研究了界面动力学因素对平界面稳定性的影响．在界面局部生长速率是界面过冷度和界面动力学的函数条件下，获得了扰动增长速率的显式表达式，结果表明，界面动力学因素对平界面具有稳定作用。

基于界面物态演变规律的衬垫界面动力模型

衬垫界面的动力剪切特性对填埋场动力稳定性有着重要影响,然而,已有界面/接触面动力本构理论无法完整揭示其动力剪切过程中的物态演变机理。将土工膜/GCL界面的动力剪切过程分为土质材料变形和界面滑动摩擦两个物态阶段,提出了触发界面物态演变的界面临界状态和临界应力,结合界面动力剪切基本规律,分别采用弹塑性模型与摩擦系数模型描述两个物态阶段,建立了衬垫界面动力模型,并与多次循环条件下的土工膜/GCL界面动力剪切试验进行对比,验证了该动力模型的准确性。研究表明,该模型能有效地模拟衬垫界面动力剪切变形的力学特性与物态演变规律,为填埋场动力稳定性分析提供了理论支持。

用相场法研究界面动力学各向异性对纯Ni枝晶生长的影响

基于耦合流场的Wheeler模型,对界面各向异性作用下纯镍枝晶生长过程进行模拟,研究了界面动力学各向异性对枝晶形貌及尖端生长行为的影响。结果表明:在仅有界面能各向异性(ε4)时,晶粒以枝晶方式沿<100>方向生长;在仅有界面动力学各向异性(εk)时,晶粒以枝晶方式沿<110>方向生长。界面同时存在ε4、εk时,随着εk的增加,晶粒优先生长方向由<100>过渡到<110>方向,[100]和[-100]方向尖端稳态速度减小,稳态温度升高。当ε4=εk=0.04时,随着凝固时间的推移,晶粒形貌由伞状经类正方形向发达枝晶形貌转变。

界面动力学系数影响枝晶生长的相场模拟

利用相场法对纯金属熔体中的枝晶生长进行了模拟;研究了界面动力学系数取值的影响因素及其取值对枝晶尖端生长速度和尖端半径的影响。结果表明:界面动力学系数的取值由相场和温度场的耦合系数、热扩散系数、界面厚度、界面原子运动时间变量等参数综合决定,随着界面动力学系数的增加,枝晶尖端生长速度减小,尖端半径增大。

界面动力学对微重力下溶液法晶体生长的生长界面和溶解界面稳定性的影响

用一个二维的数学模型研究微重力条件下溶液法晶体生长的晶体生长界面和溶解界面的稳定性以及界面动力学对界面稳定性的影响.研究表明,不管是否考虑界面动力学效应都存在稳定的晶体生长界面和溶解界面,其形状都是上部适当后倾的适当形状的曲面.计算了在各种情况下晶体生长稳定界面和溶解稳定界面的形状.界面动力学使晶体生长稳定界面的倾斜度变小,使溶解稳定界面的倾斜度略微变小.

各向异性界面动力学与各向异性表面张力的相互作用对定向凝固过程中深胞晶生长的影响

通过应用匹配渐近展开法和多变量展开法研究了各向异性界面动力学与各向异性表面张力的相互作用对定向凝固过程中深胞晶生长的影响.结果表明:当各向异性界面动力学与各向异性表面张力的偏好方向之间相差角度为θ_0时,θ_0会对深胞晶生长形态产生影响;当0≤θ_0≤π/4时,随着θ_0的增大,深胞晶的指状界面全长减小,深胞晶根部的深度减小,根部附近界面的曲率减小,而曲率半径增大;当π/4≤θ_0≤π/2时,随着θ_0的增大,深胞晶的指状界面全长增大,深胞晶根部的深度增大,根部附近界面的曲率增大,而曲率半径减小.

界面动力学参数对深胞晶界面形态整体波动不稳定性的影响

研究界面动力学对定向凝固中深胞晶形态稳定性的影响.应用多重变量法和匹配渐近法,通过寻找系统的模式解,导出了胞晶界面扰动振幅的变化率满足的色散关系,得到了界面形态的量子化条件.结果表明,考虑了界面动力学参数的深胞晶生长的定向凝固系统有两种整体不稳定性机制,整体振荡不稳定机制和低频不稳定性.稳定性分析表明,界面稳定性参数ε与胞晶相对参数λ_(0)有关,低阶时界面动力学参数M_(*)越大,中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体波动不稳定性的稳定区域越大.

微通道内不混溶气液两相二氧化碳界面动力学行为的格子Boltzmann研究

将高精度的二氧化碳状态方程与气液两相流格子Boltzmann方法中的伪势模型耦合,研究微通道内二氧化碳气液两相流动的界面动力学行为,包括二氧化碳气泡和液滴的分裂、合并、变形,以及气液两相二氧化碳在演化过程中的质量交换.研究发现:当分裂和合并行为达到平衡,并且两相之间不发生质量交换时流动达到稳态.稳态时的流型主要依赖于表面张力,惯性力,管道的润湿性,以及初始体积分数.当表面张力较大时,微通道内形成的二氧化碳气泡或液滴会收缩成圆形,此时二氧化碳气泡或液滴会堵塞微通道,形成段塞流;随着表面张力的减小,形成的气泡或液滴不容易收缩,在微通道内更容易发生变形,出现泡状流或环状流.当壁面润湿性为强疏水性时,二氧化碳在微通道中的流动为环状流,其它润湿性下,流型为段塞流.体积分数较小时,二氧化碳两相流动的流型为段塞流,体积分数较大时,流型为环状流.

基于界面分子动力学的双壳微纳胶囊热湿传递模拟

为了进一步研究双壳微纳相变胶囊掺入建筑石膏中对多孔材料热湿传递的影响,提出了含有相变胶囊的多孔墙体热湿耦合模型.考虑相变微纳胶囊发生相变过程由表及里的特征,利用界面分子动力学中的对势和多体势,给出了胶囊界面模型的热性能参数的计算方法,同时考虑到双壳微纳胶囊外壳亲水性质及石膏孔隙对水分的吸附/解吸的热湿耦合作用,提出了胶囊界面湿参数的模型,对掺与不掺相变微胶囊模型进行了实测模拟,并应用计算机软件对方程进行了求解.结果表明:该模型可用于模拟含有相变胶囊墙体材料的热湿传递过程.

利用强度调制光电流/光电压谱研究碳点／KOH电解液界面的动力学行为

通过强度调制光电流谱(IMPS)和强度调制光电压谱(IMVS)技术研究在光电分解水制氢体系中碳点光阳极与KOH电解液界面的动力学行为。结果表明,光强在30–90 m W·cm^(-2)范围内,界面的电子传输时间(τ_d)、电子寿命(τ_n)、电子扩散系数(D_n)、电子扩散长度(L_n)均没有变化;当光强增加到110和130 m W·cm^(-2)时,τ_d和τ_n延长,而D_n减小。实验表明,不同于Ti O_2/电解液等界面,碳点光电极/电解液界面中碳点电极存在的缺陷少,因此电子主要以无陷阱限制扩散方式传输为主。且在30–130 m W·cm^(-2)的光强范围内,与τ_d和τ_n相关的载流子收集效率(η_(cc))相近。

界面动力学对共晶生长过程的影响

在共晶生长理论模型中引入了界面原子附着动力学,考察了各种结构类型相形成共晶时的动力学效应.发现动力学项的引入,扩大了共晶耦合生长的过冷度范围,降低了共晶生长速度,但对片间距的最小值无影响.动力学效应不仅与晶体生长速度有关,同时受相图结构的影响,当共晶组成相在共晶成分时的结晶温度范围增大时,动力学的影响减弱.

沉积CaCO_3与金属离子界面反应动力学研究

金属离子与沉积碳酸盐之间界面反应动力学模拟实验表明，由于CaCO3快速溶解和溶液pH急剧上升，大部分Pb2+、Zn2+离子与溶液中CO2-3和OH-离子反应生成白铅矿PbCO3、水白铅矿Pb3（OH）2（CO3）2，或Zn（OH）2和水锌矿Zn（OH）6（CO3）2沉淀于体相溶液中，仅有少部分Pb2+、Zn2+通过扩散与CaCO3表面发生离子交换反应。25℃时，Ph2+溶液中以白铝矿沉淀为主，Zn2+溶液中以水锌矿沉淀为主。温度上升，沉淀速率加快的同时，离子交换量也增大。然而，在25℃Ag+吸附实验中，未发现有Ag2CO3沉淀。但温度上升至50℃，溶液中Ag+离子损耗明显增加，但CaCO3对Ag+离子吸附量却减少，这意味着在体相溶液中也可能有Ag2CO3沉淀产生。

济阳坳陷古近系层序界面构建样式、分布特征及其成因动力学分析

受幕式构造运动的控制,济阳坳陷古近系发育多个级次的层序界面,从下到上主要发育Tr、T7、T6’、T6、T4、T2’、T2、T1’、T1等。根据层序界面上下接触组合关系以及层序界面的定义,笔者首次将济阳坳陷古近系层序界面划分为6种成因构建样式:截超型、截平型、平超型、顶超型、平行型和整合型。以地层—岩性圈闭较为发育的T6’和T2’为例,分析了造成层序界面构建样式差异性的动力学因素,认为:断层活动的迁移性与活动时间和活动强度的差异性控制层序界面构建样式的变化;构造沉降中心的迁移性和构造沉降幅度的差异性控制层序界面构建样式的变化。分析这种差异性及其界面动力学变化成因,对于研究济阳坳陷古近系在不同层序界面构建样式上下寻找地层—岩性圈闭具有重要的指导意义。

多元竞争体系下的微界面动力学响应机理研究—以细颗粒泥沙吸附多元重金属离子铅、铜和镉为例

研究微界面动力学响应机理能更好地了解动力学扩散模式的内在机制.通过竞争吸附实验,采用微界面作用模式识别多元重金属离子铅、铜和镉在泥沙颗粒上的扩散模式,探究多元重金属离子的液相浓度和吸附速率变化规律,剖析多元竞争体系下的微界面动力学响应机理.结果显示,10 min前,多元竞争体系下离子的液相浓度和吸附速率变化较大,为快速吸附阶段,与扩散速率较大的膜扩散过程对应.10 min后,离子的液相浓度波动变化,吸附速率变化呈“N型”、“倒N型”、“W型”和“倒W型”特征,吸附解吸交替进行,不同竞争体系离子的液相浓度和吸附速率变化不同,进入孔隙的时间存在差异,此阶段为膜扩散和颗粒内扩散并存,不同竞争体系的离子的颗粒内扩散时间不一致.60 min后,离子的液相浓度较稳定和吸附速率较小,微界面作用趋于稳定,为扩散速率较小的颗粒内扩散阶段.研究结果可为多元竞争体系的微观界面动力学响应机理提供理论支撑.

利用项目界面动力 促进项目进展又好又快

在项目生命周期中,各种事物的运动形成了许多的项目管理界面。正是项目界面的运动和变化改变着项目的发展过程。项目界面蕴含着影响力、系统动力、创造力,更有着可拓性质,是促进项目进展又好又快的动力源泉。

光电压瞬态技术:实时分析膜界面动态过程的新手段

活性分子与细胞膜之间的相互作用在许多基本的生物过程中扮演着至关重要的角色,然而如何实现对此界面动力学过程的原位、实时、无标记且无侵入监测仍是生物物理研究领域所面临的一大挑战.我们与合作者开发的光电压瞬态技术,为解决这一问题提供了一种新途径.该技术利用硅片光电响应生成电荷,并将磷脂膜的充放电过程记录为电压瞬态脉冲、建立了该充放电过程与界面瞬时结构和性质之间的关联性.因此,通过对随时间演化的电压脉冲进行分析,可以揭示活性分子作用下膜结构实时动态变化情况,尤其是不同作用状态之间转换的时间信息,可作为传统技术的有益补充.同时,该技术设备搭建成本低廉,操作方便,无需复杂的数据处理过程.本综述概述了光电压瞬态技术的工作原理、设备搭建以及数据处理方法,并以经典细胞膜模型——磷脂双层膜为例,总结了该技术在探索磷脂膜水合特性及其与活性分子(如表面活性剂、聚合物、多肽和纳米颗粒)相互作用机制方面取得的最新进展.最后就该技术优缺点进行讨论并展望未来发展前景.

Cu－Al－Zn－Ni合金中与界面运动有关的内耗

用静电激励法和压电组合振子法测量了Ｃｕ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｎｉ合金中与界面粘滞运动有关的内耗行为，导出了与界面粘滞运动有关的内耗公式．得到了形状记忆合金中对记忆效应起重要作用的参数（加粘滞系数、钉扎力常数等）

对电极性能对染料敏化太阳电池动力学过程的影响

借助电化学阻抗谱(EIS)和强度调制光电流谱(IMPS)/强度调制光电压谱(IMVS)技术,采用不同纳米TiO2多孔薄膜对电极研究了染料敏化太阳电池(DSC)内部2个主要电荷输运过程的内在联系,并探讨了载Pt材料对DSC界面动力学过程及电池宏观性能的影响机理.借助等效电路模型分析了基于不同对电极材料电池的填充因子变化原因.结果表明,对电极材料的电极电荷交换过程制约光阳极膜内电子传输,进而影响电池光伏性能;同时对电极催化反应速率主要与催化剂活性、载Pt材料电导率和催化反应面积有关.

粘—滑现象的动力界面摩擦模型

通过刚性滑块的振动台实验,很多学者发现界面会发生粘—滑和滑—滑两种不同的滑动形式。已经有学者提出了模拟精度较高的动力界面模型,该模型应用于滑—滑现象的模拟时,模拟值和试验值非常接近,但是,应用于粘—滑现象时,模拟值与试验值之间却出现了一定的误差。本文通过深刻分析粘—滑现象的力学机理,粘—滑过程包含滑动、粘滞两个阶段,针对不同的阶段提出了相应的两阶段模型,并在MATLAB中实现。本文提出的动力界面模型模拟了木—木界面和土工织物—木界面的振动台试验,结果表明,模拟结果与实验结果误差缩小了很多,模拟精度得到有效提高。