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单液滴撞击弯曲壁面的相场动力学模拟
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作者 尹宗军 苏蓉 +2 位作者 王清清 陈倩楠 洪雨 《陇东学院学报》 2022年第5期63-67,共5页
湿润是日常生活和生产实际中最常见的现象,如雨滴黏附,喷墨打印等。针对液滴动态润湿过程的移动接触线奇异性问题,结合关于消除接触线处的奇异性的一些微观机制,以相场动力学为研究手段,模拟了单水液滴撞击弯曲壁面的运动形态演化,探讨... 湿润是日常生活和生产实际中最常见的现象,如雨滴黏附,喷墨打印等。针对液滴动态润湿过程的移动接触线奇异性问题,结合关于消除接触线处的奇异性的一些微观机制,以相场动力学为研究手段,模拟了单水液滴撞击弯曲壁面的运动形态演化,探讨了四种不同撞击速度下液滴的流动规律。仿真结果精确捕捉到了液滴的流态演化,为控制液滴在相场模拟方向提供了帮助。 展开更多
关键词 单液滴 相场动力学 铺展
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相场动力学模型研究细胞运动中的形态变化
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作者 刘专 郭坤琨 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1183-1188,共6页
细胞运动涉及细胞骨架和细胞之间的相互协同作用,其中包括细胞膜上的表面张力作用和曲面弹性能的作用、细胞内肌动蛋白聚合时产生的"突起力"和肌球蛋白作用下的"收缩力"、细胞和基板的相互作用等.为此,我们基于相... 细胞运动涉及细胞骨架和细胞之间的相互协同作用,其中包括细胞膜上的表面张力作用和曲面弹性能的作用、细胞内肌动蛋白聚合时产生的"突起力"和肌球蛋白作用下的"收缩力"、细胞和基板的相互作用等.为此,我们基于相场动力学理论和反应扩散理论,将细胞内肌动蛋白的动态组装行为、肌球蛋白的生理作用、以及细胞与基体的相互作用等因素与细胞的形态变化和运动相耦合关联起来建立新的细胞运动机制模型,以研究细胞运动中的形态及速度变化.通过该理论模型预测在一定生理条件下细胞稳态的形态和运动速度,研究结果表明理论结果和仿生实验结果相对吻合.此外,我们还系统研究了细胞运动速度及形态对肌动蛋白与肌球蛋白浓度以及肌动蛋白组装成微丝的速率常数的依赖关系.同时,该理论方法还有望进一步拓展到细胞收缩、细胞分裂、细胞在流动场的运动等复杂体系. 展开更多
关键词 细胞运动 细胞形态 肌动蛋白 肌球蛋白 相场动力学
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过冷工业纯铝枝晶生长的热动力学相场模拟 被引量:1
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作者 丁恒敏 白钢印 浦吕春 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第2期54-55,58,共3页
利用所建立的热动力学相场模型,在计算机上编制出三维组织凝固模拟程序,在统一的相场方程和温度场方程耦合下,实现了三维工业纯铝枝晶生长模拟,并给出了模拟结果。
关键词 动力学模型 枝晶生长 数值模拟
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应变玻璃转变的相场模拟
4
作者 王栋 任晓兵 王云志 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期409-415,440,共7页
应变玻璃转变是在形状记忆合金中发现的一种玻璃化转变过程,这种玻璃化转变过程有着不同于正常马氏体转变的一些特性。通过引入缺陷进而改变形状记忆合金的平均马氏体相的热稳定性和缺陷产生的局部畸变场这两种缺陷的效应,作者课题组建... 应变玻璃转变是在形状记忆合金中发现的一种玻璃化转变过程,这种玻璃化转变过程有着不同于正常马氏体转变的一些特性。通过引入缺陷进而改变形状记忆合金的平均马氏体相的热稳定性和缺陷产生的局部畸变场这两种缺陷的效应,作者课题组建立了新的朗道势能—缺陷模型。通过相场动力学的模拟,成功地预测了实验发现的应变玻璃转变现象及相关的奇异性质。另外,通过相场模拟结果建立了与实验一致的、完整的模拟相变相图,成功地描述了形状记忆合金中除了正常奥氏体态和马氏体态之外的奇异应变态,理论模拟为理解这些应变态及其之间的相关性提供了基础。通过耦合应变玻璃模型和外加力场,模拟了应变玻璃转变的奇异力学特性;其中包括窄的应力应变迟滞回线,应变玻璃成分的应力-温度相变相图,以及在不同的加载情况下,体系在升降温过程中的热滞后性能。本研究工作为进一步通过模拟来指导和设计新型可应用的应变玻璃态材料打下了基础。 展开更多
关键词 马氏体 应变玻璃转变 相场动力学 点缺陷
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压电材料的相场模拟
5
作者 柯小琴 任晓兵 王云志 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期429-433,441,共5页
压电材料是一种能够在机械能和电能之间互相转换的材料,在制动器、传感器等器件上应用广泛。高性能压电材料通常出现在铁电固溶体相图的准同型相界附近,因此研究准同型相界附近出现高压电性能的机理对于开发新的压电材料至关重要。主要... 压电材料是一种能够在机械能和电能之间互相转换的材料,在制动器、传感器等器件上应用广泛。高性能压电材料通常出现在铁电固溶体相图的准同型相界附近,因此研究准同型相界附近出现高压电性能的机理对于开发新的压电材料至关重要。主要综述了利用相场模拟的手段,研究准同型相界附近压电材料的微观结构以及高压电性能机理的进展。在微观结构方面,通过相场模拟得到了准同型相界附近与实验类似的阶梯式纳米畴结构,并且发现这些纳米畴是最近实验发现的单斜相,该单斜相可以由长程静电能和弹性能所稳定。在压电性能方面,通过相场模拟发现,准同型相界附近的高压电性能主要来自于极化旋转而非畴壁移动的贡献。 展开更多
关键词 压电材料 准同型 相场动力学 计算机模拟
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强激光驱动微颗粒高速冲击下铝合金材料的动态力学行为 被引量:1
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作者 张炜 吴先前 +1 位作者 张瑞杰 黄晨光 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期567-577,共11页
微颗粒冲击条件下铝合金材料的动态力学行为研究,对保障铝合金部件在极端环境下结构设计和安全防护性能至关重要.针对2024铝合金材料,采用强激光驱动微颗粒高速冲击实验和数值模拟,研究其微弹道冲击行为.首先通过强激光驱动微颗粒冲击实... 微颗粒冲击条件下铝合金材料的动态力学行为研究,对保障铝合金部件在极端环境下结构设计和安全防护性能至关重要.针对2024铝合金材料,采用强激光驱动微颗粒高速冲击实验和数值模拟,研究其微弹道冲击行为.首先通过强激光驱动微颗粒冲击实验,获得了常温条件下冲击过程中微颗粒的能量损失与铝合金板材冲击的局部变形行为,并对有限元模型进行了验证;基于相场动力学模拟,获得了接近熔点温度的固液共存铝合金的微结构特征,并建立了流固耦合计算模型,给出了不同温度下铝合金材料的冲击能量耗散特性、应力分布规律与变形失效行为.数值模拟结果表明,动态加载下固液共存态铝合金中的流固耦合效应对铝合金的宏观动态力学行为有重要影响;固液共存铝合金材料的吸能效率更低,且由于固相枝晶的相互作用,使应力的传递路径发生明显变化. 展开更多
关键词 强激光驱动微颗粒冲击 铝合金 动态力学行为 相场动力学 流固耦合数值模拟
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集成计算材料工程在钛合金微观结构设计中应用的进展 被引量:4
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作者 王栋 王云志 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期282-288,316,共8页
基于集成计算材料工程的思想,结合CALPHAD、相场动力学模拟与关键的实验测量手段、以及钛合金中最新发现的非传统的固-固相变机制,和近来提出的伪调幅分解相变机制为钛合金微观结构设计提出了新的方向。这一机制首先被Ni和Khachaturyan... 基于集成计算材料工程的思想,结合CALPHAD、相场动力学模拟与关键的实验测量手段、以及钛合金中最新发现的非传统的固-固相变机制,和近来提出的伪调幅分解相变机制为钛合金微观结构设计提出了新的方向。这一机制首先被Ni和Khachaturyan提出并用来解释斜纹组织的形成,并被Fraser等人引入到钛合金体系,Banerjee和Wang等人通过实验和模拟证明了其正确性,这种新的转变路径为设计具有超细、超均匀α+β相微观结构新型钛合金提出了新的设计思路,并且有可能产生新的机械性能。另外,为了扩展制备超细、超均匀钛合金微观结构所需的温度及成分范围,基于存在的热力学数据库,Fraser等人提出了一种通过预先预相分离来产生成分和结构不均匀,进而改进钛合金微观结构的新方法,作者团队基于热力学数据库和相场动力学的计算机模拟证明了其存在。对集成计算材料工程方法在提高设计与选择具有超细、超均匀微观结构的钛合金的效率方面进行了评论总结,集成计算材料工程为钛合金的开发设计提供了新的思路。 展开更多
关键词 钛合金 伪调幅分解机理 计算机模拟 相场动力学
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基于相场模型的金属微波烧结演化机制分析及同步辐射断层扫描实验验证 被引量:2
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作者 康丹 许峰 +3 位作者 胡小方 刘文超 董博 肖宇 《实验力学》 CSCD 北大核心 2016年第3期361-368,共8页
为了探索不同种类金属材料的微波烧结机制,本文针对钛和铝两种具有不同电磁学特性的金属材料,分析了微波与金属微粒的相互作用。依据经典的麦克斯韦方程,金属表面产生电子涡流和趋肤效应。由P.Mishra和K.I.Rybakov等提出的金属在微波中... 为了探索不同种类金属材料的微波烧结机制,本文针对钛和铝两种具有不同电磁学特性的金属材料,分析了微波与金属微粒的相互作用。依据经典的麦克斯韦方程,金属表面产生电子涡流和趋肤效应。由P.Mishra和K.I.Rybakov等提出的金属在微波中的加热效率理论,推导出钛金属表面的热效应明显高于铝。因为电子涡流在磁场中产生指向颗粒内部的洛伦兹力这一微波非热效应,阻碍了内部物质向外的扩散,且铝的感应涡流大于钛,故其向心力更大。由于微波的热效应和非热效应导致物质扩散的驱动力不同,得出"钛的微波烧结速率明显大于铝"这一区别于常规烧结的结论。将获得的分析结果引入相场数值模拟,改变相场模型中控制演化过程中的表面和体扩散变量,获得不同的模拟结果,定量分析了烧结颈等微观结构参数随模拟时间的演化曲线。结合同步辐射断层扫描(SR-CT)技术获得的金属在微波烧结过程中的实验参数,与理论分析和模拟结果相吻合,从而验证了分析和模拟的正确性和可行性。上述结果可为研究金属在微波烧结过程中的演化机制提供支持。 展开更多
关键词 金属 微波烧结 微结构演化 相场动力学模型 同步辐射断层扫描
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金属异质界面对微波烧结扩散影响的在线实验和相场模拟联合分析 被引量:1
9
作者 康丹 许峰 +1 位作者 胡小方 肖宇 《实验力学》 CSCD 北大核心 2018年第1期41-48,共8页
合金材料具有优异的力学性能和广泛的应用范围,与传统方法相比,利用微波制备合金具有明显的优势。为了探索合金材料的微波烧结机制,本文采用合金领域关注度较高的Ti和Al混合金属样品,利用在线实验方式获得了样品在微波烧结时的微观结构... 合金材料具有优异的力学性能和广泛的应用范围,与传统方法相比,利用微波制备合金具有明显的优势。为了探索合金材料的微波烧结机制,本文采用合金领域关注度较高的Ti和Al混合金属样品,利用在线实验方式获得了样品在微波烧结时的微观结构演化结果。和单质Ti和单质Al对比发现,混合Ti-Al样品的烧结温度明显降低,烧结速率显著增加。由上述现象分析认为,Ti和Al之间形成了金属间化合物,由于该化合物和单质金属电导率不同,导致界面极化现象的产生。极化损耗导致界面处温度升高,提高了界面物质的扩散速度。同时,由于界面处物质扩散加剧,大量原子向烧结颈聚集,造成空位向晶界扩散。过饱和的空位被晶界上的位错歼灭,在该处生成牵引力,促使相邻颗粒之间产生对心刚体运动。利用理论分析的结果,在相场数值模拟中同时引入多种扩散机制和刚体运动项,修正密度场控制方程,并拟合烧结颈等微观结构参数随模拟时间的演化曲线。曲线和实验结果基本一致,进一步验证了混合金属与微波产生了特殊作用,即驱动物质扩散的热效应和促使颗粒间向心运动的作用力。上述结果可为研究合金体系在微波烧结过程中的演化机制提供支持。 展开更多
关键词 混合金属 微波烧结机制 微结构演化 相场动力学模型 同步辐射断层扫描(SR-CT)技术
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介观尺度计算材料学研究进展 被引量:1
10
作者 胡文军 李建国 +1 位作者 刘占芳 唐录成 《材料导报》 EI CAS CSCD 2004年第7期12-14,18,共4页
综述了计算材料科学研究中介观尺度的运用范围、模拟方法及最新进展,重点对空间离散位错动力学、相场动力学和元胞自动机在计算材料学中的应用进行了分析和介绍,讨论了介观尺度计算材料学的应用前景。
关键词 介观尺度 计算材料学 研究进展 模拟方法 时空间离散位错动力学 相场动力学 元胞自动机
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金属铝微波烧结微结构演化的在线观测与相场模拟
11
作者 胡祥瑞 许峰 +1 位作者 胡小方 肖宇 《实验力学》 CSCD 北大核心 2020年第3期407-416,共10页
材料内部微结构及其演化与材料宏观力学性能密切相关,而孔隙是微结构的一种重要形态。在金属粉末微波烧结过程中,由于烧结机理复杂,且受限于传统实验观测手段,目前对金属微波烧结孔隙演化机理的认识尚不清晰。本文采用SR-CT(Synchrotron... 材料内部微结构及其演化与材料宏观力学性能密切相关,而孔隙是微结构的一种重要形态。在金属粉末微波烧结过程中,由于烧结机理复杂,且受限于传统实验观测手段,目前对金属微波烧结孔隙演化机理的认识尚不清晰。本文采用SR-CT(Synchrotron Radiation Computed Tomography),同步辐射计算机断层扫描技术,对金属铝粉末微波烧结过程中的孔隙演化进行了在线观测,观测到呈条状的孔隙沿短轴闭合这一独特现象,与常规烧结中孔隙圆滑化和球化过程截然不同。基于这一现象,针对金属颗粒在微波电磁场作用下进行了受力分析,认为在微波电磁场中金属颗粒表面产生电子涡流,颗粒受到沿表面法线方向并指向孔隙内部的安培驱动力作用,促进了孔隙沿短轴方向的闭合,据此提出了条状孔隙演化的安培力驱动模型。将这一模型引入相场模拟,基于实验图像模拟孔隙的演化过程,得到了与实验一致的模拟结果,从而验证了安培力驱动模型的正确性。 展开更多
关键词 微波烧结 孔隙 同步辐射CT 相场动力学
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Effects of Interaction Between Gravitation and Nonlinear Electrodynamics On Scalar Field Evolution 被引量:1
12
作者 陈菊华 王永久 《Communications in Theoretical Physics》 SCIE CAS CSCD 2011年第5期813-816,共4页
In this paper we investigate the scalar field evolution in the dyadosphere spacetime by using the third-order WKB approximation. We find that the coupling term between the gravitation and the nonlinear electrodynamics... In this paper we investigate the scalar field evolution in the dyadosphere spacetime by using the third-order WKB approximation. We find that the coupling term between the gravitation and the nonlinear electrodynamics makes the scalar field decay more quickly and it also makes the scalar field oscillate more slowly. On the o'ther words, this coupling term takes effect on the scalar field evolution as a damping factor. At the same time these effects become more obvious for the scalar field with higher angle quantum number. 展开更多
关键词 scalar field nonlinear electrodynamics dyadosphere spacetime
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Simulation of Decoherence by Averaged Semiquantum Method for Spin-Boson Model
13
作者 WANG Zhuo 《Communications in Theoretical Physics》 SCIE CAS CSCD 2009年第11期881-887,共7页
We investigate the dynamics of a system coupled to an environment by averaged semiquantum method. The theory origins from the time-dependent variational principle (TDVP) formulation and contains nondiagonal matrix e... We investigate the dynamics of a system coupled to an environment by averaged semiquantum method. The theory origins from the time-dependent variational principle (TDVP) formulation and contains nondiagonal matrix elements. So it can be applied to study dissipation, measurement, and decoherence problems in the model (H= hs+hE+ht ). In the calculation, the influence of the environment govern by differential dynamical equation is incorporated through a mean field. We have performed averaged semiquantum method for a spin-boson model, which reproduce the results from stochastic Schrodinger equation method and Hierarchical approach quite accurately. The problems, dynamics in nonequilibrium environments, have also been studied by our method. 展开更多
关键词 ENVIRONMENT semiquantum method DECOHERENCE spin-boson
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