软物质准晶的研究进展

20世纪80年代化学家Shechtman首次在快速冷却的铝锰合金中发现了准晶体,20年后科学家又在自然界中发现了软准晶体。此后,许多材料相继进入了软准晶系列,包括液晶、聚合物、纳米颗粒、胶体、介孔氧化硅等。这些软准晶材料在电子学、传感器、离子液体纳米反应器中具有潜在的应用。本文主要对能形成软准晶的树枝状分子、软准晶结构和准晶的应用前景进行了简要综述。

八次软物质准晶圆柱绕流的动力学分析

基于可压缩黏性流体在小雷诺数下运动的假设,建立了8次软物质准晶圆柱绕流动力学模型,推导了8次软物质准晶的动力学方程组的一般形式在极坐标系下的表达式.通过有限差分法分析了不同的来流速度、圆柱半径,特别是雷诺数的大小对力学量的重要影响,同时验证了圆柱绕流模型及动力学方程组的正确性,揭示了此种软物质材料具有的特定的流动特性.

九次对称软物质准晶的流体动力学分析

本文建议并研究了9次对称软物质准晶的流体动力学模型。9次对称软物质准晶属于第二类软物质准晶,与第一类软物质准晶不同,除具有声子场、第二相位子场、流体声子场,还增加了第四个元激发——第一相位子场元激发。模型中,推导了可能的9次软物质准晶的运动方程组,采用有限差分法求解了二维9次对称软物质准晶的初边值定解问题,其中,全面分析了其流体动力学特征。从物理时空变化角度探索了声子场,第一、第二相位子场,流体声子场以及其相互作用。不同于14次软物质准晶,9次软物质准晶的声子和相位子不耦合,从而也证明了声子、相位子是否耦合对软物质准晶的力学特性有重大的影响。

7次软物质准晶的裂纹扩展问题的分析

以软物质准晶的流体动力学理论为基础,讨论含Griffith中心裂纹矩形试样的7次软物质准晶的动力学裂纹扩展,采用有限差分法求解得到一些有效的数值结果 .考查裂纹尖端处应力场的时空变化规律,进而研究此处的应力强度因子随时间的变化,揭示了软物质准晶的动力学物理特性.并以7次对称软物质准晶为例验证了第二类软物质准晶的较稳定的力学性质,得出软物质准晶的裂纹扩展过程是弹性应力与流体应力竞争的结果 .同时,分析了其特有的声子-相位子耦合效应.

软物质准晶的一个数学模型简化求解

着重于研究比较简单的二维准晶.根据软物质准晶的特性等物理知识,将高维复杂的偏微分方程简化到二维线性情形下.在二维条件下,对方程简化、求导等,将其化为二维热传导方程及位势方程.结合物理意义,给出合适的初边值条件,运用分离变量法及Green函数法给出应力的解析解.最后,在较复杂的初边值条件下,运用向前差分法对应力进行数值模拟并给出几个算例.