动力学压缩真空中的Van der Waals力

基于参数动力学过程产生的压缩效应,利用Millonni源理论方法研究了 动力学压缩真空中Van der Waals力的性质及其与真空压缩的关系。所得结果表明：Van der Waals力的性质依赖于真空压缩的程度;在一定的临界条件下,Van der Waals力由通常的 吸引性作用转化为排斥性作用。当压缩系数为零时,所得结果与通常文献完全一致。     

高密度比多介质可压缩流动的PPM方法

介绍一种基于流体体积分数模型的界面捕捉方法,数值模拟高密度比及含强激波的多介质可压缩流动.将PPM方法应用到多介质体积分数形式的Euler方程组,用双波近似求解一般刚性气体状态方程Riemann问题,可方便处理界面强剪切的滑移线问题,并给出了水下激波和气泡相互作用以及多相Richtmyer Meshkov不稳定性的计算结果.     

一维多介质可压缩流动数值方法

应用高精度界面追踪方法计算一般状态方程的多介质可压缩流动问题;应用LevelSet技术捕捉界面位置,在界面附近采用守恒数值离散,用双波近似求解一般状态方程Riemann问题,并采用统一高阶PPM格式进行内点和交界面点的计算.一维算例表明,该方法对于光滑区域以及多介质交界面具有二阶精度,能准确地模拟交界面的位置,交界面计算无数值振荡和数值耗散,并能处理一般状态方程的多介质可压缩流动问题.     

虚拟流体方法的设计原则

研究模拟可压缩多介质流的虚拟流体方法,建立一般状态方程下定义虚拟流体状态的基本原则.根据波系结构和使用的自由变量分别推导虚拟流体状态的定义方式.结果表明在这些方式下求解多介质Riemann问题理论上完全精确.进一步总结几种简单有效的虚拟流体方法,这些定义方式不依赖于虚拟流体区域可能产生的波系结构.其中一种类似于反射边界条件,只是界面速度需要首先精确预测出来.数值算例验证了研究结果的合理性.     

多介质流动数值计算中的界面处理方法

 求解Riemann问题得到界面接触间断的流动状态,并以此构造带状区域的虚拟流体状态,对于多维问题设计了一种方便有效的算法。同时求解耦合的守恒形式欧拉方程组和非守恒界面捕捉方程,并用Level-Set函数捕捉界面,数值计算采用高分辨率MWENO格式。最后对可压缩多介质流动问题进行了数值模拟。     

可压缩多介质流体数值模拟中的Level-Set间断跟踪方法

针对可压缩多介质流体的数值模拟,发展了一种Level-Set间断追踪技术,用LS(Level-Set)函数追踪激波和捕捉界面,用Riemann问题解构造带状区域内的虚拟流体状态,对物理量的外推方法、间断附近虚拟流体的构造、间断推进速度的计算等问题进行了研究.最后对可压缩多介质流体一维和二维守恒律方程组进行数值模拟,数值计算采用通量重构的高精度WENO格式,计算结果令人满意.     

模拟多介质界面问题的虚拟流体方法综述

虚拟流体方法为模拟具有清晰物质界面的多介质流动问题提供了一种简便途径.尤其基于多介质Riemann问题解的修正虚拟流体方法及其变体，能够真实考虑到界面附近非线性波的相互作用和物质性质的影响，可以有效解决各种界面强间断等挑战性难题，具有巨大的工程应用潜力.文章重点回顾了虚拟流体方法的发展历史，总结和对比了各种代表性版本在模拟可压缩多介质流时的界面条件定义方式和多维推广方式，并介绍了该方法的设计原则和精度分析方面的研究进展.文章还回顾了该方法在其他更广泛和更具挑战性典型科学问题中的最新应用进展，并对方法的优势和特点进行了总结.      

虚拟流体方法中界面处Riemann问题定义方式的改进

对RGFM中定义Riemann问题的方式进行改进,取距离界面适当远处的插值点处的状态作为Riemann问题的初值.并用数值算例对改进前后的RGFM进行比较.     

纳米流体多相流动的多尺度模拟方法

针对纳米流体多相流动的微观特征,提出一种基于格子Boltzmann的多尺度耦合方法,在速度和悬浮纳米粒子分布变化比较剧烈的区域采用细网格多相模型,在其它区域视纳米流体为均匀混合的单相流体,使用粗网格单相模型.为保证不同尺度区域之间的物理信息(参数)的准确传递,运用质量和动量守恒原理,建立跨区域的边界耦合模型.几个算例表明,该方法既可以反映纳米流体流动的微观特征,又能提高计算效率,与单纯使用多相模型相比,节省大量时间.     

可压缩多介质黏性流体的数值计算

在多介质复杂流动及其相互作用情况下的界面不稳定性研究中，尽管流体的黏性系数比较小，但对流场特别是因界面不稳定性引起的混合部分产生的影响是不能忽略的。采用算子分裂技术，将考虑热传导和黏性情况下Navier Stokes（NS）方程描述的物理过程分解成3个子过程进行数值计算，即整个流量计算分解成无黏性流量、黏性流量和热流量3部分。无黏性流量计算体部分包含对激波、稀疏波以及接触间断的计算和多介质界面处理技术，黏性流量和热流量的计算，主要考虑牛顿流体黏性应力张量和能量流的影响。     

Letter: Brane Cosmology with a van der Waals Equation of State

The evolution of a Universe confined onto a 3-brane embedded in a five-dimensional space-time is investigated where the cosmological fluid on the brane is modeled by the van der Waals equation of state. It is shown that the Universe on the brane evolves in such a manner that three distinct periods concerning its acceleration field are attained: (a) an initial accelerated epoch where the van der Waals fluid behaves like a scalar field with a negative pressure; (b) a past decelerated period which has two contributions, one of them is related to the van der Waals fluid which behaves like a matter field with a positive pressure, whereas the other contribution comes from a term of the Friedmann equation on the brane which is inversely proportional to the scale factor to the fourth power and can be interpreted as a radiation field, and (c) a present accelerated phase due to a cosmological constant on the brane.     

范德瓦耳斯和他的状态方程

在物理学发展史上，范德瓦耳斯对气—液流体系统做了开创性的研究工作，建立了人类历史上第一个既能反映气、液各相性质，又能描述相交和临界现象的状态方程。范德瓦耳斯的理论成就和研究方法对热力学、统计力学和低温物理学的发展产生了重要而深远的影响。文章系统探讨了范德瓦耳斯方程产生的历史背景、科学意义和局限性，讨论了范德瓦耳斯的理论和方法对当代物理学的启发意义。     

论范德瓦尔斯a和b参数与温度的关系

范德瓦尔斯方程中a、b参数是否与温度相关,不但不同文献中的说法互不相同,而且有同一文献前后的结论相互矛盾.本文分析了这个令人迷惑的问题.在热力学中a和b参量被处理为与温度无关,它仅仅在临界点附近有效并可以把范德瓦尔斯方程表述为对应态定律;在更加广泛的温度区间a、b参量和温度有关,但是范德瓦尔斯方程却丧失了其独特性.统计...     

麦克斯韦等面积法则在范氏气体中的应用

对与范德瓦耳斯气体状态方程有关的几个问题作了进一步分析,给出了一种证明麦克斯韦等面积法则的方法,并指出了有关文献的不妥之处.     

范德华尔斯材料在转角光学中的研究进展

极化激元是光与不同极化子相互作用形成的半光半物质的准粒子,可用于亚波长尺度的光场调控,在光学成像、非线性效应增强及新型超构材料设计等领域扮演着举足重轻的角色.近年来,随着人们对转角范德华尔斯材料体系的制备工艺和物性研究的不断深入,其中许多新奇的极化激元现象也被揭示.本文综述了近年来转角范德华尔斯材料在光学领域的研究进展...     

范德瓦耳斯气液状态方程纵横谈

首先强调了范氏方程是气液系统的状态方程,范氏方程可以很好地说明物质气态和液态的相互转变．分析了焦-汤效应,简述了气体的液化与低温的获得．     

A search for colour van der Waals interaction

It is suggested that the strength of nuclear colour van der Waals interaction, if present, can be determined by measuring deviations from Rutherford scattering of charged hadrons from nuclei, at energies well below the Coulomb barrier. Experimental limit on the strength of such a potential is obtained asλ<50, when the colour van der Waals potential is given byV(r)=λ(hc/r ₀)(r ₀/r)⁷, withr ₀, the scaling length, taken as 1 fm. This limit is obtained from an analysis of existing experiments and by performing scattering experiments of 3–4.6 MeV protons from a²⁰⁸Pb target.     

Nonclassical behavior of the van der Waals gas

The partition function of the van der Waals gas is represented by a functional integral which is evaluated by summing the value of the integrand over its absolute and all of its secondary maxima. This leads to a one-to-one correspondence with the Ising model with nearest-neighbor interactions only. Whereas the classical behavior of the van der Waals gas is due to the absolute maximum in function space, the nonclassical behavior is shown to derive from the combined contribution of all the secondary maxima. The relation of this work to inverse range expansions and to the droplet model of condensation is discussed.     

Thermodynamic Curvature of the Binary van der Waals Fluid

The thermodynamic Ricci curvature scalar R has been applied in a number of contexts, mostly for systems characterized by 2D thermodynamic geometries. Calculations of R in thermodynamic geometries of dimension three or greater have been very few, especially in the fluid regime. In this paper, we calculate R for two examples involving binary fluid mixtures: a binary mixture of a van der Waals (vdW) fluid with only repulsive interactions, and a binary vdW mixture with attractive interactions added. In both of these examples, we evaluate R for full 3D thermodynamic geometries. Our finding is that basic physical patterns found for R in the pure fluid are reproduced to a large extent for the binary fluid.