测量η实验中对小球和液体选择的理论分析

本文导出了小球在液体中下落的运动方程，并从理论上指出了测量粘滞系数实验中应怎样选取小球和液体以提高η的测量精度．     

测量η实验中对小球和液体选择的理论分析

本文导出了小球在液体中下落的运动方程，并从理论上指出了测量粘滞系数实验中应怎样选取小球和液体以提高η的测量精度。     

滑动椭球凹面约束下的物体运动解析

本文首先分析导出光滑平面上能自由滑动的静止旋转椭球凹面理想约束下静释放小球的运动轨迹，然后求出静释放小球（可视为质点）的运动速度表达式和加速度表达式，最后用Excel取特定数值作出了小球的速度和加速度与x的函数图像，可直观反映小球的速度和加速度变化的规律。     

变悬点变摆长单摆运动分析

用两种方法导出了变悬点变摆长单摆的加速度和运动微分方程，分析了小球作周期振动的条件，讨论了角速度最大值的位置，并通过计算机数值计算，画出了小球作周期振动时的相图。     

超级球问题的理论分析与实验操作

根据碰撞定律和动量守恒定律导出超级球问题中小球反跳高度的一般公式 ,并分析如何提高小球反跳高度及实验方法     

用落球法测液体粘度计时起点的确定

根据斯托克斯定律和牛顿第二定律导出了小球到达终极速度半,小球的运动距离与速度之间的函数关系,从理论上对计时起点的确定给予了证明,并讨论了小球半径的合理取值。     

粘滞系数测定中的一种不当的数据处理方法

有的物理实验教材中，“粘滞系数测定”实验是用不同直径的小球进行测量，并由测量结果求平均．这种实验方法常会带来数据处理上的问题．例如，在文献[1]中列有关于液体粘滞系数测定的数据表格，现将其中小球直径测量数据表摘录如下：     

落球法测液体粘度的理论修正公式

根据泊肃叶公式的积分形式，得到了泊肃叶公式的求和形式，从而导出了液体粘度的理论修正公式，比较了理论修正公式与经验修正公式，并提出了小球半径与管半径之比的合理取值。     

大液滴撞击不同润湿性小球的三维格子Boltzmann方法模拟

采用三维多松弛(MRT)Shan-Chen的格子玻尔兹曼方法(LBM)模拟液滴撞击不同润湿性固体小球(液滴直径与小球直径比大于1)的动态过程,在多种方法验证计算模型准确性的基础上,探究液滴韦伯数、小球表面润湿性对液滴撞击小球动态过程的影响,以及液滴撞击小球后形成片层的几何特征与球面润湿性的关系。结果表明：液滴撞击小球后将形成钟罩形的片层,撞击亲水小球后的片层则会出现凹痕。当小球表面润湿程度一定时,片层的最大底径随韦伯数增大而增加。撞击亲水小球时,片层形成后会完全闭合,韦伯数越大,且片层完全闭合的时刻越早,并在闭合过程中片层容易发生破裂。而撞击疏水小球时,韦伯数越大,则片层发生破裂的时刻越早;在片层打开过程中,破裂后的片层成环条状下落,即片层的几何特征受韦伯数和小球润湿程度的共同影响。     

用聚苯乙烯小球模拟生物组织中的光强分布

用水中周期排列的直径为3μm的单层聚苯乙烯小球以及单个聚苯乙烯小球模拟对光敏感的生物组织，如绿色植物叶肉细胞、动物皮肤的表皮细胞、苍蝇蜜蜂等的复眼以及一种海蛇尾背部的光敏器官的光强分布.通过观测聚苯乙烯小球在不同深度的光强分布，发现随着深度的改变其光强分布是截然不同的.在小球的横截面上，光强分布不很均匀而且呈有规律的花纹图案.在小球的外面，光强分布表现为独立的透镜成像分布.周期排列的小球与单个小球在其横截面上的光强分布也完全不同，前者的光强分布表现出球与球之间很大的相关性. 关键词： 生物组织 周期排列 光强分布     

16Cr-ODS铁素体钢的初始氧化物弥散相结构对抗辐照硬化和Ne离子脆化性能的作用研究

依托兰州重离子研究装置(HIRFL),开展了3 种不同氧化物弥散强化的16Cr-ODS铁素体钢的重离子辐照损伤研究,旨在探究氧化物颗粒结构参数(尺寸和密度)对材料辐照硬化和Ne离子辐照脆化效应的影响。采用6.17 MeV/u的Ni离子辐照和Ne离子,借助辐照终端的梯度减能装置在材料样品中产生了均匀的辐照损伤坪区。借助纳米压痕和小冲杆测试技术分别获得了辐照前后材料的纳米硬度和延伸率数据。探究了氧化物纳米颗粒的界面对于缺陷的的吸收尾闾(sink strength)和材料的辐照硬化/脆化的关系。结果表明,吸收尾闾越大,ODS钢的抗辐照硬化和脆化能力越强。     

多孔扩散型消声器外壳对其性能影响的研究

多孔扩散型消声器由于其体积小、消声性能高而广泛应用到排气噪声的降低上,其外壳对消声器的消声性能具有重要作用。本文对此类消声器外壳的孔型、孔径和孔距以及外壳同消声材料的配合方面进行了细致的实验研究,特别对外壳与消声材料的配合与其排放噪声以及外部流场之间的关系进行了探讨,得到了一些有用的结论,对消声器性能的提高具有一定指导意义。     

Wave propagation in fluid-conveying viscoelastic single-walled carbon nanotubes with surface and nonlocal effects

In this paper, the transverse wave propagation in fluid-conveying viscoelastic single-walled carbon nanotubes is investigated based on nonlocal elasticity theory with consideration of surface effect. The governing equation is formulated utilizing nonlocal Euler-Bernoulli beam theory and Kelvin-Voigt model. Explicit wave dispersion relation is developed and wave phase velocities and frequencies are obtained. The effect of the fluid flow velocity, structural damping, surface effect, small scale effects and tube diameter on the wave propagation properties are discussed with different wave numbers. The wave frequency increases with the increase of fluid flow velocity, but decreases with the increases of tube diameter and wave number. The effect of surface elasticity and residual surface tension is more significant for small wave number and tube diameter. For larger values of wave number and nonlocal parameters, the real part of frequency ratio raises.     

考虑Magnus力的高尔夫球射程

对实际中有旋转的高尔夫球运动进行了分析.通过数值计算表明,粗糙球比光滑球飞得远.球的自转会产生Magnus力,对射程有显著的影响,但球的旋转并非越快越好.     

三维小空化数空泡流数值方法

采用均质平衡流空泡模型,引入基于求解液体质量份数输运方程的空泡流模型,提出新的压力密度耦合的压缩性方法和控制气液两相转换的源项,求解汽水混合介质的RANS方程和带低雷诺数修正的k-ε模型,实现了小空化数(σ=0.2~0.01)下水下航行体的空泡流数值模拟.得到清晰的空泡形态特征与内部结构,以及空泡长度和最大直径随空化数的变化规律,给出航行体运动阻力系数与空化数之间的变化关系.将计算结果与解析结果及实验数据进行比较表明,该方法保证了极小空化数下自然空泡流计算的稳定性与收敛性,提高了空泡形态特性的预报精度.     

Cavitation in a lubrication flow between a moving sphere and a boundary

A heavy sphere is free to move inside a rotating horizontal cylinder filled with viscous liquid. The steady motion is essentially Stokesian, and the sphere rotates at a fixed location with a lubrication layer between the ball and the wall. The symmetry of the flow field suggests there will be no force to balance the normal component of the ball's weight. However, we show that a normal force can arise when a cavitation bubble is present. The bubble size was measured as a function of the cylinder rotation rate and agrees well with a model which uses the force and torque balances on the sphere.     

尾流中气泡对光传播的影响

从几何光学的角度出发,针对气泡直径与光束直径之间的大小关系,分两种情况,推得了单个气泡的散射光强变化情况,以及气泡速度与散射光强之间的关系.得出散射光强的变化频率与气泡半径和速度存在一定的关系,光束的直径与气泡直径的大小关系决定光强变化的强弱.在此理论基础上,模拟了光强的变化,并与实验所得曲线相比较,验证了实际与理论的相符性.同时用短曝光、连续拍摄的数码相机对气泡进行拍摄,进一步验证了理论推导的正确性.     

大工作面F-Theta镜头的光学设计

目前国内用于激光标刻机的F-Theta镜头的工作面积一般不超过φ420mm.国外虽有面积较大的F-Theta镜头,但结构复杂。通过初级像差分析,确定了镜头的初始结构参量,利用光学设计软件优化得到了工作面积为φ680mm的F-Theta镜头,它由四片两种普通玻璃球面透镜构成,光学筒长不到100mm,具有结构简单紧凑,聚焦性能接近衍射极限、线性畸变小的优点,满足大工作面打标的使用要求。     

基于Tolman长度的Lucas-Washburn渗吸模型改进及数值模拟

经典的Lucas-Washburn(L-W)渗吸模型用Young-Laplace方程计算毛管压力, 但该方程在管径细小情形得出的毛管压力值与真实值存在较大偏差。本文运用Tolman长度改进Young-Laplace方程, 提出一种改进的L-W渗吸模型, 并将等截面圆管扩展至任意变化截面圆管, 得到变截面圆管中润湿流体注入长度随时间变化的数学模型。该模型为二阶非线性常微分方程, 无法求出解析解, 为此提出一种数值解法。选取截面变化的毛细管道, 通过数值模拟计算出润湿液体注入长度与时间的对应关系, 对Tolman长度的改进效果进行检验和分析。结果表明: 在研究范围内Tolman长度对L-W渗吸模型的改进效果表现出毛细管道半径越小, 效果越明显的规律。圆管局部缩小能改变渗吸水运动状态, 依次呈现出三种运动模式; 圆管局部扩大会缓慢改变渗吸水运动状态, 只呈现单一运动模式。     

不同参数多壁碳纳米管的拉曼光谱研究

拉曼光谱是进行碳材料结构与性质研究的有力手段,为了研究多壁碳纳米管(MWCNT)的管径和长度对其拉曼光学性质的影响,本研究对一系列不同管径和长度的多壁碳纳米管进行拉曼光谱的测试和分析。研究发现: 与高取向的石墨相比,多壁碳纳米管一阶拉曼光谱的G峰中心和D峰中心都会向低波数发生不同程度的红移;MWCNT两个主要特征峰(G峰和D峰)峰强在其他条件相同的情况下,与MWCNT的管径成正比,与长度成反比;G峰的频移与MWCNT的管径和长度两个因素密切相关,与管径成反比关系(这与单壁碳纳米管的径向呼吸模有着一致的结果),与管长成正比关系,而D 峰的频移受MWCNT的管径和长度的影响很弱,并对此现象进行了初步分析。在此基础上,我们以MWCNT的长径比为横坐标,G峰频移为纵坐标作图,进行线性拟合,得到了G峰频移与长径比成一定的线性递增关系。采用同样的分析方法,我们将G峰和D峰强度分别对MWCNT的长径比作图,进行线性拟合,得到了G峰和D峰强度分别与MWCNT的长径比成一定的线性递减关系。