弱锚泊对液晶微波相位调制的影响

液晶对微波的调制取决于外加电压作用下液晶分子的取向, 而基板的锚泊对液晶取向有重要影响, 必然导致微波调制的变化. 本文研究了无手性掺杂的弱锚泊90°扭曲向列相液晶的微波调制特性. 基于液晶弹性理论和变分原理得到了液晶盒系统的平衡态方程和边界条件, 采用差分迭代方法数值模拟了不同锚定强度大小和不同预倾角下单位长度相移随电压的变化. 结果表明: 1)预倾角对微波相移的影响与施加电压有关. 当液晶盒施加电压为0.5–1.6 V之间时, 随预倾角增大, 单位长度微波相移及其与强锚泊0°预倾角90°扭曲液晶相移差均增大, 且相移差达到最大时的电压值也随倾角增大而减小; 1.6–3.0 V之间, 单位长度微波相移及相移差随预倾角增大而减小; 1.6 V附近及3.0 V之后, 相移基本没有变化. 2)表面锚定强度大小对微波相移的影响非常大. 随锚定强度减小, 单位长度微波相移及相移差均会增大, 微波相移的可调范围也增大, 且增加越来越明显. 此研究为液晶微波调制器件的设计提供了理论依据.     

水平管油水分散流液滴粒径及其分布规律研究

油水两相分散流是油水混输管道常见的流型之一,液滴是油水分散流的主要特征,液滴在油水两相管路中受到湍流惯性力、剪切力、界面张力、黏性力等多种力的作用而发生聚结和破裂,从而形成不同的液滴粒径及其分布。本研究采用高速摄像和显微照相两种方法研究了水平管中油水分散流的液滴粒径随混合流量、温度和含油率等参数的变化规律,并利用三种概率分布函数研究了液滴粒径的分布特性。研究结果表明:分散相液滴的Sauter平均直径随混合流量的增加而逐渐减小、随温度升高而逐渐增大、随含油率的增大而增大;液滴粒径的分布规律与Log-Normal和Frechet概率分布函数符合较好。     

可弯曲式有机电玫发光器件的出光率

基于几何光学模型及其原理,推导出在不同弯曲情况下可弯曲式有机电致发光器件的出光率表达式,分析了器件出光率受基板曲率、厚度及有机层折射率的影响,并与平整有机电致发光器件的出光情况作了比较.结果表明:当器件向外弯曲时,出光率随着基板曲率与基板厚度的增大而增大,随着有机层折射率的增大而减小;当器件向内弯曲时,出光率随着基板曲率与基板厚度的增大而减小,随着有机层折射率的增大而减小.对于平整器件,其出光率随有机层折射率的增大而减小.     

放电参数对同轴枪中等离子体团的分离的影响

同轴枪中的等离子体团的分离现象主要是由同轴枪内磁场的梯度造成的电流层倾斜而引起的一个增强反馈过程导致的, 这种分离现象越来越成为限制同轴枪有效使用的一个不利因素. 在实验上研究放电参数对等离子体团的分离的影响, 对理论研究和实际应用都具有重要意义. 在实验中发现, 利用光电倍增管可以直接观察到等离子体团的分离程度, 由此可以研究放电参数对等离子体团的分离的影响. 本实验主要研究电容充电电压、电容、放电气压这三个参数对分层现象的影响. 实验发现, 分离程度随着电容以及其充电电压的增大而增强, 随着气压的增大而减弱. 实验结果基于雪犁模型进行分析, 电容以及电容充电电压的增大使放电电流增强使磁场梯度增大而导致电流层的倾斜程度增加, 而使等离子体团的分离程度变严重, 相反, 气压的增加使需要加速更多粒子而导致电流层的倾斜程度减弱, 而使等离子体团分离程度减弱. 分析认为, 通过控制在加速过程中影响电流层倾斜程度的因素可控制共轴枪中等离子体团的分离程度.     

兰姆波锂电池极化电压优化实验*

为了降低极化对电池的影响,应用兰姆波技术对锂电池进行优化极化电压的实验。结合二阶电路模型,计算锂电池的极化电压,分析极化电压随各影响因素的变化关系。实验结果表明：当兰姆波的激发频率一定时,极化电压优化幅值随加在压电陶瓷两端的激发电压的增大而增大,呈线性变化;当兰姆波的激发电压保持不变时,极化电压优化幅值与加在压电陶瓷两端的激发频率不成线性关系,而是在某一共振激发频率内达到最优。     

声悬浮液滴的表面毛细波及八阶扇谐振荡

采用声悬浮方法研究了自由液滴表面的毛细波形成机理,并利用主动调制声场技术激发了液滴的八阶扇谐振荡.实验结果表明,当声场调制频率接近液滴本征频率的两倍时,液滴将由轴对称受迫振荡向非轴对称扇谐振荡模态转变.实验与理论分析证实,参数共振是毛细波与扇谐振荡的形成原因.扇谐振荡的本征频率随液滴赤道半径的增大而减小,可通过修正的Rayleigh方程来描述. 关键词： 声悬浮 液滴 毛细波 扇谐振荡     

正癸烷纳米液滴润湿特性的分子动力学研究

流体液滴在固体表面的浸润性对其润滑性能至关重要.本文利用分子动力学方法研究了正癸烷纳米液滴在铜表面上的润湿特性.结果表明：在平坦光滑表面上,壁面的厚度和分子数目对润湿效果影响不大.随着壁面能量势阱参数εs 增大,接触角线性减小.随着温度升高,液滴的接触角减小.在沟槽粗糙表面上,随着粗糙度因子增大,对于疏液表面,接触角增大到一定值后基本保持不变,符合Cassie理论;中性和亲液表面接触角则会减小,为Wenzel润湿模式.当表面分数增大时,疏液与亲液表面接触角整体呈减小的趋势,对中性表面影响不大.当温度升高时,粗糙疏液表面接触角会增大,润湿效果更差,而粗糙中性和亲液表面液滴润湿性会更好.     

润湿梯度作用下液滴在倾斜表面向上运动的格子Boltzmann模拟

采用基于Shan-Chen伪势模型的格子Boltzmann方法,对液滴在存在润湿梯度的倾斜表面上克服重力、自下而上运动的过程进行模拟。探究润湿梯度、液滴尺寸、Bond数以及表面倾斜角度对液滴运动的影响。计算结果表明：液滴在运动过程中,内部会出现沿斜面向上的速度矢量,润湿梯度越大,液滴运动速度越快,润湿长度也越长,且动态接触角减小速率越快。液滴尺寸和Bond数对液滴运动的影响较小,但存在临界Bond数,超过该临界Bond数时,液滴将沿梯度润湿表面向下运动。表面倾角对液滴运动有显著影响,倾角增大,液滴运动速度和润湿长度都明显减小。     

实验观测液滴撞击倾斜表面液膜的特殊现象

采用高速摄像仪以10000帧/s 的拍摄速度对液滴撞击倾斜表面液膜的过程进行了实验观测, 分析了液滴撞击倾斜表面液膜后的铺展、水花形成以及飞溅等现象, 考察了撞击角对液滴震荡变形过程的影响; 在此基础上, 定量讨论了液滴铺展速度随时间的变化规律, 揭示了液滴撞击速度和撞击角对前、后铺展因子及初始铺展速度的影响.观测发现, 在撞击角为28.0°–74.7°范围内, 随着撞击角的减小, 液滴在液膜表面的震荡变形程度增大; 前铺展因子随撞击速度的增大而增大, 随撞击角的减小而增大; 后铺展因子随撞击速度的增大几乎不发生变化, 但是随撞击角的增大而增大; 液滴初始铺展速度随撞击速度和撞击角的升高而增大. 关键词： 液滴撞击 倾斜液膜 铺展因子 铺展速度     

直流电场作用下生物柴油液滴的雾化特性和燃烧特性研究

设计搭建了电场作用下燃油液滴燃烧实验装置,对比了不同电压下生物柴油液滴的形态演变、变形程度、子液滴等行为,分析了不同电压下液滴火焰形貌演变、火焰尺寸等燃烧特性及最高液滴温度变化。结果表明,电压为3 k V和4 k V的电场会诱发生物柴油液滴产生锥射流,其破碎生成子液滴,尺寸范围为20～120μm,速度基本低于2.5 m·s^-1;受电场对火焰和液滴的综合影响,火焰变化主要表现为高度减小、宽度增大,纵横比减小;电压为1 k V和2 k V的电场降低了最高液滴温度,而当电压增加至3 k V和4 k V时最高液滴温度增加。     

运行时间对油水真空分离的影响

为获取运行时间对油水分离动态特性的影响,考虑油水汽三相流、水滴蒸发相变等因素,建立滤油机的油水分离流场的数学物理模型及水滴运动蒸发的相变方程;分析运行时间对油水分离过程中油水汽三相体积分数分布以及轴向脱水率的影响,表明不同运行时间油水汽三相流的动态特性,运行时间显著影响油水分离的脱水效率,为研究滤油机的油水分离机理奠定基础.     

Impact of the liquid phase shape on the structure of III-V nanowires

The III-V nanowire structure (zinc blende or wurtzite) grown by the vapor-liquid-solid process is shown to be highly dependent on the parameters which shape the droplet at the top of the nanowire. Under conditions that the droplet volume does not exceed a certain value, it is demonstrated that when the nucleation of the solid starts at the solid-liquid-vapor triple line, a relatively large droplet volume and low wetting angle favor the formation of the wurtzite structure. We show that the effective V/III flux ratio is the primary parameter controlling the structure.     

Preparation of porous super-hydrophobic and super-oleophilic polyvinyl chloride surface with corrosion resistance property

Porous super-hydrophobic polyvinyl chloride (PVC) surfaces were obtained via a facile solvent/non-solvent coating process without introducing compounds with low surface energy. The microstructure, wetting behavior, and corrosion resistance of resultant super-hydrophobic PVC coatings were investigated in relation to the effects of dosage of glacial acetic acid and the temperature of drying the mixed PVC solution spread over glass slide substrate. As-prepared PVC coatings had porous microstructure, and the one obtained at a glacial acetic acid to tetrahydrofuran volume ratio of 2.5:10.0 and under a drying temperature of 17 °C had a water contact angle of 150 ± 1.5°, showing super-hydrophobicity. In the meantime, it possessed very small contact angles for liquid paraffin and diiodomethane and good corrosion resistance against acid and alkali corrosive mediums, showing promising applications in self-cleaning, waterproof for outer wall of building, seawater resistant coating, and efficient separation of oil and water.     

激光角度欺骗干扰中自然地物假目标选择研究

针对激光角度欺骗干扰中自然地物假目标应用需求,在分析了干扰能量传输和干扰过程中武器威胁角、地物倾角以及入射角、反射角等角度关系的基础上,建立了自然地物假目标干扰能量分布模型。依据所建立的模型,对砂石类和建筑类地物反射干扰能量分布进行了仿真研究。仿真结果表明,在相同功率激光照射的条件下,地物倾角相同时对相同位置的激光制导武器,砂石类地物比建筑类地物干扰效果好,在实际防护中砂石类地物选择优先级要高于建筑类地物;同一种地物反射的干扰能量随地物倾角的增大而增大;对于漫反射特性较好的建筑类假目标,威胁角一定时,地物倾角在大致与威胁角互余时反射能量达到最大;对于砂石类目标,存在随入射角大小变化的镜像反射分量,使得导引头接收到地物反射能量达到最大值时威胁角和地物倾角不满足互余关系。进一步研究了在导引头接收到的砂石类地物反射能量最大值时地物倾角和武器威胁角的关系,通过数据分析,得到在实际防护过程中,砂石类自然地物的倾角选择要至少大于31°的结论。根据地物倾角和威胁角关系的散点图特征,分别采用一阶、二阶、三阶、四阶多项式对二者进行拟合,在充分考虑函数复杂度、拟合性能的前提下,确定三阶多项式为最佳拟合函数。在武器威胁角已知的情况下,可以通过三次多项式拟合得到最佳干扰效果时砂石类自然地物的倾角取值。研究结果对自然地物假目标的选择具有一定的指导意义。     

溶液液滴蒸发变干的环状沉积

液体蒸发驱动的颗粒自组装现象在许多的工业技术中有重要应用. 本文利用显微镜观测含有颗粒物质的液滴变干后留在固体表面的颗粒形成的环状沉积图案. 采用微米粒径的SiO₂小球水溶液液滴蒸发变干模拟咖啡环的形成过程, 结果发现液滴蒸发过程中接触线的钉扎是环状沉积的必要条件. 在液滴蒸发过程中颗粒随着补偿流不断的向液滴边缘移动, 聚集在接触线处形成环. 液滴蒸发变干后残留在液滴内部的颗粒数随颗粒质量分数的增加而增加, 可以达到单层的颗粒排列. 而玻璃衬底上的颗粒环在颗粒质量分数很小时, 形成单层排列, 且一排一排地生长. 蒸发过程中颗粒环由于液滴边缘的尺寸限制向液滴中心缓慢移动. 这会导致液滴中不同大小颗粒的分离. 关键词： 液滴 接触线 蒸发 颗粒     

离轴抛物镜的最佳子午像面

分析指出,若满足一定的近似条件,离轴抛物镜存在一倾斜的最佳子午像面。文中导出了这一像面的倾角和其上子午弥散大小。理论分析和实际计算结果均表明,此像面上子午像质得到显著提高。     

Acoustic-wave reflection from a gas−droplet–mixture boundary

The problem on acoustic-wave reflection from the boundary of a gas?droplet mixture is considered. For the interface between the pure gas and the gas?droplet mixture at a wave inclined incidence, a nonmonotonic dependence of the reflectance on the volume content of droplets is established. The values of the critical wave-incidence angle and the volume content of inclusions at which the reflectance vanishes are found and illustrated. The possibility of occurrence of the lowest reflectance in dependence on the frequency of perturbations in a certain interval of the wave-incidence angle related mainly to the difference in the densities of the gas-droplet mixture and the pure gas is shown.     

油滴撞击油膜层内气泡的变形与破裂过程的数值模拟

旋转工作的机械零部件和机械设备的润滑系统工作过程中普遍存在着油滴和油膜的碰撞行为,这一行为易引起气泡夹带现象.气泡将对油滴撞击油膜时的运动过程和附壁油膜层的形成质量造成不可忽视的影响.基于耦合的水平集-体积分数方法,对油滴撞击含气泡油膜的行为进行数值模拟研究,考察油膜层内气泡的变形运动过程,分析气泡大小和位置等因素对撞击过程中气泡变形特征参数的影响规律,并探讨气泡破裂的动力学机制.研究表明,随着气泡直径的增大,油滴撞击含气泡油膜后气泡会依次出现自由表面破裂、稳定变形以及油膜内部破裂等现象;直径d=20μm的气泡能较稳定地存在于油膜层内,同时该值也是气泡发生自由表面破裂和油膜内部破裂的临界值.此外,气泡所在位置同样对气泡变形历程有一定影响,气泡越接近油膜表面,其变形量越大;位于油膜底层的气泡会附着在壁面上.在自由表面破裂和油膜内部破裂过程中,气泡破裂是由气-液界面不稳定引起的,表面张力对这两种现象起重要作用;而黏性剪切力对油膜内部破裂现象也有着不可忽视的影响.