Preface

This special issue on Magnetic Particulate Systems （MPS） represents a unique forum among people working in this broad, challenging and multifaceted scientific area with applications varying from medicine to environment and from ultra-fine to coarse particulate dispersions, and comprising subjects concerned with ferrofluids, magnetic bio-carriers, magnetically assisted fluidization and hyperthermia, etc. - subjects which have their own respective histories and trends yet lacking collation to provide a global perspective and interaction for mutual progress.     

水平摆振下环形巴西果分离效应模拟研究

为了研究水平摆振下混合颗粒体系的分离行为及其机理,利用离散单元法进行数值模拟,对二元混合颗粒振动下的运动行为进行了研究,观察到圆筒形容器内一种新的分离现象,即"环形巴西果"分离。通过对比不同振动参数、不同区域内混合颗粒体系的运动特性,分析了颗粒的整体流态、能量、离心力作用以及颗粒间的力链结构强度,对混合颗粒的中心偏析、边界堆积以及整体分离行为,揭示了"环形巴西果"分离构型的内在机理。结果表明:频率为1Hz、振幅为160°时,混合颗粒出现"环形巴西果"分离现象;频率为3Hz、振幅为40°时,混合颗粒出现"巴西果"分离现象,且通过调整振幅和频率可以控制中心区域大颗粒偏析程度,实现"环形巴西果"分离构型与"巴西果"分离构型之间的转换。     

散料在料仓内流动特性的实验研究

用振动筛测量多种散料的筛分尺寸，测量散料的容积密度、安息角，用应变直剪仪进行散料内摩擦角、壁面摩擦角的测量，分析了散料颗料的形状、尺寸对散料的安息角、内摩擦角、壁面摩擦角的影响。用示踪法进行了圆筒内散料重力场中颗粒流线和等时线的试验，以及出口直径与流量的关系、筒仓内散料高度对流量的影响的试验，流量与筒仓内散料高度关系的试验。分析了散料各物性参数对散料流动性的影响，为散料存贮和运输设备的结构设计提供实验依据。     

A nonlinear kp-εp particle two-scale turbulence model and its application

A particle nonlinear two-scale turbulence model is proposed for simulating the anisotropic turbulent two-phase flow. The particle kinetic energy equation for two-scale fluctuation, particle energy transfer rate equation for large-scale fluctuation, and particle turbulent kinetic energy dissipation rate equation for small-scale fluctuation are derived and closed. This model is used to simulate gas–particle flows in a sudden-expansion chamber. The simulation is compared with the experiment and with those obtained by using another two kinds of tow-phase turbulence model, such as the single-scale two-phase turbulence model and the particle two-scale second-order moment (USM) two-phase turbulence model. It is shown that the present model gives simulation in much better agreement with the experiment than the single-scale two-phase turbulence model does and is almost as good as the particle two-scale USM turbulence model. The project supported by China Postdoctoral Science Foundation (2004036239).     

金属基耐磨铸造表面复合材料的现状及其今后研究工作的主攻方向

为了推动国内在金属基耐磨铸造表面复合材料领域的基础理论研究和应用的发展，对这类复合材料的制造工艺、耐磨性能和影响其质量的有关因素进行了综合介绍与评述。目前，金属基耐磨铸造表面复合材料的发展方兴未艾，尽管其制造工艺的研究，特别是对于它的摩擦学性能和影响其质量的因素之研究报道都还不多，然而毕竟已经取得了不少成果，这为它的进一步发展奠定了基础。通过对几个方面已经成功应用和可望投入应用之实例的简明阐述，展现了金属基耐磨铸造表面复合材料良好的实用前景，并就其今后的研究工作提出了几个值得重视的主攻方向。应当特别还强调指出的是，在对这类复合材料深入进行基础理论研究的同时，还必须大力开展其在工程上的应用研究，以不断拓展它的适用范围。     

纳米二硫化钼作为机械油添加剂的摩擦学特性研究

由硫化钠和钼酸钠水溶液反应生成棕色三硫化钼膏状沉淀,将三硫化钼粉末干燥后在氢气保护气氛中于适宜温度下煅烧脱硫,制得了粒径为20～30nm的纳米MoS2颗粒.用X射线衍射仪和透射电子显微镜分析了MoS2纳米颗粒的相组成和微观形貌;利用四球摩擦磨损试验机测定了纳米MoS2作为N46机械油添加剂的摩擦学性能;采用X射线光电子能谱仪分析了磨痕表面元素的化学状态,用扫描电子显微镜观察了磨痕表面形貌,探讨了纳米MoS2的减摩抗磨机理.结果表明,同普通MoS2微粒相比,纳米MoS2更易发生化学反应并在钢球磨损表面形成含三氧化钼的表面膜,纳米MoS2添加剂的极压、抗磨和减摩性能优于普通MoS2.     

颗粒流研究评述

颗粒流可看作一种颗粒间直接作用占优势的特殊两相流,它涉及自然界和工程实际中的许多流动问题,例如泥石流、雪崩、滑坡及固体物料的管道输送等,现阶段在国际上对颗粒流的研究正形成一个热点,而在国内这方面的工作才刚刚开始,本文在广泛收集资料的基础上对颗粒流研究现状作了全面的评述,内容包括颗粒流动现彖、实验研究、基本理论、数值模拟,颗粒流研究中的主要问题及将来的发展方向.     

沉淀对Al-Cu-Mg合金中锯齿形屈服现象影响及其微观实验研究

经固溶处理的Al-Cu-Mg合金在常应变率拉伸实验中具有显著的锯齿形屈服现象,且屈服行为随固溶处理温度的改变而呈现不同的特征。塑性变形特性与合金材料的微细观结构,尤其是位错运动的演化密切相关。本文运用透射电子显微镜,研究在不同温度下固溶处理的Al-Cu-Mg合金的微观结构,尤其是析出颗粒的大小和含量。并结合宏观的拉伸实验结果,分析Al-Cu-Mg合金动态应变时效的机制。     

含微裂纹和椭球颗粒介质的强度及本构关系

针对含随机分布微裂纹及椭球颗粒的复合材料，通过考虑椭球颗粒内的本征应变及其与微裂纹的相互作用，利用等效夹杂方法研究了微裂纹损伤对材料有效模量和强度的影响，推导了复合材料的细观应力场及本构关系，并导出了材料破坏的临界条件．     

颗粒附壁燃烧机理及模拟方法探讨

在燃用固体燃料，如生物质、煤、固体废弃物时，都存在一定程度的附壁燃烧现象，以燃煤液排渣燃烧器为例，探讨了颗粒在熔融面上的沉积、流动以及燃烧机理。并针对现有煤粉燃烧程序在液排渣燃烧器模拟上的局限，开发了一种考虑液渣流动的附壁燃烧模型，给出了总体的计算框架．通过对不同壁面处理方式下计算结果的比较，分析了不同手法的优劣和特点，为液排渣燃烧器的正确模拟提供一种完整的思路，对生物质或固体废弃物燃烧模拟起到一定的参考作用。