粗糙表面上微液滴的数值模拟

本文使用VOF方法将微液滴在粗糙壁面上的接触现象转化为不可压缩两相流动问题,并对其进行三维数值模拟.选择具有柱形突起和槽道两种微结构的壁面进行模拟.计算了不同粗糙系数时液滴在突起结构表面的静止形态和接触角,计算结果和实验数据吻合得较好.和理论模型进行比较,分析了经典模型的适用范围.对于微槽道结构的壁面,计算给出不同方向测量得到的液滴接触角.实现了液滴在倾斜壁面上滑落过程的模拟.液滴沿斜面下滑时,前进角和后退角的变化存在周期性,这一周期性变化和表面粗糙结构密切相关.     

两自由度振动系统的斜碰撞分析

研究斜碰撞振动系统动力学的一个关键问题是对系统在碰撞前后的状态进行合理描述和正确计算．针对两弹性体斜碰撞问题，基于瞬间碰撞假设，提出了采用步进冲量来分析和求解斜碰撞前后的状态关系；并以弹簧摆和振子组成的两自由度斜碰撞振动系统为例，具体介绍了该算法如何实现．用解析方法讨论了该系统在斜碰撞过程中可能出现的各种力学现象，将冲量步进算法得到的数值解与解析结果进行对比，取得了完全一致的结果．该数值方法能适应多种斜碰撞问题的计算．     

表面加工塑性层对金属柱壳剪切带自组织单旋起始的影响

在外爆加载金属柱壳高速坍塌过程中, 发生塑性变形失稳形成的剪切带具有高度的自组织特征, 甚至出现剪切带排列的单旋现象—剪切带在顺时针和逆时针两个方向呈现一个方向占优的现象. 柱壳在坍塌时, 最大剪切应力位于柱壳内表面, 剪切带的形核及扩展行为受内表面材料介观状态的影响显著. 本文通过选材和控制柱壳加工工艺, 获得了内表面具有不同厚度塑性层的20钢柱壳, 采用厚壁圆筒实验技术, 研究了表面加工塑性层对金属柱壳绝热剪切带自组织单旋现象起始的影响规律及其物理机制. 研究结果表明, 金属柱壳内表面加工塑性层显著改变了试样剪切带的起始条件, 沿顺时针或逆时针方向排列的剪切带形核数量在总剪切带数量中所占比例取决于表面加工塑性层的厚度和晶粒取向, 具有单一晶粒拉伸方向的较厚塑性层样品更容易形成单向螺旋剪切带结构. 在相同变形条件下, 随着塑性层厚度增加, 剪切带平均形核速率和扩展速率增大, 剪切带平均间距减小. 结果可为理解金属柱壳在高速塌陷过程中绝热剪切带占优取向现象提供有价值的参考.      

具有转向点的一类奇摄动二阶微分方程的角层问题

考虑了一类具有转向点的奇摄动二阶线性边值问题.先分析在转向点处可能出现角层现象的条件,然后,利用中间变量匹配原则构造出在整个区间上一致有效的复合展开式,从而得到该问题具有角层性质的零次近似解.     

欢迎投稿

<正>《中学生数学》欢迎广大作者投稿.投稿须知:1.稿件的内容要新颖、形式要活泼,以适合中学生阅读,应避免写成教学交流文章.2.提倡短小精悍的文章,讲清一、两个问题,不要追求"大而全".稿一般不超过3000字,中学生习作栏目的稿件更要注意求简求精.3.来稿请在左上方注明文稿适合初中生还是高中生阅读,标题下方请写明作者的通讯地址、邮编、电子邮箱、作者姓名.4.来稿中如有引文请注明出处和参考文献.5.来稿切忌一稿多投,如发现抄袭现象我们将作出公开批评.来稿一律不退,请作者自留     

甲烷/氧气层流反扩散火焰形态及滞后特性研究

对空气气氛中甲烷/氧气反扩散火焰的形态和推举滞后特性进行了实验研究. 实验中通过改变气体流量考察了气速变化对火焰形态演变及滞后特性的影响, 并利用紫外相机系统研究了气速对不同形态火焰中OH^*分布的影响. 研究结果表明: 甲烷气速、氧气气速和火焰的历史状态是决定火焰形态的三个重要参数, 并以此对实验范围内的火焰形态进行了分区; 氧气气速对不同形态反扩散火焰轴线上的OH^*分布有相似的影响, 当氧气缺乏时, 反扩散反应区较短, 当氧气富余时, 反扩散反应区在轴向分布较广; 同轴甲烷的气速对反扩散火焰的滞后特性影响显著, 随着甲烷气速的增加, 反扩散火焰的推举速度和再附着速度呈线性减小, 部分预混火焰向反扩散火焰转变的速度呈线性增加.     

超级防水技术:将纳米结构表面与莱顿弗罗斯特效应结合起来

正在过去的十年中,科研人员一直致力于将超级疏水表面与莱顿弗罗斯特(Leidenfrost)悬浮效应结合起来——试想液滴可以在热的表面上漂浮而不与其发生接触——研究人员期待通过这项研究能够揭开防水表面的神秘面纱。一组来自韩国首尔大学和檀国大学的科研人员提出了一项新的研究,他们在报道中称发现了一种反常的水滴反弹现象,这种反常现象是由纳米结构表面的莱顿弗罗斯特悬浮效应产生的,这一发现刊登在由AIP     

克尔效应与光开关

 在电场作用下,可以使某些各向同性的透明介质变为各向异性,从而使光产生人为双折射的现象称之为电光效应。一般包括克尔效应和普克尔斯效应两种。一、克尔效应如图所示,一个有平行玻璃窗的小盒称为克尔盒,内封装着一对平行板电极,盒内充装着硝基苯(C₆H₅NO2)的液体;两偏振片的透振方向相互垂直(P1⊥P2),极间电场方向与两偏振片的透振方向成45°夹角。当电极间不加电压时没有光线通过这正交的偏振片,这表明克尔盒内液体没有发生双折射现象;当电极间加上适当大小的电场(10⁶V/m)时,就有光线透过正交的偏振片。     

Memory-Based Boolean Game and Self-Organized Phenomena on Networks

We study a memory-based Boolean game （MBBG） taking place on a regular ring, wherein each agent acts according to its local optimal states of the last M time steps recorded in memory, and the agents in the minority are rewarded. One free parameter p between 0 and 1 is introduced to denote the strength of the agent willing to make a decision according to its memory. It is found that giving proper willing strength p, the MBBG system can spontaneously evolve to a state of performance better than the random game; while for larger p, the herd behaviour emerges to reduce the system profit. By analysing the dependence of dynamics of the system on the memory capacity M, we find that a higher memory capacity favours the emergence of the better performance state, and effectively restrains the herd behaviour, thus increases the system profit. Considering the high cost of long-time memory, the enhancement of memory capacity for restraining the herd behaviour is also discussed, and M =5 is suggested to be a good choice.     

在绝缘体中的库珀对

通过晶体微弱作用所形成的电子对称为库珀对，它在超导现象中起着主导的作用．但现在已观察到库珀对不仅可存在于超导体内，同时也可以存在于绝缘体内．这个实验是由美国布朗大学的I．Volles等科学家们完成的．