以颗粒物理原理认识地震——地震成因、地震前兆和地震预测

本文以地壳和地幔的基本构造和己有观测事实为依据,运用颗粒物理原理,将地壳和地幔作为大尺度离散态颗粒物质体系处理,重新认识地震孕育过程,前兆产生机制及规律,探求地震预测方法和途径.主要结果是:建立了地壳与地幔构成和运动的颗粒模型;提出了引发地震的大地构造力的形成机制,以及地震前兆信息产生和传播规律;说明了地震前兆信息的主要特征及其与地震发生之间的关联,阐述了探测有效地震前兆信息的方法原理;用颗粒流动的阻塞-解阻塞转变原理解释了深源地震发生机制;对以前难以理解的若干地震学现象进行了解释,并讨论了地震的可预测性。由于地壳和地幔的离散结构特征,对于地震孕育的准静力学过程,连续介质理论不再适用.以颗粒物理原理研究地震成因、地震前兆和地震预测,所获得的新认识与传统连续介质地震学观点有本质区别。     

液体的奥秘

正我们可能会认为对液体已经知之甚详,John Proctor的研究引我们进入高压下的液体,他的研究还可能带我们了解行星的内部情况。一般书里对气体和固体的描述简洁而有力,但对液体的描述总显得力不从心。在大卫·塔博的自1969年首次出版以来多次重印的经     

转动驱动圆角立方体颗粒有序堆积的离散元模拟

宏观颗粒体系的有序堆积研究可以为热系统中微观粒子的自组装提供研究模型,也有助于工业生产中提高颗粒材料的填充率.实验发现圆筒中的圆角立方体颗粒受容器往复旋转剪切作用会实现有序堆积.为探究旋转圆筒中立方体颗粒有序堆积过程的内部结构演化过程和动力学机理,采用超二次曲面方程构造了圆角立方体颗粒,基于离散元方法对旋转剪切作用下圆...     

Effective temperature and fluctuation-dissipation theorem in athermal granular systems:A review

The definition and the previous measurements of a dynamics-relevant temperature-like quantity in granular media are reviewed for slow and fast particle systems. Especially, the validity of the fluctuation-dissipation theorem in such an athermal system is explored. Experimental evidences for the fluctuation-dissipation theorem relevant effect temperature support the athermal statistical mechanics, which has been widely explored in recent years by physicists. Difficulties encountered in defining temperature or establishing thermodynamics or statistical mechanics in non-equilibrium situations are discussed.     

悼念艾萨克·金赫史教授(1949-2010)

艾萨克·金赫史(Issac Goldhirsch)教授,以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University)机械工程学院的Raquel and Manuel Klachky讲席教授,2010年4月29日在德国Erlangen-Nuremberg University学术休假期间不幸突然辞世,享年60岁.     

“简单”复杂流体中发现暂态剪切带

普通的水是一种牛顿流体,其切应力与剪切变形速率成线性关系(此线性比例即为流体的黏度).牛顿流体的行为与特性可以通过纳维一斯托克斯(Navier-Stokes)流体方程组描述.但是很多我们日常生活中所见的液体物质,如泡沫材料、乳化剂和胶体等多属于非牛顿流体.这些复杂流体的行为至今尚未找到一种普适的理论去描述,只能对不同体系的共性来进行分类.     

振动颗粒混合物中的三明治式分离

在竖直振动两种颗粒的混合物的实验中，观察到了一种新的分离现象——“三明治”式分离，即大而重的颗粒被夹在两层小的轻颗粒之间.这不同于“巴西果”效应导致的大而重的颗粒在上的两层有序结构.实验表明当振动加速度大于某个临界值时这种三层有序将取代两层结构，而且是稳定的.实验中观察到导致“三明治”式分离的两种不同的分离过程.对这两种过程的物理机理及其与振动加速度、振动频率及颗粒尺寸等因素的关系做了研究，并给出了相图. 关键词： 颗粒物质 振动 有序结构 三明治式分离 巴西果效应     

颗粒物质从稀疏流到密集流转变的普适规律

二维颗粒流实验研究发现，当初始稀疏颗粒流量固定，出口的尺寸减小到一临界值，或固定出口的尺寸，颗粒流量增大到一临界值时，都会发生流量的突然减小，从稀疏流转变为密集流．得到了临界流量与出口尺寸、颗粒尺寸及通道宽度之间的普适标度关系，揭示了“瓶颈效应”的物理本质．     

通道宽度和初始流量对颗粒稀疏流-密集流转变临界开口的影响

通过实验研究斜面上二维颗粒流，当出口尺寸减小到临界值Dc时，发生稀疏流到密集流的突变.发现临界尺寸Dc与初始流量和通道宽度有关，通道宽度一定的情况下，临界开口尺寸Dc近似随初始流量Q0的平方根增大.在初始流量Q0一定时，临界开口尺寸Dc随通道宽度W近似线性增大.给出了这些关系的表达式，理论计算与实验观测结果一致.同时，也讨论了通道宽度影响临界开口尺寸的原因. 关键词： 颗粒物质 颗粒流