phyphox软件介绍及其在物理教学中的应用

全面介绍了基于手机传感器应用的phyphox软件的功能,并对于每种传感器均给出了相应实例来说明并启发其在物理教学中的应用.文章最后尝试总结了phyphox软件的优缺点,并对phyphox在物理教学中的应用前景作了展望和思考,期望对广大物理教师和物理教育研究者提供有益参考.     

黏性不可压流体的自适应网格技术和基本特性方程分离算法的联合分析

组合基本特性方程分离算法和自适应网格技术,分析二维黏性不可压流体.该方法使用3节点三角单元,对速度分量和压力等变量分析,使用等阶次的插值函数.组合解法的主要优点在于,在自适应网格技术中,对解梯度变化大的区域,通过耦合误差估计生成小的单元,利于提高解的精度,在其它区域生成大单元,可以节省时间.最后,通过对一个黏性流体圆柱体绕流问题的瞬态和稳态特性分析,给出了组合解法性能的评价.     

浅水中污染物扩散的自适应有限元分析法

介绍浅水中污染物扩散分析中的有限元法.分析包括两个部分:1)流场速度、水面高度的计算;2)根据扩散模型计算污染物浓度场.联合使用了自适应网格技术以期提高解的精度,同时减少计算时间和计算机内存的消耗.通过几个有已知解的实例验证了有限元公式和计算机程序.最后,使用这种联合方法分析泰国Chao Phraya河附近海湾中的污染物扩散.     

新的高溫半导体及其应用

三年以前,当約飞院士在其专著中論述我们对于半导休知識的近况时写道:“在半导体中,有一些材料具有特别高的熔点,超过4000℃,有一些村料具有非常高的硬度,它的热导率超过金属的热导率,但是所有这些半导体的性质没有引起人们的注意,沒有被人研究。实用上的需要一再要求扩大半导体的研究領域——更深入地研究多組份体系、比电阻小的半导体、高温度的和超硬度的材料。”在化学、冶金、动力学及其他与自动化任务相結合的工业部门中,高温过程的发展越来越显著地强調需要制造能可靠地在高温条件下而同时又受腐蚀性介质作用的情况下应用的半导体。在不少情况下,还要能     

Maxwell流体在震荡的矩形输送管道中的流动

分析了不可压缩Maxwell流体在震荡矩形截面管道中的非稳定流动问题.利用Fourier变换和Laplace变换作为数学工具,提出了问题的解,该解可以看成稳态解和暂态解之和.大倍数时,暂态消失,解可以表示为稳态解.在极限情况的案例中给出了Newton流体的解.当震荡频率不存在时,得到了Maxwell流体在震荡矩形截面管道中流动问题的解.最后,以图形形式给出不同参数时,矩形管道正弦震荡达到稳态所需要的时间.同时,分别描绘了x和y变化时的速度曲线.     

二阶流体在旋转坐标系中的三维管道流动

就两个水平板构成的旋转系统,在磁场作用下分析二阶磁流体在其间的流动.下表面是一块可伸展的平面,上面是一块多孔的固体平板.选用合适的变换,将质量和动量的守恒方程,简化为耦合的非线性常微分方程组.应用最强大的分析技术,即同伦分析法(HAM),得到该非线性耦合方程组的级数解.结果用图形给出,并详细地讨论了无量纲参数Re,λ,Ha2,α和K2对速度场的影响.     

指数型体积分数功能梯度材料的薄壁圆柱壳振动

研究了指数型体积分数对功能梯度薄圆柱壳振动频率的影响.壳体厚度方向上的材料特性呈指数律变化.由Love薄壳理论,得到应变-位移及曲率-位移关系表达式.利用Rayleigh-Ritz方法,导出壳体的固有频率方程.假定轴向形态关系是典型的梁函数.壳体的固有频率取决于组合材料的体积分数.所得结果与已有文献的结果进行对比分析,说明本方法是正确的.     

四段式有限元法分析热耦合的流体-固体相互作用问题

给出了一种流(体)-热-结构综合的分析方法,固体中的热传导耦合了粘性流体中的热对流,因而在固体中产生热应力.应用四段式有限元法和流线逆风Petrov-Galerkin法分析热粘性流动,应用Galerkin法分析固体中的热传导和热应力.应用二阶半隐式Crank-Nicolson格式对时间积分,提高了非线性方程线性化后的计算效率.为了简化所有有限元公式,采用3节点的三角形单元,对所有的变量:流体的速度分量、压力、温度和固体的位移,使用同阶次的插值函数.这样做的主要优点是,使流体-固体介面处的热传导连接成一体.数个测试问题的结果表明,这种有限元法是有效的,且能加深对流(体)-热-结构相互作用现象的理解.     

纳米流体流经热分层线性多孔伸展平面时的MHD自然对流及其Lie对称群变换

就不可压缩粘性纳米流体,流经半无限垂直伸展平面并计及热分层时,研究该流体的MHD自然对流和热交换.通过特定形式的Lie对称群变换,即单参数群变换,将所考虑问题的偏微分控制方程变换为常微分方程组.然后,使用基于打靶法的Runge Kutta Gill法进行数值求解.最后得到结论:流场、温度和纳米颗粒体积率受热分层和磁场的影响很显著.     

幾個物理實驗的問答题

1.在離心實驗上固定一個驗音器的圆盤,在圆盤上放置燃點的臘燭,並且蓋以漏斗或從“巴斯加怪现象”儀器上取來的圆錐形容器。當旋轉圆盤的時候,臘燭的火焰偏向圆盤的中心(圖1)。解释這個现象。答:火焰偏向圓盤的中心,是因為火焰的密度較空氣的密度小。學生們都知道,當旋轉的時候,密度較大的物質,離中心要遠些。 2.兩個玻璃瓶從斜面上滾下來,一瓶完全裝水,另一瓶裝滿鋸末和砂的混合物,兩瓶具有同樣的質量(圖2)。完全裝水的玻璃瓶,滾下的較快。解釋這個現象。