复相介质及界面结构温度场跨尺度计算

本文针对复相介质及界面结构的跨层次热问题,提出了计算界面结构导热系数的分子动力学方法,复相介质宏观有效导热系数和温度函数的均匀化与多尺度渐近展开方法以及界面结构局域温度场的量子修正。建立了微观与宏观相关联的跨尺度计算模式,初步实现了从量子力学到连续模型的跨越。     

高斯表面的多尺度方法模拟接触热阻

通过结合微观的格子Boltzmann方法和宏观的有限差分法,建立了一种计算两个固体表面间接触热阻的多尺度分析方法。计算分析了表面粗糙度、压力、材料硬度、导热系数等对接触热阻的影响,结果表明拥有相同粗糙度的表面,在低压条件下,导热系数是主要影响因素,而在高压情况下,压力是主导影响因素。计算结果与实验数据的对比分析显示,该多尺度模型与实验数据有较好的一致性。     

纳米通道内界面温度阶跃与能量输运特性研究

纳米尺度固–液相传热过程中界面处存在温度阶跃现象。本文采用分子动力学方法分析宽度为3.44～14.69 nm通道内固–液界面温度阶跃变化规律与水能量输运特性。模拟结果表明,随纳米通道宽度的增加,固–液界面处的温度阶跃与界面热阻降低。此外,纳米通道内水液膜的能量输运具有尺度效应,随着纳米通道宽度增加,液相水分子间作用势能降低,水分子均方位移与扩散系数增加,水液膜的导热系数升高。     

高能激光破岩的传热学特性研究

高能激光破岩中激光与岩石相互作用的过程,是一个复杂的非稳定的传热学问题。利用能量守恒原理,得到了激光破岩的传热方程,并对其相变过程中固液相变界面、液气界面上的焓、导热系数和比热等热物性参数进行了近拟简化,从而建立了激光破岩温度场分析的物理模型。利用Galerkin方法,对激光破岩的温度场模型进行了数值分析求解和实例计算。     

应用于非线性热传导方程的格子玻尔兹曼方法

将格子玻尔兹曼方法应用于非线性热传导方程的求解,详细推导一种新的Lattice Boltzmann模型,并给出新方法所对应的多尺度方案和宏观量形式.导热系数与温度之间满足多项式函数关系,计算中模拟了不同的参数情况,并与线性热传导方程的理论解进行比较.新的Lattice Boltzmann方法展现出极大的灵活性和普适性,具有很好的应用前景.     

一类变导热系数下三维温度场解析模型

热传导过程中将材料考虑为无穷大时,其导热系数、容积和比热均为相同的温度函数,先通过Kirchhoff变换得到关于导热系数的偏微分方程,再通过傅里叶积分得到这类变导热系数下热传导方程的解,在外部为双椭球和半椭球热源下得到关于变导热系数的三维温度场解析模型。最后应用于熔化极气体保护电弧焊接(GMAW)和钨极惰性气体焊接(TIG),通过对比分析实验与计算结果说明这类温度场模型的可行性,从而推广了材料物理性能变化下这类热传导方程温度场解析模型。     

单颗种子导热系数的测定及传热过程实验研究

对于种子干燥方面的研究,大多是针对其宏观传热传质即干燥动力学方面。本文采用热成象技术对单颗蚕豆种子的传热过程进行了研究,用实验求解导热方程反问题的方法计算出不同含水率下单颗种子的导热系数,对种子在非稳态下内部温度场进行了测试与分析．研究结果表明,在含水率小于 ２０％时,其导热系数随着含水率的增加而增大,当含水率大于 ２５％时则表现出较强的非均质性和非稳态性。对单颗蚕豆种子内部温度场测定而得到的种子热剖面温度分布表明,种子内部存在温度梯度其热扩散具有均匀性,同时反映出种皮传热热阻的存在。这些结果对于深入研究种子内部的传热传质机理,具有重要的实际意义。     

Fe合金FCC-BCC原子尺度台阶型马氏体相界面迁移行为的分子动力学模拟研究

两相界面的原子尺度结构对相界面迁移行为具有重要影响.高分辨透射电子显微分析表明钢中马氏体相界面具有高度为若干原子层间距的台阶结构,然而目前Fe合金马氏体相变的模拟研究工作中绝大多数使用非台阶型相界面结构作为模拟初始模型.本文基于拓扑模型和相变位错理论构建了Fe合金FCC/BCC台阶型相界面初始模型,采用分子动力学模拟方法研究了Fe合金马氏体相界面的迁移行为.研究结果表明,当两相界面具有约束共格匹配关系及台阶结构时,体系发生FCC→BCC马氏体相变并呈现典型的非扩散切变特征;相变过程中FCC/BCC宏观尺度相界面沿其法线方向以(4.4±0.3)×10~2 m/s的速度迁移,且相界面在迁移过程中始终保持稳定的台阶结构和相对平直的宏观界面形貌特征;相变位错的滑移速度高达(2.8±0.2)×10~3 m/s,相变位错阵列沿台阶面的协同侧向滑移不仅是马氏体台阶结构宏观相界面迁移的微观机制,也是马氏体相变宏观形状应变的主要来源;采用分子动力学模拟方法获得的Fe合金马氏体相变晶体学特征参量与拓扑模型的解析解数值非常接近,相变产生的整体宏观形状应变由平行于相界面的剪切应变和垂直于相界面的法向应变两部分组成.     

准稳态问题的热流密度分析

已知热流密度线路径,使用简单的代数及积分运算,推导出了准稳态下热流密度函数、温度场函数以及导热系数的表达式,计算了准稳态下长的空心圆柱体中的温度场函数和导热系数表达式.     

粒径均匀散体导热系数的分形描述

本文以分形理论为工具,采用填充率、散体颗粒直径等宏观易等测参数较准确地描述了颗粒散体的几何结构;运用导热与逾渗的类比,建立了均匀散体导热系数的逾渗模型,模型的预测值与实验测量结果基本一致。     

布朗运动与股票、期权

布朗运动是生物学家布朗首先发现的物理现象,物理学家、诺贝尔奖获得者爱因斯坦和佩兰曾深入地从理论和实验上研究布朗运动．出乎意料的是数学家、金融学家也研究布朗运动,１９９７年度诺贝尔经济学奖授予莫顿和斯科尔斯,表彰他们与布莱克合作推导并发展期权定价模型所作的贡献,而他们的理论出发点之一就是布朗运动．     

统计光学与光强、激光散斑、反衬度

本文以统计光学的基本思想和方法讨论光学成象中光强分布，说明散斑的非常随机性和散斑图象中的颗粒状表现，推导反衬度与粗糙程度的关系。     

干涉和衍射的联系与区别

通过理论分析得出双缝实验中空间光场的分布是干涉与衍射共同作用的结果.在形成条件、分布规律以及数学处理方法上说明了干涉和衍射的区别与联系.     

Runge-Lenz矢量与升降算子

分析表明，对于二维氢原子和各向同性谐振子，从径向Schr?dinger方程的因式分解导出的升降算子与Runge-Lenz矢量等价．这表明径向方程能够因式分解，与经典粒子轨道的闭合性及体系的动力学对称性密切相关 关键词：     

SYMMETRIC AND ASYMMETRIC ANOMALIES AND EFFECTIVE LAGRANGIAN

The properties of the effective Lagrangian for the low-energy Goldstone-gauge field system constructed from the Chern-Simons topological invariant are further discussed. Both the symmetric anomaly and the asymmetric anomaly are connected with this Lagrangian.     

WARD IDENTITIES AND BETHE-SALPETER EQUATIONS AND THE ELECTROMAGNETIC TRANSITION ELEMENTS OF MESONS AND BARYONS

By using Ward Identities,the relations between the kernels of the mesonic andbaryonic Bethe-Salpeter equation and their transition matrix elements of the electriccurrent are obtained.These relations are the constraints for the assumptions underly-ing the discussion of the equations and the transition matrix elements.These constraintsguarantee the conservation of the electomagnetic current.When the contribution ofthe straton loop diagrams is neglected the kernels of the transition matrix elementsof the electromagnetic current can be computed,from the kernels of B-S equation byusing the retations given by Ward Identities.Under the potential assumption for thekernels of the equation,expressions of the kernels of the transition matrix elements areobtanied.The transition matrix elements of the electomagnetic current can be computedby using the kernels of the equation and the solved wave functions.     

分子磁体与环境的纠缠和退相干

本文研究了双轴分子磁体在耗散环境中的相干量子隧穿,作为环境的声子库抑制了相干量子隧穿,从而引起分子磁体中薛定谔猫态的退相干. 而环境内部声子之间的相互作用会导致分子磁体与热库之间退耦合,于是对退相干有一定的抑制作用. 在绝热近似和非绝热近似下,借助于约化密度矩阵计算了超Ohmo耗散中分子磁体与环境之间的纠缠度,当纠缠达到最大时,相干隧穿被完全抑制.     

一个温度自动精密测控实验的设计与分析

本文给出一个温度自动精密测控实验的设计方案，并详细说明该实验系统应用于生产实际所遇到的主要技术问题的解决措施。     

QUICK与多种差分方案的比较和计算

本文用QUICK和多种差分方案计算了四个流动与换热问题．计算结果表明。对于强制流动问题,QUICK用较粗网格就能得到其他差分方案用较细网格才能得到的结果。对稳态自然对流,QUICK与其他差分方案的计算结果相近,但QUICK方案能预测出所计算的低Pr数流体自然对流的物理振荡,而其他几种方案不能．     

鋼鐵中碳、氮的擴散、脱溶和沉澱

一般认为钢的变脆例如蓝脆和回火脆都与钢中的扩散和沉淀有关系。本文尝试用内耗测量的方法研究碳与氮在α-铁及碳素钢中的扩散、脱溶和沉淀,从而进一步地了解钢的变脆的机构。实验的结果指出,碳在α-铁中的扩散不受自身浓度、合金元素和沉淀历史的影响。氮的情形与碳显著不同,合金元素使氮的扩散变慢,在沉淀初期使氮的扩散加速。较有系统地研究了碳、氮在加工后的α-铁中脱溶时所引起的内耗峰(当振动频率约为每秒1周时出现在250℃左右),发现了高温淬火在含碳或氮较多的试样中所产生的内应力也可以引起这个内耗峰。实验指出:①这个脱溶内耗峰的出现条件与钢的蓝脆的出现条件相同,都是一种应变时效或淬火时效的现象;②与这个内耗峰有关的碳、氮是处于原子的状态。这些联系使我们认为钢的蓝脆是一种应变脱溶或淬火脱溶的过程,是由于原子状态的碳或氮聚集于钢中的内应力区域或晶体缺陷(例如原子脱节)中所引起来的。关于这方面的深入研究正在继续进行中。根据本实验及以前关于钢铁中碳氮的扩散、脱溶和沉淀所得的结果,对于钢的回火脆的机构也提出了一种初步的看法。回火脆是一种回火沉淀的过程,引起回火脆的沉淀似乎是氮化物而不是碳化物。