单个汽泡周围的电场数值研究

为明晰电场对汽—液两相系统的效应,本文针对均匀电场作用下的汽液两相流中附着于壁面的单个汽泡,建立了数学模型,考虑了汽泡的存在对电场分布的影响。通过求解电场控制方程,得到了均匀电场作用下汽泡周围及其内部的电势及电场分布的数值解。这为进一步研究 EHD 作用下的两相系统中汽泡的行为,揭示 EHD强化沸腾换热机理奠定了基础。     

电场作用下单个沸腾汽泡动态特性研究

电场可强化池态沸腾换热已经普遍得到研究者的认可,在电场强化换热的实验研究中,以往研究者主要采取统计学的方法研究电场作用下沸腾汽泡的动态特性,也有研究者研究了冷态注入气泡在电场作用下的动态特性,而直接针对单个沸腾汽泡的研究鲜有报道。本文采用针状电极以R113为实验工质,研究了小加热面上不同热流密度和不同电场强度的情况下单个沸腾汽泡的动态特性,实验中发现在电场的作用下汽泡脱离半径和脱离体积变小,而汽泡成长时间和汽泡等待时间随着电场强度的增加而增大。     

汽泡在电场作用下的变形

为探明外加电场对汽泡形状的影响规律,本文采用人工注射汽泡的方式,对均匀电场作用下单个汽泡的形状进行了可视化试验研究,计算了汽-液两相系统中的电场分布及汽泡所受的电应力。结果表明:电场作用下汽泡表面所受电应力分布的不均匀性导致汽泡沿与电场相平行的方向拉长,变成扁长椭球形。随着场强的增加,汽泡变形量加剧,汽泡与壁面的接触角逐渐变大。此外,讨论了汽泡变形对电场强化沸腾换热的影响。     

电场作用下离散相行为研究

为明晰电场对两相系统中离散相的作用,本文针对均匀电场作用下两相系统中的单个离散相的行为进行了可视化试验研究及数值模拟。通过建立电场数学模型。得到了均匀电场作用下两相系统的电场分布;运用电应力表面积分的方法求得了离散相所受的电场力。并于试验中观察了不同粒径的离散相在电场作用下的运动情况,其试验结果与数值计算结果基本吻合。     

毛细微槽中汽泡动力学行为可视化研究

本文在透明的硼硅玻璃表面加工矩形毛细微槽,利用高速摄影仪对竖直开放式毛细微槽中的汽泡动力学行为进行了可视化研究.研究结果证实了在竖直微槽中不存在汽泡脱离壁面的现象.同时实验结果表明:汽泡生长可分为三个不同的阶段,且生命周期大为缩短;常规尺寸的池沸腾理论预测模型已不能很好地预测其生长规律.     

窄流道内压力对汽泡动力学特性的影响

本文采用流道间隙为2 mm和2.5 mm的实验段,以水为工质,对流动过冷沸腾时不同压力下汽泡动力学特性进行了研究.发现在较高压力下,壁面要达到更高的过热度才会出现汽泡,汽泡生长时间更长,汽泡直径较小,生长速度较低;较高压力下生长的汽泡成串排列在加热壁面上,其沿壁面滑移距离随着过冷度和热流密度的增加而增大.较高压力下小汽泡容易发生滑移现象的原因在于高压力使气泡的直径减小,导致气泡的受力发生改变,而使气泡的行为发生改变.     

基于MPS方法的汽泡冷凝与融合特性研究

移动粒子半隐式（Moving Particle Semi-implicit,MPS）数值方法在追踪汽液相界面上较传统网格方法有很大优势,本研究基于MPS方法对过冷水中单个蒸汽泡的冷凝行为进行了数值模拟研究。计算结果与Kamei的实验结果符合较好并表明,汽泡冷凝寿命与汽泡初始尺寸呈近似线性关系,低过冷度下大汽泡的变形会加...     

EHD两相系统中的电场数值模拟

针对均匀电场作用下两相系统中的单个离散相周围电场分布情况,建立了数学模型.在建模过程中,考虑了离散相的存在对电场分布的影响.通过求解电场控制方程,得到了均匀电场作用下离散相周围及其内部的电势及电场分布的数值解,并理论验证了该数值解的准确性.     

锆钛酸钡陶瓷的电场诱导相变特性研究

Ba（Zr0.2Ti0.8）O3（BZT）陶瓷，其铁电相变温度接近室温。对BZT陶瓷的电场诱导相变进行了研究，结果表明介电常数随着电场的增加而减小，预示着电场诱导相变行为。电场强度影响陶瓷的介电常数峰值的位置，并且在广泛温度范围内影响介电常数的大小。介电常数峰值位置随电场的变化量△Tm与电场满足如下关系：△Tm～E^2/3，说明BZT发生了类似的二级相变行为。     

锆钛酸钡陶瓷的电场诱导相变特性研究

Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BZT)陶瓷,其铁电相变温度接近室温.对BZT陶瓷的电场诱导相变进行了研究,结果表明介电常数随着电场的增加而减小,预示着电场诱导相变行为.电场强度影响陶瓷的介电常数峰值的位置,并且在广泛温度范围内影响介电常数的大小.介电常数峰值位置随电场的变化量ΔTm 与电场满足如下关系:ΔTm ～ E2/3,说明BZT发生了类似的二级相变行为.     

电偶极子在均匀电场中的运动特征研究

电偶极子在均匀电场中受到力矩的作用而发生转动,但由于惯性的存在,电偶极子不会立即静止在平衡位置,而是会在平衡位置附近振动.本文从动力学和能量特征两个方面证实,初始角度较小的情况下,电偶极子做筒谐振动.     

电场作用下的气泡受力分析

本文在蠕动流近似的基础上分析计算了具有不同介电常数工质的气泡在外电场力作用下的受力状况。计算结果表明电场力的水平分力使气泡沿场强方向伸长,并且液体和气体相对介电常数之比越大的工质所受的电场力越大。从而,沸腾换热过程中外加电场对液体和气体相对介电常数比值较大的工质能够产生更大的影响。     

涡旋电场中导体上的电势

在似稳条件下，处于涡旋电场中导电体上的电势差是导电体内无旋电场的线积分，不是合电场的线积分     

电荷所受电力的两种表述形式

论证了Fe=∫vE外ρedV=∫vE总ρedV，并讨论了何时用哪个积分式方便．     

MOS结构中薄栅氧化层高场退火效应的研究

深入研究了MOS结构中薄栅氧化层在高电场下的退火效应,对氧化层陷阱电荷的退陷阱机理进行了深入探讨.通过实验和模拟对氧化层陷阱电荷的退陷阱机理和生长机理进行了比较,给出了满意的物理解释.负栅压退火和正栅压退火的比较表明负栅压退火更为有效     

静电场中电场强度的数值意义

“近场强远场弱”是静电场的普遍特点,宏观带电体的静电场是点电荷电场叠加的结果.本文以静电场中两个实际的电场强度问题为例,用相对数值比较了电荷分布对电场强度的贡献,阐述电场强度“近场强远场弱”的数值意义.     

感生电场与动生电场的等效性探究

本文认为在感生电场的情况下,磁场的强弱变化可以引起磁场自身的横向运动,使得线圈中电子相对于磁场发生运动,从而等效为一个动生电场,受到洛伦兹力的作用.借助磁感线模拟磁场的运动方式,得到圆形回路中任意一点与磁场相对运动速度的表达式,进而推得该＂等效动生电场＂中的洛伦兹力.以螺线管为例,验证该方法可以解释感生电场所满足的规律.将感生电场与动生电场的产生原因统一为导体中电子与磁场的相对运动,相应电动势的非静电力统一为洛伦兹力.