方阱链流体在固液界面分布的密度泛函理论研究

应用Yethiraj的加权密度近似泛函理论研究平板狭缝中方阱链流体的密度分布，系统的Helm holtz自由能泛函分为理想气体的贡献利剩余贡献两部分，其中剩余贡献部分分别采用刘洪 来等人建立的基于空穴相关函数的方阱链流体状态方程和Gil-Villegas等人提出的统计缔合 流体理论状态方程(SAFT-VR)结合简单加权密度近似计算.考察了不同链长、温度、系统密度 和壁面吸引强度下平板狭缝中方阱链流体的密度分布，并与Monte Carlo(MC)模拟结果进行 了比较.结果表明采用不同的状态方程对密度分布的计算有明显的影响，对于受限于硬壁狭 缝中的方阱链流体，温度和密度比较高时，两种状态方程计算的结果均与MC模拟符合得比较 好，在低温和低密度下效果变差，SAFT-VR方程的计算结果更接近于MC模拟结果.对于受限于 方阱壁狭缝中的方阱链流体，由于系统密度分布的非均匀性加强，采用两种状态方程计算的 结果均与MC模拟结果有一定偏差，寻找更合适的权重函数是进一步改进的关键. 关键词： 密度泛函理论 非均匀流体 密度分布 固液界面 方阱链     

一个新的方阱流体状态方程

将方阱势能函数视为硬球势的一短程均匀负势的叠加,并由统计力学方法导出了相应的状态方程,这个方程包含两个定标的径向分布函数。利用已知的压缩因子分子动力学模拟数据,回归得到了这两个径向分布函数,从而建立了一个新的方肼流体状态方程。它的吸引项要比Alder等人回归得到的简单得多,与方阱流体压缩因子的MD数据一致性也更好,特别是在高密度区域。     

氯化钙—聚乙二醇配位聚合物的配位数研究

ＣａＣｌ２与ＰＥＧ在无水乙醇中发生反应制得的试样,以ＸＰＳ和ＩＲ测试的结果,表明该试样中存在Ｏ－Ｃａ配位键。通过溶液电导率的测量,发现１个Ｃａ＾２＋与ＰＥＧ４个链节单元的氧形成配位结构,又以电导率手段测得ＣｕＣｌ２－ＰＡＡｍ配位聚合物的配位数,其结果与利用Ｃｕ＾２＋２ｐＸＰＳ谱上的Ｓｈａｋｅ－ｕｐ效应研究所得该配位聚合物的配侠数一致,间接地验证以电导率手段测得ＣａＣｌ２－ＰＥＧ配侠聚合物配位数的可     

方阱势下的赝自旋劈裂和自旋劈裂

通过求解具有方阱势的径向标量势与矢量势的Dirac方程, 分别分析了原子核中赝自旋和自旋双重态的能级劈裂和波函数劈裂随着方阱势的势阱深度参数和势阱半径参数的变化关系, 此外, 能级劈裂和波函数劈裂随着量子数的变化关系也被进行了研究. 由于在特定的同位素链中, 势阱深度参数和势阱半径参数与核子数有关系, 所以以这些参数为变量对于赝自旋劈裂和自旋劈裂的研究是有意义的, 研究的结果至少可以定性的应用到大部分原子核中.     

若干钠锗酸盐晶体和熔体的温致结构变化及其锗配位数的拉曼光谱研究

本文测定了Na4GeO4、Na2GeO3、Na2Ge4O9和Na4Ge9O20等晶体从273K到1413K升温及熔体的拉曼光谱,结合分析金红石型GeO2的相关结构和光谱,研究了其微结构单元在升温过程中的变化、熔体中的形态和锗的氧配位数及其温致变化。Na4GeO4和Na2GeO3晶体结构单元为GeO4四面体,在升温过程及其熔体中锗维持四配位。Na2Ge4O9和Na4Ge9O20晶体结构单元为GeO4四面体和GeO6八面体共存,升温过程中,GeO6八面体将发生结构转变,在熔融状态全部转变为GeO4四面体,并产生与钠离子等摩尔分数的非桥氧,在熔体中锗的氧配位数为4。研究还表明,桥氧的对称弯曲振动模可以反映不同微结构单元间的连接,并且随着温致结构的变化而产生特征性的变化。     

离子阱量子计算规模化的研究进展

离子阱系统是当前实现量子计算最为领先的物理系统之一,已经在数十量子比特的规模下实现了保真度达到容错量子计算阈值的量子态制备、测量、通用量子逻辑门等基本量子操作.未来离子阱量子计算的一个重要研究方向,是在保持量子比特高性能的同时,进一步扩展量子比特的数量,最终达到解决实际问题所需的规模.本文介绍当前离子阱量子计算研究中主流的规模化方案,如离子输运方案和离子-光子量子网络方案等,以及各方案中存在的限制因素,进而探讨如二维离子阵列、双重量子比特等新的规模化方案及其前景.     

基于自回归模型的光阱中粒子运动模拟

通过分析光阱中颗粒位移信号特性, 建立描述粒子受限布朗运动过程的自回归模型, 进而提出了一种基于自回归模型的光阱中颗粒运动信号模拟的新方法. 对半径为1 μm的粒子处于光阱刚度分别为10, 20, 50 pN/μm 光阱时的位移信号进行了模拟, 得到的模拟位移信号的自相关函数与理论值相一致. 为了进一步阐明自回归模型的有效性, 在相同光阱参数下, 分别采用自回归模型与蒙特卡罗方法模拟光阱中微粒的位移信号, 采用功率谱法分别对两种模拟方法所得的微粒位移标定光阱刚度, 结果表明自回归模型方法能够取得和蒙特卡洛法相同的精度. 因此, 本文为分析光阱中粒子的随机运动提出了一种新的模拟方法, 可以用来对光阱中的噪声及特性进行分析. 关键词： 光阱 布朗运动 信号模拟 自回归模型     

模拟可压缩流体的格子Boltzmann模型

在简单声速可调模型的基础上,通过在演化方程中引入一个吸引势来降低有效声速从而提高Mach数,建立高Mach数下的可压缩格子Boltzmann模型．利用Chapman-Enskog渐进展开法推导相应的宏观流体力学方程．与粘滞流体的Navier-Stokes方程比较表明,该模型有降低声速的功能．模拟结果表明,该模型可将Mach数提高到3以上,且与理论值符合．该模型的建立为用格子气模拟可压缩流体打开广阔前景． 关键词：     

非整数圈涡旋压缩机的模型特色

本文分析了非整数圈涡旋压缩机的几何特色,根据非整数圈涡旋压缩机的模型计算的需要定义和推导了有非整数圈涡旋压缩机特色的若干几何参数,将这些参数应用于非整数圈涡旋压缩机的几何模型计算、热力模型计算和动力模型计算,为非整数圈涡旋压缩机性能仿真和结构设计奠定必要基础。     

缔合流体在高温高压下的自扩散系数研究

在统计力学理论基础上,本文提出了一个考虑氢键对自扩散系数影响的方程．这个方程为非氢键贡献部分与氢键贡献部分之积,其中自扩散系数的非氢键部分由Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ链模型求得,而一个分子中的平均氢键数随温度和密度的变化关系使用统计缔合流体理论得到。链节之间的相互作用能量参数由粘度的关联式获得,其它四个参数则由扩散系数的实验数据获得。对７个典型的缔合流体在相当宽的温度压力范围内计算的平均相对百分误差为５．９８％。     

分形油藏非牛顿幂律流体低速非达西不稳定渗流的组合数学模型

结合分形理论与渗流理论,对分形油藏非牛顿幂律流体低速非达西不稳定渗流的试井分析问题的数学模型进行了推导.该分形油藏模型由内域为非牛顿幂律流体低速非达西渗流,外域为非牛顿幂律流体达西渗流的同心圆域组成.在考虑井筒储存、表皮效应影响下,建立了该油藏的不稳定渗流有效井径组合数学模型,在3种外边界条件下求出了两个区域内压力在Laplace空间的解析解,应用Stehfest数值反演方法求得井底的无因次压力,分析了井底压力动态特征和参数影响.非牛顿幂律流体的幂律指数、分形参数均对典型曲线产生较大的影响,呈现出与牛顿流体和均质油藏明显不同的特征.这对非均质油藏非牛顿流体的不稳定试井分析及研究其非线性渗流特征均十分重要.     

用格子Boltzmann方法模拟高雷诺数下的热空腔黏性流

对13速六方格子Bhatnagar-Gross-Krook模型进行改进,适当地选取弛豫时间τ和k,使得热流体的切黏滞系数μ与热导系数λ只与内能有关,流体的Prandtl数可调.用该模型模拟了高雷诺数下的各种边界空腔流 关键词： 格子Boltzmann方法 Bhatnagar-Gross-Krook模型 Prandtl数 空腔流     

复数在振动与波动教学中的应用

本文通过若干实例说明 ,采用复数表示振动方程和波动方程将给某些运算带来许多方便 ,建议在振动与波的教学中引入复数     

用格子Boltzmann模型模拟非等温流场

根据微观和宏观之间的质量、动量、能量守恒准则和在原格子Boltzmann模型基础上,建立了几个新的格子Boltzmann模型,使得在外力场中的格子Boltzmann模型得到进一步完善.通过还原宏观流体力学方程,捕捉到了浮力强迫系数与Grashof数之间的关系.所得动量方程和Navier Stokes方程相比,在黏性输运项上有明显的改进,说明黏性应力不但与流体的速度梯度和流体的压缩性有关,而且还与非定常的内能梯度和动量通量有关.该模型对非等温流场的数值结果证明了其具有很好的数值稳定性和适用性. 关键词： Boltzmann模型 平衡分布函数 流体力学方程     

汽液界面厚度和分维数

本文应用分子动力学模拟方法进行了汽液界面厚度和分维数的模拟研究。用统计系综方法,以氩原子为对象,对长方形模拟盒中粒子数目为2048个的汽液平衡共存系统进行模拟计算。研究了一定条件下汽液界面厚度的取定对确定界面分维数的影响,根据计算模拟结果,提出了可用15~85法则确定界面厚度和分维数。汽液界面在X方向、Y方向和Z方向具有不同的分维数,充分说明了汽液界面的各性异性性质。     

LATTICE BOLTZMANN METHOD SIMULATION ON THE FLOW OF TWO IMMISCIBLE FLUIDS IN COMPLEX GEOMETRY

The multicomponent nonideal gas lattice Boltzmann model by Shan and Chen (S-C) can be used to simulate the immiscible fluid flow. In this paper, we show that the relaxation constant τ≤1 is a necessary condition for the immiscible fluid flow in the S-C model. In a system with very complex boundary geometry, for 0.8≤τ≤1, the S-C model describes the immiscible flow quite well, and τ=1 is the best.     

叶片数及分流叶片位置对压气机性能的影响

应用三维粘性计算程序对存在叶顶间隙泄漏时带分流叶片的离心压气机内部流动进行了数值模拟,重点分析了叶片数及分流叶片处于不同位置对压气机级内三维粘性流场及级性能的影响。计算中采用中心差分格式结合B-L代数模型使用时间推进法求解雷诺平均N—S方程。计算结果表明:叶片数增加,叶轮进口阻塞增加,压气机性能下降,但可有效降低叶轮单个叶片的载荷。分流叶片位于不同位置时,应用IBSA叶轮的压气机效率最高,压气机性能最好。     

电磁内爆的一维显式数值模拟

 提出了一个用于电磁内爆过程数值模拟的一维磁流体力学显式模型，对中物院流体物理研究所1 MJ电容器组电磁内爆优化方案进行了计算，并将计算结果与一维德式模型的结果进行了比较。