随机粗糙微通道内流动特性研究

采用计算流体动力学的方法, 研究了微通道内气体在速度滑移和随机表面粗糙度耦合作用下的流动特性. 其中, 利用二阶速度滑移边界条件描述气体的边界滑移, 利用分形几何学建立随机粗糙表面. 研究发现, 综合考虑二阶速度滑移边界条件和随机表面粗糙度在较大的平均Knudsen数范围内 (0.025-0.59) 得到的计算结果与实验数据符合得很好, 而一阶速度滑移边界条件只在平均Knudsen数较小时(<0.1)符合实验结果. 随机表面粗糙度对气体在边界处的滑移有显著影响, 相对粗糙度越大, 速度滑移系数越小. 并针对计算结果, 给出了滑移系数与相对粗糙度近似满足的关系. 随机粗糙表面对气体流动过程中的压强、速度、Poiseuille数也有显著影响. 关键词： 随机表面粗糙度 二阶速度滑移边界条件 分形 微通道     

随机起伏表面引起的声音传播衰减

假设粗糙表面为具有正态概率分布的平稳随机过程,研究了平面波在不平表面上的散射,求得了平面波在随机起伏表面上的统计平均反射系数,指出与随机表面空间相关的联系。引出“等效反射面”概念,求得了具有起伏表面的分层介质中点声源发射情况下波场的一般表达式,从而建议了对多种实际水文条件下起伏水面所致声音传播的附加衰减问题的解决,并给出表面声道中各级简正波的附加衰减系数。     

随机稀释基底上刻蚀模型动力学标度行为的数值模拟研究

表面界面动力学粗化过程是凝聚态物理领域重要的研究内容,为研究基底不完整性对刻蚀模型动力学 标度行为的影响,本文采用Kinetic Monte Carlo(KMC)方法,分析研究了在随机稀释基底上刻蚀模型(Etching model)生长表面的动力学标度行为.研究发现:尽管随机稀释基底的不完整性会对刻蚀表面的动力学 行为产生显著的影响,导致刻蚀表面粗糙度指数和生长指数有明显的增加, 但其仍基本满足原有的动力学标度规律.此外,本文还对刻蚀表面动力学标度指数的有限尺寸效应进行了 分析讨论.     

纳米级随机粗糙表面微观滑动摩擦力的计算研究

表面形貌很大程度上决定了摩擦副的摩擦性能, 而所有的表面都不可能是绝对光滑的.由于摩擦表面形貌的随机性, 决定了实际的摩擦过程具有随机性的特点, 因此为了获得与随机形貌对应的摩擦特性, 建立合理的随机摩擦模型是必要的. 本文基于Lennard-Jones势能建立了纳米级随机粗糙表面和原子级光滑的刚性平面间的随机摩擦模型; 模型中, 界面势能由法向载荷和界面间平衡距离决定.通过数值计算的方法, 推导了微观滑动摩擦力的计算公式和摩擦力与法向载荷之间的关系. 研究结果表明摩擦力随着法向载荷的增加而增加, 但不是线性增长. 结果也说明界面间的表面势能可能是微观摩擦力的本质起源. 关键词： 随机粗糙表面 Lennard-Jones势能 微滑动摩擦力 微摩擦     

激光束在漫射表面上的散射

本文运用文献[1] 的原理, 对下列三种情况进行了讨论和推导, 并给出相应测量装置的结构示意图: 1 . 柱面表面, 一维随机道痕, 道痕垂直于柱面母线; 2.平面表面, 二维随机起伏; 3. 凸、凹球面表面, 二维随机起伏。 关键词：     

随机散射屏的原子力显微镜形貌分析及其光散射特性

用原子力显微镜对三种不同粗糙度的随机散射屏的表面形貌进行了测量分析,发现它们在短程范围内具有明显的分形特征.对于粗糙度较大和较小的散射屏,分形特征分别以无规则的 高度调制和无特征大小的小颗粒的形式存在.用自仿射分形表面模型对散射屏的统计特性进 行了描述和拟合.光散射测量发现,散射光强在远轴区域按负幂函数下降,理论分析证明这 源于表面的分形结构;在近轴区域有散射亮环存在,用自仿射分形表面模型尚不能给出理论解释. 关键词： 随机散射屏 光散射 自仿射分形表面     

随机粗糙柱面的激光散射特性研究

 扩展面光源如太阳光与激光光源有明显的差异,因此它们照射到随机粗糙柱面后的散射特性也不同。利用随机面元模型,详细分析了刚性随机粗糙柱形表面的激光散射特点,建立了实用化的随机粗糙柱面激光散射理论模型,并给出了正入射时几种情况下的激光散射图像。结果表明,不管哪种情况,正入射时柱面的激光后向散射都很强,而偏离后向的激光散射分布与表面的粗糙度及照射光斑与柱面直径的关系等有关。     

随机表面散射光场的格林函数法与基尔霍夫近似的比较

从简谐光波满足的亥姆霍兹方程出发，将由格林定理得到的介质分界面上的积分方程转化为以表面上的光波及其导数为未知量的线性方程组，并对其进行数值求解，实现了光场的数值计算. 同时，由透射光场的格林函数积分得出了基尔霍夫近似下光场的表达式. 通过类比推导夫琅和费面上散斑场自相关函数的方法，提出了产生随机表面及其导数的傅里叶变换方法. 在此基础上，对采用基尔霍夫近似进行自仿射分形随机表面的散射光场数值计算的精确程度进行了研究. 发现在随机表面粗糙度比较小时，基尔霍夫近似的精度比较高；在粗糙度相同的情况下，表面的分形 关键词： 格林函数积分 基尔霍夫近似 自仿射分形随机表面     

氧化膜对一维随机粗糙铝表面双向反射特性影响

本文采用时域有限差分方法模拟了一维随机粗糙铝表面双向反射分布函数,分析了表面氧化膜厚度对双向反射分布函数的影响.研究结果表明,氧化膜对一维随机粗糙铝表面的双向反射分布特性有很大的影响。双向反射分布函数受入射波的偏振态影响,横电(TE)波产生的影响比横磁(TM)波更大。在TE波入射时会产生镜反射高峰值现象,但在TM波斜入射时会产生较强的倒反射现象.随机粗糙铝表面在不同的自相关长度(T)条件下的BRDF的峰值均随着T的增大而略微有所增大.     

粗糙热传导表面下激光介质温度场的计算分析

提出了一种计算温度场的面热源自适应调整算法,该方法通过在研究对象的封闭边界上引入虚拟面热源来求解稳态热传导方程的边值问题。建立了导热联结的具有粗糙表面介质的接触模型,在此基础上建立了随机分布的表面散热边界条件,并用面热源自适应调整算法计算了激光介质的温度场。结果表明,由于实际激光介质散热表面不能完全紧密接触,其温度场呈现一定程度的随机起伏,越靠近边界,随机起伏越明显,介质中心区域随机起伏则不明显;有效热接触面积越小,这种随机起伏越强烈。计算表明热接触面积占50%时,比接触面积占75%时温度场的随机性更明显。     

交换作用涨落所引起的铁磁共振线宽

本文同时考虑自旋矩和交换积分的室间涨落,计算了在一个次点阵上有二类阳离子无规分布的铁氧体的铁磁共振线宽。这种不均匀性使由微波场所激发的一致进动散射为与之简併的自旋波。Clogston等用来解释此线宽的赝偶极作用涨落是估计过高了,它与我们现在所考虑的交换作用涨落相比实际上可以略去。我们计算的结果不仅给出了足够大的线宽,它在数量级上与许多反型尖晶石型铁氧体的实验结果相同,并且自然地解释了镁锰铁氧体和无序锂铁氧体的线宽非常小的原因。     

应用CFD于风电场风速分布预估的可行性探讨

为使CFD技术更广泛地应用于风电场地形绕流的数值模拟,并为风电场出力预报提供详细的风功率密度分布,本文针对圆形陡坡地形,在分析了地形坡度、地面粗糙度以及大气边界层厚度对此地形风场速度分布影响的基础上,任意选择一个位置并以先前计算的速度分布为条件,计算整个域中的风场数据并与先前的计算值进行比较,以探讨直接采用风电场中测风塔的有限数据,进行风电场大气流动CFD模拟的可行性.     

NUMERICAL STUDIES ON THE DYNAMICS OF DISORDERED VORTEX LATTICE

Flow behavior of the driven two-dimensional vortex lattice is numerically studied with different densities of randomly distributed pointlike pinning centers. Different features in the curves of velocity-force dependence are found between the elastic and plastic regimes. Scaling fit between force and velocity above the critical driving force can be obtained in the elastic regime but fails in the plastic regime. Transition from the lastic to plastic regimes is accompanied by maximum peaks in the differential curves of velocity-force dependence in the disordered vortex lattice.     

任意方位双球粒子体系散射极化特征与单个球的比较

本文用T矩阵与场方程叠加相结合的方法，系统研究任意方位双球粒子体系散射矩阵各元素随两球球心的间距变化规律。 详细推导了双球粒子体系T矩阵的具体形式，并将T矩阵所求得的散射矩阵与单个球的情况作了比较。数值计算表明，球心间间距的增加对该体系的散射矩阵影响不大，得出任意方位即对方位求平均的情况下，双球粒子体系的散射矩阵与体系中有较大尺寸参数的单球相似的结论.     

颗粒聚集对纳米流体强化换热影响浅析

本文采用数值模拟的方法初步研究了颗粒聚集对纳米流体强化换热性能的影响。在流体中随机生成纳米颗粒团聚状态,并对其热性能进行数值模拟,结果表明,纳米颗粒的聚集将会导致流体换热性能的下降,降低程度与纳米颗粒体积分数以及聚集程度有关。     

二维颗粒膜超导电性

我们对二维排列的Sn颗粒膜进行了低温R-T特性研究。样品是在充有氧气的真空室内用热蒸发方法制备的。因为颗粒尺寸、颗粒分布和颗粒间距的随机性,使得颗粒之间的Josephson耦合和热激发电子的hopping过程的强弱,在不同的样品中不同,观测到的结果可以理解为以下三类:1)向零电阻的K-T转变;2)电阻极小转变;3)金属-绝缘转变。 关键词：     

大鼠脑缺血边缘区代谢物1H-MRS的研究

目的 利用不同的局灶性脑缺血模型，评价急性缺血后磁共振质子波谱（¹H-MRS）测定缺血后边缘区脑组织代谢和生物能量变化的时空规律. 为判定急性缺血预 后，进行有效的溶栓治疗提供有价值的生物化学信息. 方法 健康Sprague-Dawly大鼠9只，雌雄不拘，随机分为两组. A组（4只），自体血栓栓塞1 h；B组（5只），线栓法栓塞1 h. 分别 于栓塞后30、40、50、60 min进行¹HMRS检查，相对含量分析兴趣区（regio ns of interest, ROIs）氮-乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）和乳酸（Lac）等代谢产物的变化. 结果 以NAA、Cho、Lac与磷酸肌酸和肌酸（PCr+Cr）的谱峰积 分面积比值为判断标准，上述各代谢产物在兴趣区内于缺血后1 h内逐渐下降. 其中缺血后60 min，Cho/ （P Cr+Cr）、NAA/（PCr+Cr）及Lac/（PCr+Cr）的比值与缺血后50 min的比值统计学有显著性 差异（P<0.05）. 结论 ¹H-MRS技术为研究急性缺血性卒中后脑细胞代谢、生化能量状态提供了一个无创性、直接性、综合性的研究工具.     

Fe掺杂YBCO体系结构变化与团簇效应的正电子实验研究

用固态反应法制备了YBa₂Cu_3-xFe_xO_y(x=0—0.5)一系列样品,反应在空气中进行.运用正电子湮没技术、扫描电子显微镜和X射线衍射进行了研究,并测定了氧含量.正电子湮没结果发现,x=0.12时短寿命分量τ₁和长寿命分量τ₂都存在一异常变化.X射线衍射和扫描电子显微镜研究分别表明,材料在x=0.12—0.15区间内发生正交四方相变,晶粒尺寸突然由小变大.通过对上述实验结果的分析可以得到,在该类材料中,正电子对结构相变十分敏感;另外,当Fe掺杂量增大到一定程度时,Fe原子由随机分布变为成簇分布 关键词： Fe掺杂YBCO 高温超导电性 正电子湮没 结构相变     

P与GaAs(100)表面相互作用的温度效应

本文采用原位X射线光电子能谱、紫外光电子能谱、高分辨率电子能量损失谱和低能电子衍射技术,研究了温度对P与GaAs(100)表面相互作用的影响。结果表明,经退火后,室温下淀积于GaAs表面的非晶P大部分脱附,仅剩下少量无规分布于表面的P集团。集团中部分P与衬底Ga原子成键,另一部分P则以单质形式存在,继续提高温度退火,将使P集团中的P全部与衬底发生反应生成GaAsP薄层。在高温GaAs衬底上淀积P,将得到GaAsP固溶体薄层。这一薄层有望成为GaAs表面理想的钝化膜。 关键词：     

氢化非晶硅薄膜退火形成的纳米硅及其光致发光

本文报道对氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜在600～620℃温度下快速退火10s可以形成纳米晶硅(nc-Si),其Raman散射表明,在所形成的nc-Si在薄膜中的分布是随机的,直径在1.6～15nm范围内,并且在强激光辐照下观察了nc-Si在薄膜中的结晶和生长情况.经退火所形成的nc-Si可见光辐射较弱,不能检测到它们的光致发光(PL),但用氢氟酸腐蚀钝化后则可检测到较强的红PL,并且钝化后的nc-Si在空气中暴露一定的时间后,其辐射光波长产生了蓝移.文中就表面钝化和量子限制对可见光辐射的重要性作了讨论.