基于Biot-喷射流统一模型Maxwell流体饱和孔隙介质中的弹性波

推广Biot-Tsiklauri声学模型的同时借鉴Dvorkin和Nur的工作,建立了具有任意孔径分布并顾及喷射流动机制的非牛顿流体饱和孔隙介质声学模型,研究了非牛顿流体(Maxwell流体)饱和孔隙介质中的弹性波的衰减和频散特性.着重讨论充孔隙Maxwell流体的非牛顿流效应对弹性波的频散和衰减的影响.研究表明,饱和流体的非牛顿流效应和喷射流动机制均是引起弹性波波频散和衰减的重要因素.依据非牛顿流体(Maxwell流体)饱和各向同性孔隙介质的Biot-喷射流声学模型,喷射流动只影响纵波的频散和衰减,而饱和流体的非牛顿流效应不仅影响纵波,而且还影响横波的频散和衰减.     

细颈容器倾角对瓶颈效应影响的实验研究

细颈容器向外倾倒液体时,在颈部会产生周期性间歇振荡的"瓶颈效应"。本实验设计了转角、转速、瓶口大小、转轴位置均可调的有机玻璃容器,采用高速摄影仪对这一现象进行了观察。研究了瓶颈效应产生的基本原理,并探究了容器倾倒角度对瓶颈处气泡产生和生长、液体倾倒平均流量的影响。研究发现,瓶颈效应在倾倒角度不小于某一临界角度时产生,本实验中该临界角度为86°;随倾倒角度增大,气泡在产生和发展过程中稳定性下降,振动愈发剧烈,表面皱褶程度增强;在同一实验条件下,平均流量随着倾倒角度的增加,呈现出先增大后减小的趋势,本实验中平均流量最大值所对应的角度为160°。     

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.     

旋转水桶与等势面

牛顿水桶效应可以通过考查旋转等势面在旋转桶中的应用来推广.在这项研究中,我们在理论上和实验上对牛顿水桶实验及其物理建模和实际应用等进行了全面的分析和解释,与时俱进于现代科学技术的两极发展.此外,旋转等势面的概念可用来为相对性和绝对性统一的物理测试实验提供一种有效的分析方法.研究结果表明,旋转等势面的物理模型可用于分析旋转水流受地球重力场的影响.我们认为旋转等势面为可控方式克服现代近水及河心建筑的选址相关大尺度问题挑战提供了可能性,并且可以发现自然工程有效地控制洪流的应用.     

“简单”复杂流体中发现暂态剪切带

普通的水是一种牛顿流体,其切应力与剪切变形速率成线性关系(此线性比例即为流体的黏度).牛顿流体的行为与特性可以通过纳维一斯托克斯(Navier-Stokes)流体方程组描述.但是很多我们日常生活中所见的液体物质,如泡沫材料、乳化剂和胶体等多属于非牛顿流体.这些复杂流体的行为至今尚未找到一种普适的理论去描述,只能对不同体系的共性来进行分类.     

竖直振动颗粒床中的倍周期运动

实验研究了竖直振动颗粒床中颗粒对容器底部的压力随振动强度的变化情况.发现压力随振动加速度的增加经历倍周期分岔，典型的分岔序列为：2P，4P，混沌，3P，6P，混沌，4P，8P，混沌.观察表明，伴随倍周期分岔现象，在颗粒床底部出现颗粒的聚集态.聚集态内颗粒密堆积在一起并作整体的上下运动.采用完全非弹性蹦球模型分析了颗粒对容器底的冲击力，并给出了倍周期分岔现象的一种解释. 关键词： 颗粒物质 混沌 倍周期分岔 非弹性碰撞     

三维Kolmogorov流动弹性湍流直接数值模拟研究

黏弹性流体弹性湍流现象是在极低雷诺数下(惯性效应可以忽略),完全由流体弹性引起的复杂湍流现象,在此条件下牛顿流体处于层流流态.该现象不仅具有与惯性湍流类似的一些特征,还具有其独特的特性,此外,其诱发机理与惯性湍流完全不同.为了更深刻地认识弹性湍流特性及其产生机理,本文基于三维Kolmogorov流动采用直接数值模拟研究...     

用激光测量液体折射率的简单方法

用激光测量液体的折射率已有许多报道，但测量方法比较繁琐，且精确度不够高.本文介绍一种用激光测量液体折射率的简单方法，此方法利用光线传播的几何关系，对液体折射率作定量测试.该方法具有设备简单、费用低廉、测量精度高等优点.1实验原理及方法利用临界角的概率束来测量液体的折射率，如图1所示.当激光束沿一条半径进入液体，即使入射光束对准容器的中心G点射入液体时，不发生折射，而在G点射出的光束发生了折射，折射角大于入射角.当人射角i增大，直到使折射角达到90°时，折射光束沿容器的直边传播.继续转动容器增大人射角，激光束…     

小球与均质定轴杆的碰撞(续)

从碰撞过程中形变与能量的转换关系出发,采用弹性度的概念,提供了解决小球与定轴杆一般非弹性碰撞问题的一种解法.     

实验室内模拟地磁的翻转

每20几万年左右地球的北极和南极相互转换位置．谁也不知道是什么原因使地球磁场发生这种翻转．最近法国的一个研究组在实验室内重现了这一现象．他们将放在容器中的160升的熔化的钠加热到110℃以上，并用两个向相反方向旋转的螺旋叶片使熔化的钠不停地做涡旋运动，这样模拟地球核心熔化的铁的转动．由此产生的电流产生出磁场．这时他们监视磁场的强度和方向．当他们偶然使一个叶片的速度为16Hz而另一个为22Hz时，发生了一种奇特的效应：整个样品的磁场方向开始翻转，翻转的间隔为10秒到180秒之间不等．     

新型旋转液体实验——介绍一个研究性物理实验

介绍一种新型旋转液体实验，可以观察离心力现象，测量重力加速度，研究由旋转液体表面所形成的光学系统中焦距与角速度ω的关系，并观察该系统成像与转速的关系。     

在室温下冻结的冰

大多数的表面并不是很光滑平坦的，当两个物体的表面相互接触时，实际上只有其中的一部分表面是真正地碰在一起的．在正常的条件下，如果说两接触面间是潮湿的，或者说有水蒸汽存在时，表面间就会产生出一种效应，称为“表面张力桥（capillary bridge）”．这些桥倾向于使表面粘结在一起，而使两表面间不易滑动．为了能更清楚地了解这个现象，荷兰Leiden大学的J．Frenken教授所领导的研究组对这种被限制于两表面缝隙间的液体的物理行为进行了一系列的实验．他们发明了一种称为“摩擦杠杆（tribolever）”的仪器，它是由一个稍有弯曲的微型硅片传感器所组成，其作用是可以感受小于皮牛顿的力．     

《浮力》单元竞赛模拟测试题

一、填空题 1.浸在液体里的物体受到_的浮力,浮力的大小等于_____。浮力的三要素是___。 2.边长为20厘米的正方形金属块,如图1所示,当它的底面与水面重合时,所受浮力为_牛顿。当它的上表面恰与水面重合时,所受浮力为_牛顿。     

隧道结的发光效应

一、基本原理 根据量子力学原理,如果被真空或绝缘物分开的二电极间间隙足够窄,窄到仅有几个原子直径的距离,这时即使电子没有足够的能量“越过”由这个间隙形成的势垒,由于电子的波动性它们也能经“隧道”穿过势垒.这种现象称作电子隧道效应. 观察电子隧道效应的实验模型是隧道结:一层约20A厚的绝缘物夹在两层金属薄膜之间.当在这两层金属膜之间加上小的偏压 V时,便有电子隧道穿过绝缘层形成隧道电流,此时电子获得能量eV. 隧道电子通过绝缘层有两条通道:弹性通道和非弹性通道.在弹性通道中,电子隧穿获得的能量没有损失;在非弹性通道中,电…     

受拉扭弹性细杆超螺旋形态的定性分析

基于弹性杆的Kirchhoff模型讨论受拉扭弹性细杆的超螺旋形态.导出细长螺旋杆的等效抗弯和抗扭刚度.分析受拉扭弹性细杆的稳定性和分岔,且利用等效刚度概念将弹性杆的稳定性条件应用于对细长螺旋杆稳定性的判断.在扭矩不变条件下增加拉力至极限值时,直杆平衡状态失稳转为螺旋杆状态.继续增加拉力,直螺旋杆平衡状态失稳卷绕为超螺旋杆.从而对Thompson/Champney实验中受拉扭弹性细杆形成超螺旋形态的多次卷绕现象作出定性的理论解释. 关键词： 弹性细杆 Kirchhoff动力学比拟 等效刚度 超螺旋形态     

用闪光照相法研究液体的失重现象

一提起失重现象,人们往往会认为只能发生在电梯中或宇宙飞船上,殊不知自由下落容器中的液体中也会产生失重现象.并由此引起一些异常现象,如液体不能产生压强等等.在随容器作自由降落液体中,取一质量为m的小体元.此小体元横向受的合力为零.纵向受两力作用:重力mg和由小体     

旋转液体实验装置的设计

对如何利用旋转液体这一有趣现象进行物理实验作了探索，设计出一套用于进行旋转液体实验的仪器，并介绍了该仪器的设计思路及特点。     

分形复合油藏非牛顿幂律流体不稳定渗流的数学模型

对不稳定渗流的数学模型进行了推导并建立了分形复合油藏不稳定渗流模型.在无限大地层、有界定压、有界封闭三种外边界条件下分别求出了它们在Laplace空间的解析解.对于两区的特殊情况,分析了井底压力动态特征和参数影响,制作了典型曲线.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.这对于非均质油藏非牛顿流体的不稳定试井分析和研究非线性渗流特征都是十分重要的.     

关于沿内角的自发毛细流动现象回顾

文章从静力和动力学的角度简要回顾了关于沿内角的自发毛细流动研究的最近进展.作为一个通用几何形状,内角在地面微观尺度下或处于失重状态的航天飞行器系统内大尺度下为液体提供有效的输运通道.当一定的几何条件得到满足并且当毛细力远远大于体力比如重力的时候,沿着内角会发生自发毛细力驱动流动现象.从静力学的角度来说,本文讨论的自发毛细驱动流动和当特定的边界条件发生突然变化,比如重力作用突然消失时带有内角的容器内部单值有限高度的平衡自由面的非存在性有关系. Concus-Finn方法可以用来确定这样的平衡自由面在一个横截面处处一致的柱形容器内的非存在性.用这个方法可以推导出在失重状态下一个内角为2α的通常柱形容器里,当接触角小于π/2-α时,平衡曲面不存在.通常来说,沿内角的自发毛细驱动流动属于层流.利用尺度分析和摄动法,成功分析了该流动的动力学特性,并且推导出对设计有用的封闭形式的解析解.一个典型的结果是在黏性流的范畴里毛细面端点的移动和t1/2成正比      

光测弹性力学实验的设计和研究

光测弹性力学实验使具有各向同性的弹性样品在载荷作用下变成各向异性,产生暂时双折射现象.在偏振光场中因它的传播速度和折射率不同而产生干涉条纹,可观察到应力分布.利用干涉条纹和应力光学定律可计算出弹性模型在受力状态下的应力.