多孔介质中盐指现象的数值模拟

运用基于杂交网格的高精度数值方法研究了多孔介质中的盐指现象.该算法将基于边界拟合坐标下的高精度有限差分法和高精度的泊松方程快速求解器有效地结合在一起,从而达到提高整体的计算精度、计算效率和稳定性的目的.通过比较不同孔隙率的多孔介质对盐指对流的传热传质效应的影响,发现在标准孔隙率较低的多孔介质中,盐度扩散的速度明显比热扩散的速度快,盐指很快触及上下壁面,使得上下层的盐度梯度迅速减小,这是与非多孔介质具有明显差异之处. 关键词： 多孔介质 双扩散对流 盐指     

有机吸附物对多孔硅微腔发光的影响

理论上,采用Bruggeman有效介质近似,研究了有机吸附物对多孔硅微腔的折射率及其光致发光谱的影响.实验上,采用计算机控制的电化学腐蚀法制备了多孔硅微腔样品,并利用机械泵油的蒸气分子与该微腔样品进行相互作用.研究发现,多孔硅微腔发射的窄化光致发光谱对泵油蒸气分子的吸附与脱附很敏感,与之伴随的是该窄化光致发光谱发生明显的峰位移动(可达71nm)和强度变化.结合Bruggeman近似和表面态对多孔硅发光的影响,对实验结果进行了定性解释.实验结果与理论模拟结果符合较好. 关键词： Bruggeman近似 吸附物 多孔硅微腔 光致发光谱     

温室内多孔蓄热墙传热与流动特性

本文采用一维稳态饱和多孔介质能量双方程模型,对温室内多孔蓄热墙的传热与流动特性进行了研究.结果表明:多孔蓄热墙的固体骨架与空气之间的换热取决于空气的入口流速、多孔材料的孔隙率、渗透率和固体骨架的导热系数,由于多孔蓄热墙接受的太阳辐照是不均匀的,因此推荐采用具有不同孔隙率的新型复合多孔蓄热墙,以减少这种不利的影响.     

多孔SiC陶瓷微孔道内合成Silicalite-2分子筛膜

榉木经高温热解转化为生物碳模板, 通过液相渗硅反应工艺制备了保持木材微观结构的多孔SiC陶瓷. 在生物形态多孔SiC陶瓷载体上采用原位沉积晶种-二次生长法在其微孔道内壁形成了一层5 μm厚的Silicalite-2分子筛膜. 利用XRD, SEM和BET对复合材料的相组成、微观结构和比表面积进行了表征, 研究了水热晶化温度对原位沉积晶种和二次生长成膜的影响. 经原位沉积(120 ℃, 36 h)晶种涂层后在载体孔道表面形成了一层球形颗粒堆积的连续晶种层, 经170 ℃, 36 h的二次生长, 晶种不断长大并交织生长形成连续致密单层分子筛膜. 在多孔SiC陶瓷微孔道中沿垂直于载体表面方向形成了一层对齐排列的Silicalite-2棒状晶体, 颗粒生长主要沿晶体的最长轴[101]方向进行. Silicalite-2/SiC复合孔结构材料的微孔体积为0.013 cm³/g, BET比表面积为43.2 m²/g, 而相应的分子筛负载量为9.5%.     

Entropy generation analysis of thermally developing forced convection in fluid-saturated porous medium

Entropy generation for thermally developing forced convection in a porous medium bounded by two isothermal parallel plates is investigated analytically on the basis of the Darcy flow model where the viscous dissipation effects had also been taken into account. A parametric study showed that decreasing the group parameter and the Peclet number increases the entropy generation while for the Brinkman number the converse is true. Heatline visualization technique is applied with an emphasis on the Br 〈 0 case where there is somewhere that heat transfer changes direction at some streamwise location to the wall instead of its original direction, i.e., from the wall.     

非饱和正冻土的三场耦合理论框架

在``饱和正冻土的理论构架'的基础上,假定了冻土体内的空气的流动是一 种Darcy流,进一步考虑了非饱和土中气相的影响,提议了一种综合考虑两种极端 情况：(1) 气体与外界完全相通. (2) 气体与外界完全不相通的相关水、热、力相 耦合的多孔多相介质理论构架------半连通、半封闭非饱和正冻土理论构架. 重点讨论了较简单的气体半连通半封闭的非饱和孔隙冻土体的三场耦合模型. 为 检验三场耦合分析模型及所开发的针对冻土工程三场耦合模型的软件系统3G2001 的合理性与正确性, 与214国道花石峡 试验路基实测的地温变化和路基路面变形 进行了对比验证, 对比结果显示: 路基中分析所得的温度场与实测值变化规律一 致, 量化相差大都在10\%$\sim$20\%以内; 分析所得耦合变形随时间的变化也与 实测值完全一致, 路中的分析变形与实测相差也在10%-20%以内     

植酸基多孔保润材料的制备及其在烟草保润性能方面的应用

烟草传统保润剂多数为多羟基物质,依据其极性基团与水分子的氢键作用来维持烟草的含水率,植酸含有大量的羟基基团,理论上可作为烟草保润剂使用,然而,在实际应用过程中,聚糖分子颗粒内部会形成多重氢键作用,柔性链之间紧密堆积,导致水分子无法进入保润剂颗粒内部,严重地影响了保润剂的吸水容量和储水能力（羟基基团使用率<20%）。为了将植酸分子柱撑,破坏其氢键链接形成的紧密堆积结构。本文采用苯甲酸作为单元,使其与植酸分子发生羧酸酐共聚反应,制备了植酸基多孔保润材料。该材料具有较高的稳定性,能够稳定到200℃以上;材料通过植酸分子形成的二维层状结构,由80～150 nm的颗粒堆积而成;其比表面积对比原始的植酸分子提升了近18倍;由于苯甲酸分子与植酸分子发生聚合之后,破坏了植酸酸分子之间原先的紧密堆积结构,其水气吸附量对比植酸分子提升了3.1倍。在25℃、30%RH条件下,添加植酸多孔保润材料的烟丝72 h平衡含水率较传统保润剂提升27.92%。     

仿生多孔翼型后缘自噪声数值研究

采用大涡模拟(LES)和声比拟(AA)结合的方法,在低马赫数条件下,对SD7003多孔翼型自噪声声场进行计算,研究多孔材料在不同来流迎角下对翼型自噪声远场声压的影响规律,并阐述噪声的影响机理。结果表明：LES与AA相结合的方法能够较为准确地计算多孔翼型的边界层特征以及远场声压,且数值模拟结果与实验结果非常吻合。来流迎角为0°时,多孔翼型整体声压级随着渗透率的减小先减小后增大,渗透率为5×10^-11 m²时多孔材料的降噪效果最佳。多孔翼型整体声压级随着迎角的增大而增大,但多孔材料的降噪效果随着迎角的增大而减小。多孔材料的存在能够有效地削弱翼型表面的大尺度相干结构,使得翼型表面的RMS压强脉动峰值减小,从而抑制翼型远场噪声。     

天然生物材料壳聚糖支架上人胚肺成纤维细胞的生长

采用不同粒度的硅胶粒子作为致孔剂,按硅胶和壳聚糖重量比9：1,制备了三组不同孔径的壳聚糖多孔支架．以无孔壳聚糖支架为参照,对多孔支架的有效孔径、吸水性进行了比较．结果表明：孔径大小由硅胶尺寸控制,吸水性随孔径增大而增大．为研究支架孔径大小对其生物相容性的影响,在系列支架上进行了人胚肺成纤维细胞的培养．细胞种植1d后,多孔支架上的细胞粘附较多,而无孔支架上的细胞伸展情况较好;细胞培养5d后,所有支架上细胞伸展情况良好,孔径越大的支架上细胞增殖越多．该研究结果将为天然生物材料壳聚糖作为组织工程支架材料的应用提供有益的指导．     

固相转晶合成含硼CF-2沸石过程中甲胺分子的状态变化

以¹³C MAS NMR与TG-DTG为主要手段,研究了多孔玻璃粉于蒸汽相中转变为含硼CF-2沸石过程中模板剂甲胺分子的状态变化.结果表明甲胺分子经历了三种状态变化:在反应初期,甲胺分子与多孔玻璃表面羟基形成弱相互作用;随着反应进行,一部分弱相互作用的甲胺分子转变为强相互作用的甲胺分子;强相互作用的甲胺分子与硅羟基、铝羟基、硼羟基共同形成CF-2沸石晶核,晶核长大成晶体,甲胺分子进入沸石孔道内,此时存在与多孔玻璃粉表面羟基弱相互作用、强相互作用以及处于沸石孔道内的三种甲胺分子.随着结晶度进一步升高,多孔玻璃表面弱相互作用与强相互作用的甲胺分子依次逐渐消失,最终全部进入CF-2沸石孔道内.孔道内有自由状态和质子化的甲胺分子.SEM照片从形貌上直观地表征了多孔玻璃向CF-2沸石的转变过程.