过渡区气体微尺度流动的格子Boltzmann模拟

采用格子Boltzmann方法(LBM)对过渡区内的微尺度气体流动进行了模拟研究. 在已有滑移区微流动LBM模型中引入Knudsen层速度修正,选取合适的修正函数表达式并依据动理论确定了可调参数的合理取值. 在边界条件的处理格式上,采用了适合过渡区模拟的高阶滑移边界的替代格式来捕捉过渡区微流动的滑移速度,避免了直接求解高阶速度导数项的数值困难. 通过对两类不同的微流动进行模拟的结果表明:与数值解吻合得较好,尤其是对Kn>0.5微流动滑移速度的预测,与已有LBM的模拟结果相比有明显的提高.      

CMP流场的数值模拟及离心力影响分析

化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)是一项融合化学分解和机械力学的工艺, 其中包含了流体动力润滑的作用.在已有润滑方程的基础上, 提出并分析了带有离心力项的润滑方程.利用Chebyshev加速超松弛技术对有离心力项的润滑方程进行求解,得到离心力对抛光液压力分布的影响. 数值模拟结果表明,压力分布与不带离心力项的润滑方程得出的明显不同;无量纲载荷和转矩随中心膜厚、转角、倾角、抛光垫旋转角速度等参数的变化趋势相同,但数值相差较大, 抛光垫旋转角速度越大差别越大.      

基于Fluent的超高压撞击流乳化喷嘴的优化分析

高压液体通过喷嘴加速,形成高速射流,与相反方向的另一股射流相互撞击,发生强烈的相互作用,产生强烈的径向和轴向湍流速度分量以及狭窄的高压高速湍流区,在此区域内,相间或液滴间的碰撞互磨产生的挤压力和剪切力使流体被细化。本文从液体连续相撞击流的两个特征：微观混合和压力波动入手,逐一分析了撞击速度与微观混合、压力波动的关系,得出了压力波动与撞击流速度乱U0成正比关系,微观混合与U^3 0成正比的规律。同时,用流体模拟软件Fluent对喷嘴的结构和尺寸进行优化,并得出最合理的喷嘴结构和尺寸。模拟认为：在相同压力下,采用矩形槽,出口孔径为0．2mm,槽的深度为0．27mm的结构时撞击速度达到最大,并通过实验验证了这一结论。     

循环剪切荷载作用下软土的力学性状研究

利用从现场取得的原状土样,通过室内动三轴试验对循环荷载作用下的变形、孔压和强度特性进行研究。试验研究主要考虑了周围固结压力、循环剪切应力比、荷载频率和循环次数等因素的影响。研究表明,在循环荷载作用下,孔隙水压力和轴向应变均是一个波动上升的过程。当循环应力比增大时,动孔隙水压力变化幅值显著增加,而残余孔压也较大。同时,孔隙水压力值也随着周围压力的增大而明显增大。当作用荷载频率比较大时,需要更多的循环次数才能达到小频率作用荷载能达到的孔隙水压力值。但是,随着循环荷载作用次数的增加,频率对孔隙水压力的影响有减小的趋势。     

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将有限元方法引入到塑性极限分析中,采用刚体有限元离散挡土墙后土体计算区域, 同时构造运动许可速度场,在满足屈服条件、流动法则、虚功方程以及相应的边界条件的基 础上,建立约束方程,引入数学规划方法求解挡土墙在不同变位模式下极限土压力分布. 算 例说明了该方法的正确性和有效性.     

自由场水中爆炸气泡的物理特性

将水中爆炸气泡运动阶段周围流场假设为无粘、无旋、不可压缩的理想流体,运用边界元法模拟自由场中气泡的运动,在气泡运动模拟过程中引入数值光顺技术及弹性网格技术,避免因网格扭曲而导致的数值发散,并开发计算程序。计算值与实验值吻合良好,误差小于10%。从自由场水中爆炸气泡的基本现象入手,基于本文中开发的程序系统地研究了自由场中气泡的动力学特性。对流场中不同方位的压力进行分析,得出气泡中心的迁移方向及射流的攻击方向压力载荷比其他方向均大,说明气泡射流的攻击方向压力载荷最大,对水中结构造成严重毁伤,表明了气泡载荷的不对称性。计算了流场中不同位置的速度变化曲线,结果表明随着距气泡中心距离的增大,气泡运动引起的滞后流的速度迅速减小,且随着气泡的膨胀和坍塌,滞后流的方向逆转,总结了滞后流的衰减及变化规律。     

聚乙撑二氧噻吩导电聚合物上吗啡的电化学检测

在水相中电沉积制备得到了聚乙撑二氧噻吩（PEDOT）导电聚合物膜,研究了沉积电量、沉积电位等因素对聚合物膜的电化学活性及其在水溶液中检测吗啡的电化学响应的影-向．结果表明．沉积电量为20～40mC,沉积电位为1．2V（相对于Ag／AgCl电极）时所得的聚合物膜对吗啡具有最高的电化学响应．在此基础上,研究了PEDOT膜修饰电极在不同浓度的吗啡水溶液中的电化学检测,发现在0．05～6mmol·L^-1浓度范围内具有很好的线性响应．最低检测限为0．05mmol·L^-1,相关系数达0．995．     

一维ZnE(E=S,Se)网状微米晶须的化学气相合成及生长机理研究

以Zn粉为原料,在CuE(E=S, Se)微米球的辅助下,采用化学气相沉积(CVD)法在Si衬底上成功制备出微米级ZnE(E=S, Se)网状晶须.用XRD,EDS,SEM和PL谱分别对产物的结构、成分、形貌和结晶质量进行了测试和分析.结果表明:生长的ZnS和ZnSe微米晶须均为立方闪锌矿结构,长度达300 μm以上,具有接近理想化学计量比的成分和较高的结晶质量.ZnE微米晶须的生长符合氧化还原反应下的气-液-固生长机制,Cu3Zn合金充当了实际的微米晶须生长催化剂,在晶须生长过程中Cu3Zn合金汇聚在一起使ZnE微米晶须形成交叉网状结构.     

Lie group analysis for the effect of temperature-dependent fluid viscosity and thermophoresis particle deposition on free convective heat and mass transfer under variable stream conditions

This paper examines a steady two-dimensional flow of incompressible fluid over a vertical stretching sheet. The fluid viscosity is assumed to vary as a linear function of temperature. A scaling group of transformations is applied to the governing equa- tions. The system remains invariant due to some relations among the transformation parameters. After finding three absolute invariants, a third-order ordinary differential equation corresponding to the momentum equation and two second-order ordinary differential equations corresponding to energy and diffusion equations are derived. The equations along with the boundary conditions are solved numerically. It is found that the decrease in the temperature-dependent fluid viscosity makes the velocity decrease with the increasing distance of the stretching sheet. At a particular point of the sheet, the fluid velocity decreases but the temperature increases with the decreasing viscosity. The impact of the thermophoresis particle deposition plays an important role in the concentration boundary layer. The obtained results are presented graphically and discussed.     

工艺参数对化学气相沉积硫化锌起拱的影响

本文系统研究了沉积温度、压力、Zn/H2S、以及衬底表面粗糙度对起拱的影响.实验表明,适当的提高沉积温度(650 ℃)和降低沉积压力(1.5×104 Pa)有利于抑制沉积起拱;当Zn/H2S<1时起拱减弱,但透过率下降,可在沉积的初期采用低的Zn/H2S抑制起拱;由于表面阴影和钉扎效应,相对粗糙的衬底表面有更好的抑制起拱效果.