微重环境中三维液体非线性晃动的数值模拟

将ALE（任意的拉格朗日-欧拉）运动学描述关系引入到Navier-Stokes方程中,在时间域上采用分步离散方法中的速度修正格式,利用Galerkin加权余量方法推导了系统的有限元数值离散方程;推导了考虑表面张力效应时有限元边界件的弱积分形式。模拟了考虑表面张力情况下圆筒形贮腔中液体的非线性晃动,揭示了考虑表面张力效应时液体非线性晃动的重要特征。     

N,O-羧甲基壳聚糖的合成和性质研究

采用多段升温法将壳聚糖改性 ,合成了取代度为 1.84、平均分子量为 3.0 8× 10 5、等电点为 7.2 8的N ,O 羧甲基壳聚糖 (CMC) ,分别用紫外光谱、红外光谱、荧光光谱对其结构进行了表征 ,并对其水溶液的Zeta电位、电导率、表面张力以及水分散体系中羧甲基壳聚糖微粒的粒径分布进行了研究 .结果表明 ,N ,O 羧甲基壳聚糖具有表面活性 ;介质的pH值和浓度对羧甲基壳聚糖溶液的稳定性有很大的影响     

液滴溅落问题的光滑粒子动力学模拟

对传统的光滑粒子动力学方法进行了改进, 改进的光滑粒子动力学方法对传统粒子方法中的核近似式和粒子近似式进行了修正, 采用Riemann 算法求解光滑粒子动力学流体控制方程, 添加了表面张力的计算程序, 考虑了表面张力对液滴溅落的影响. 应用改进的光滑粒子动力学方法对液滴静止状态下冲击液面的飞溅过程进行了数值模拟. 计算结果表明, 改进的光滑粒子动力学方法能够有效地描述液滴溅落液面的动力学特性和自由表面变化特征, 能够得到稳定精度的结果.     

基于孔口出流模型的实验研究及理论分析

基于孔口出流模型对底部有小孔的圆柱体容器中液体液面高度随时间的变化规律进行了实验研究,并通过计入液体表面张力引起的孔口收缩和流体黏滞力导致的能量损失对实验结果进行了理论分析,与实验结果一致.     

用力敏传感器测量液体表面张力系数

利用力敏传感器测量液体表面张力系数，既改进了传统的实验方法和仪器，提高了实验的准确度和稳定性，同时因实现了非电量电测，也有助于测量过程中学生对物理过程的观察和规律的理解。     

功率超声对溶液性质的影响

本文研究了在功率超声作用下，电解质溶液，小分子溶液和大分子溶液的粘度，表面张力和电导率等物理化学性质的变化规律。实验结果表明，在超声波作用下，溶液的粘度和表面张力暂时下降，而电导率长期升高。     

单向悬挂屋盖结构的风致气弹耦合效应数值模拟

综合运用计算流体力学和计算结构力学技术,建立了适用于索膜结构流固耦合风振分析的CFD数值模拟方法,并编制了相应的有限元计算程序。应用该程序对具有不同参数的大跨度单向屋盖结构进行了风振响应分析,探讨了来流风速、屋面质量和初始预张力等参数对结构流固耦合特性的影响。研究表明,由于屋盖前缘周期脱落的大尺度旋涡是诱导结构振动的主要原因,随着大尺度旋涡沿屋面向下游移动,其动能逐渐转化为结构变形能,使结构振动形态呈现明显的涡激振动特征。屋面质量、来流风速和初始预张力是影响结构流固耦合性能的主要参数。对于索膜结构,仅通过刚性模型来确定结构风压并进行风振响应分析,其结果是不可靠的。     

单向耦合下两个不同Lorenz系统的广义同步

对单向耦合下两个不同的Lorenz系统的广义同步进行了研究,利用辅助系统方法,基于稳定性理论和响应系统的有界性,得到了它们达到广义同步时的充分条件,并根据响应系统的修正系统具有零渐近稳定平衡点、非零渐近稳定平衡点和轨道渐近稳定周期解的情况,将广义同步分为第一类、第二类和第三类;利用Routh-Hurwitz定理,对修正系统平衡点的稳定性进行了分析,给出了单向耦合下两个不同Lorenz系统具有第一类、第二类广义同步的充分条件.数值仿真表明了该方法的有效性与可行性.     

3D打印贝壳仿生复合材料的拉伸力学行为

采用硬质和软质双组分材料,通过调控两种基体材料的装配夹角,采用光固化3D打印技术制备了不同装配方式的仿贝壳珍珠层复合材料,开展了准静态拉伸实验,结合扫描电镜观察,分析了其拉伸力学性能、断裂及能量耗散机理。研究结果表明,保持胞元边长不变,随着面内装配角度增加,仿贝壳珍珠层复合材料的强度呈线性增加趋势,断裂应变呈线性减小的趋势;随着面外装配角度增大,断裂应变呈线性减小趋势,而强度在面外装配角小于45°时呈增强趋势,超过45°时趋于稳定;面外装配角度为45°时,材料的强度达到最大值。试样在断裂前主要通过硬质材料的拔出、软/硬相界面处微裂纹的生成及微裂纹在扩展过程中的合并和偏转等方式耗散能量。     

Surface Tension Effect on Harmonics of Rayleigh-Taylor Instability

Using the method of the parameter expansion up to the third order, explicitly investigates surface tension effect on harmonics at weakly nonlinear stage in Rayleigh-Taylor instability (RTI) for arbitrary Atwood numbers and compares the results with those of classical RTI within the framework of the third-order weakly nonlinear theory. It is found that surface tension strongly reduces the linear growth rate of time, resulting in mild growth of the amplitude of the fundamental mode, and changes amplitudes of the second and third harmonics, as is expressed as a tension factor coupling in amplitudes of the harmonics. On the one hand, surface tension can either decrease or increase the space amplitude; on the other hand, surface tension can also change their phases for some conditions which are explicitly determined.