二维颗粒流从稀疏态到密集态的临界转变

研究了斜槽中的二维颗粒流由稀疏到密集转变的临界现象.在二维颗粒槽的入口流量Q₀和出口尺寸d固定的条件下，记录并统计了稀疏流转变为密集流所经历的时间.研究发现，在统计时间内转变不发生的概率C(t)随时间指数衰减，其衰减的特征时间尺度α^-1(d)可以很好地由幂律函数a(d_c-d)^-γ来拟合，其中d_c为临界开口尺寸.此临界尺寸的存在确定了稀疏流到密集流转变的临界现象. 关键词： 颗粒物质 颗粒流 非平衡态相变 几何相变     

高温超导体场致发射的非平衡效应

高温超导体场致发射时 ,非平衡状态将使电场在超导发射体内增加穿透深度 ,这将使其场发射性质发生改变。本文对高温超导体场致发射的非平衡状态进行了研究。     

热声发动机系统稳定性分析

热声发动机系统的自激振荡起振过程是在远离平衡态条件下发生的自组织过程,是决定热声发动机能够正常运行的关键过程。本文根据非平衡态热力学,针对起振过程开展热声系统热力学稳定性研究。将Glansdorff-Prigogine稳定性判据引入到热声系统稳定性分析中,借助CFD软件,分析了两种定态的稳定性,两种定态分别对应了温度梯度小于和大于临界温度梯度的情况。验证了非平衡态热力学稳定性分析在热声发动机自激振荡起振现象研究中的可行性。     

C60分子在有序-无序和玻璃态相变间的取向概率与弛豫行为

用极限动力学模型研究了C60分子在有序-无序相变和玻璃态相变温度区间取向角为98°和38°的取向概率与温度的关系.计算结果在玻璃态相变点附近的85!K,90!K和有序-无序相变点的260!K分别与实验值相吻合,取向概率对实验值更精确的拟合及其对温度的二阶导数预言玻璃态相变点在84!K.导出了弛豫规律,其结果表明:双能级的C60分子从非平衡态到平衡态的弛豫行为与非指数因子β有关,其总的弛豫时间决定于其中一个较短的弛豫时间,展宽指数形式保持不变.讨论了KWW方程的非指数因子β与分子间协同作用的关系,发现与双取向态间的能级差有关,计算值与实验结果相同.     

电弧加热发动机尾流的光谱诊断

电弧加热发动机是一种为航天器提供机动和控制推力的装置。由于比冲远高于传统的使用化学推进剂的发动机,近年来,电弧加热发动机引起了愈来愈多的关注。为了了解电弧加热发动机的工作过程机理,讨论了电弧加热发动机尾流的诊断方法并设计了一套光谱诊断系统。在此系统上,以氩气为工作气体,设定气流量和电流,在模拟空间环境下对电弧加热发动机尾流的光谱信号进行了采集。实验结果表明系统具有较高的信噪比,可以忽略噪音对光谱信号强度的影响,采集到的数据能够真实地反映物理过程。通过对采集到的谱线强度信号进行分析和处理,得到了尾流中氩的谱线发射系数的径向分布,并进一步得到了尾流平均激发温度的径向分布。实验结果表明电弧加热发动机的尾流处在热力学非平衡态下,因而用谱线强度法测温时选用不同的谱线,得到的温度值是不同的。     

耗散结构理论在生命科学研究中的应用

由于各种形式的能量最终以热的形式耗散 ,对热运动规律的研究 ,可以揭示能量的转化及其定量关系 ,因此热力学一直备受各研究领域关注 ,尤其是在统计物理学和信息论问世以来 ,更显其重要性。这里就耗散结构在研究生命体系 ,生物膜及古生物群落中的应用作简要介绍     

超高压下熔媒法人造金刚石合成机制研究的重要进展

本文对熔媒法人造金刚石的实验、观察和分析,包括熔媒金属(FC或m)、石墨(g)和金刚石(D)存在状态、结晶状况、微观结构和结构特征及其各自结果的分析讨论等研究作了报导.在此基础上对人造金刚石的合成机制作出有机统一整体的讨论如下:(1)形成D结晶基元相变必要条件的特征,可以认为在m熔化过程中发生的助熔激发效应.由于m的d带空穴同g的π-电子相互作用产生各种集团和原子,特别是具有近程有序与密排面结构的原子集团,从而形成一种具有适当尺寸和可变组元的类填隙式固溶体-复合原子集团;(2)形成D结晶基元相变充分条件的特征,可以认为在前述的复合原子集团中的密排面间隙部位发生m的催化激发效应.由于m的价电子处于激发态统计权重增高达到d3s或类sp3状态,诱发处于复合原子集团中类g原子集团实现sp2转移sp3状态.形成一种具有可变组分、不稳定的或部分稳定的类间隙相.这种间隙相式复合原子集团是相变的产物,也是在非平衡态下具有扩散性的主要结晶基底和结晶基元;(3)人造金刚石体系中m/g相互作用的必要和充分条件的特征可用它们的界面结合特征方程作判据来描述.这种判据取决于反映在它们表面和界面上几何结构、电子结构和尺寸等效应(与原子-分子层次结构及相互作用状态有关)的表面能、界面能和有效尺寸.所推导的方程对人造金刚石体系中相互作用,即熔媒激发复合效应的最适合状态提供重要的科学依据和有效技术途径.     

锂离子在石墨、MoS2及其复合材料中扩散过程的分子模拟及量子力学研究

锂离子在电极材料中的传递性能对电池的充放电速率起着至关重要的作用.采用非平衡态分子动力学(NEMD)方法,模拟了充电过程中锂离子在石墨 、MoS2及其复合材料(G/MoS2)中的迁移过程,考察了锂离子的非平衡态扩散时间、平衡态扩散系数(D)和吸附能,探究了石墨、MoS2层间距及边缘结构对锂离子扩散的影响.计算结果表明:...     

一个纳入活化络合非平衡效应的TST公式体系

在唯象理论的层次上评述了活化络合体系的非平衡性引起的非平衡统计问题;通过分析活化络合过程的耗散与涨落对反应速度的影响,提出了一个纳入了活化络合过程非平衡效应的TST公式体系代替活化络合平衡常数,建立了活化络合耗散函数与反应速度的关系.同时讨论了影响反应活化络合进程耗散-涨落的诸因素所导致的速度常数统计漂移     

MgO·nB_2O_3-18%MgSO_4-H_2O体系0℃时的热力学非平衡态液固相关系

在MgO·nB2 O3 18%MgSO4 H2 O体系 0℃结晶过程的动力学研究、用物理方法和化学分析确定析出固相的组成和测定固相共饱和点的基础上 ,给出了该体系 0℃时的热力学非平衡态液固相关系图 .该相图存在四个相区 ,分别与H3 BO3 ,MgO·3B2 O3 ·7.5H2 O ,MgO·2B2 O3 ·9H2 O和 2MgO·3B2 O3 ·15H2 O(多水硼镁石 )相对应 .结果表明MgCl2 和MgSO4介质对镁硼酸盐的析出有不同的影响 .