固液界面边界滑移对液滴振荡行为影响的VOF模拟

滑移边界条件表示固液界面处的速度不连续性.采用VOF(Volume of Fluid)方法捕捉两相相界面的移动,利用自适应笛卡尔网格技术提高了运动界面求解的精度和分辨率,实现了液滴撞击动力学的数值模拟.通过实验对比了液滴撞击光滑固体表面的运动特征,研究了固液界面边界滑移对液滴撞击亲水/疏水壁面引发振荡行为的影响.     

液滴碰撞水平壁面实验研究

采用高速摄像仪结合像素分析法观测了液滴碰撞水平干壁面铺展、收缩、飞溅等动力学形态变化,并定量获得了液滴铺展系数和铺展速度随无量纲时间的变化规律。实验结果表明:液滴的铺展系数和铺展速度与碰撞速度和液滴初始直径密切相关,碰撞速度越大,液滴的铺展系数和铺展速度越大,铺展速度在撞壁初始阶段变化明显,随时间逐渐趋于稳定;液滴初始直径越大,铺展系数越大,其临界飞溅速度越小。无量纲分析得出:液滴的最大铺展系数与雷诺数密切相关,液滴达到最大铺展系数所需无量时间与韦伯数不相关。     

用于液体物理特性分析的电容液滴分析仪(英文)

基于液滴体积的分析原理,结合电容传感测量技术,研制了一种用于分析液体物理特性的新仪器——电容液滴分析仪.采用具有特殊润湿设计的滴头形成液滴,环形电容传感器用于监视液滴的形成.电容传感器由滴头和一个环型极板组成,通过优化设计,取得了很好的线性度,可将液滴的体积精确测量到约2μL,适用于正在形成或已达到平衡的液滴.电容液滴分析仪实时测量的特性使之非常适合高挥发性液滴的测量,因为采用流量表和计量泵等其它方法测量挥发液滴体积是不可靠的.电容液滴分析仪还可用来测量浓度及表面张力.实验发现,电容液滴分析仪对甘油水溶液浓度的响应是线性的,但对乙醇水溶液浓度的响应是非线性的.     

低含液输气管道内液滴时空分布特性的数值研究

基于Euler-Eulerian两相流模型,采用CFD软件对低含液输气管道内不同粒径分布的液滴群空间分布以及随时间的变化规律进行了研究。利用边界层网格与增强壁面函数得到了近壁面处边界层内的速度分布:水平管内液滴群主要集中在管路底部区域;弯头内二次流促使液滴群向弯头外侧运动;上弯头后的竖直管内二次流依然存在,液滴群主要集中在迎流侧;液滴群的波动随着时间具有周期性。     

液滴微流控研究重要进展

芯片上生成的微流控液滴具有尺寸均一、体积小、生成速率快等特点,在化学和生物学上有广阔的应用前景．近年来液滴的质谱分析、液滴梯度的生成、双重液滴的生成与应用、液滴的基因筛选和蛋白质合成等取得了较大突破．液滴微流控正在发展成为化学、生命科学及医学等领域的重要研究平台．     

高温气流中单分散液滴蒸发实验研究

利用一种简易的单分散液滴流发生装置,通过高速相机对液滴流蒸发过程进行记录,辅以配套的图像处理软件,研究不同条件下的单分散液滴的蒸发特性,同时研究了环境温度和对流强度对单分散液滴蒸发的影响。实验结果表明,单分散液滴的蒸发经历瞬态加热过程和平衡蒸发阶段,瞬态加热阶段液滴的蒸发速率变化剧烈,该阶段液滴受热膨胀,直径增大;平衡蒸发阶段单分散液滴的蒸发满足d2定律,提高环境温度与对流强度可以促进单分散液滴的蒸发。     

涡环空化的实验研究（英文）

目的:研究涡环空化产生的环状空泡的振荡周期及其冲击壁面溃灭的动态过程。创新点:1.通过实验方法,比较几种不同的速度环量计算模型在环状空泡振荡控制方程中的适用性。2.通过声学方法,得到环状空泡在撞击壁面溃灭过程中的频谱特征。方法:1.通过管内空泡膨胀产生高速射流;高速射流在管口处形成涡环并发生涡环空化。2.基于高速摄像进行流体分析。结论:1.在管内空泡溃灭后,环状空泡以恒定速度沿管的轴向运动,且其振荡周期几乎保持不变。2.环状空泡的振荡周期基本上满足规律:τ~R_0(ρ/ΔP)~(0.5)[ln(8/ε)]~(0.5)。3.在空泡振荡的最小直径为特征直径;根据空心涡核模型,可以计算得到最接近实验结果的速度环量值。4.当空泡冲击壁面时,空泡的环向直径将变大。5.环向直径的最大扩张比α与其截面直径与环向直径的比ε相关:α~ε~(0.25)。     

液-液两相自然射流形成液滴的影响因素

通过记录液-液体系中射流断裂形成液滴的过程,分析了孔径、流速对液滴粒径的影响,得出结论,孔径越大形成的液滴平均粒径越大,液滴粒径随流速的增加先减小后增大。     

纳米液滴Tolman长度的分子动力学计算

给出球状液滴表面张力和等摩尔面和张力面的计算公式,用分子动力学模拟了温度T*=0.65不同粒子数的球状液滴,计算了Tolman长度δ;计算同一温度下平液面的表面张力,利用Tolman方程计算δ。结果都显示δ取正值,随液滴半径增加而减小。     

壁面滑移条件下微尺度通道内两相流数值模拟

为研究Y型微通道内壁面滑移和连续相表观黏度对通道内液滴尺寸和流动特性的影响,采用水平集法进行数值模拟.结果表明:随着连续相通道滑移长度的增加,液滴长度增长,通道内流动更均匀.壁面滑移作用的范围占通道的46.8%.决定表观黏性系数的两参数增加,造成负滑移边界形成,促进液滴脱离,造成液滴长度缩短.表观黏度作用范围占通道的一半以上.对微流体混合系统的优化设计提供了参考.     

以草酸铵为底物的振荡反应研究

本文利用实验室自主开发的计算机数据采集、处理系统和无纸记录仪器,对以草酸铵为底物,硫酸铈铵为催化剂,溴酸钾为氧化剂,硫酸为介质的化学振荡体系进行了研究,描述了该体系的振荡特性。研究了各物质初始浓度、反应温度、还原性物质、双氧水、乙醇、Ag^＋和CCL等对振荡行为的影响。实验结果表明,升高温度,振荡周期、寿命均显著缩短;Ag^＋、H2O2、C2H5OH等共存时,或使振荡周期增长,或具有显著的抑制作用。本文还对该振荡反应的机理进行了深入研究。     

核黄素与脱氧核糖核酸相互作用的液滴荧光法研究

在接近人体生理pH条件下,采用紫外光谱法和液滴荧光法研究了核黄素和小牛胸腺DNA的相互作用.研究结果表明,随着DNA浓度增加,核黄素产生紫外光谱减色效应及荧光猝灭效应.进一步研究发现盐效应可使核黄素的荧光猝灭效应减小,由此推测核黄素与DNA之间可能存在嵌入作用和静电结合作用.通过计算和Scatchard作图求得该反应的结合常数与结合位点数.     

气流携带液滴的最小气体流速模型的建立

本文重点介绍了一种基于天然气在气井中管流和积液特征的气流携带液滴的最小气体流速模型的设计过程,通过分析天然气在气井中的垂直管流以及垂直管流中举升能量的来源和消耗与举升关系、积液特征来建立气流携带液滴的最小气体流速模型,旨在有利于目前我国天然气的开发和利用.     

气泡Tolman长度的热力学分析

以气泡作为研究对象,采用热力学推导的方法,建立了气泡Tolman长度的表达形式,并与有关文献中液滴Tolman长度和等温压缩系数关系式进行比较,指出气泡Tolman长度与气相等温压缩系数以及气液两相密度比值有关。另外,讨论了纳米气泡表面张力的取值情况。     

B-Z振荡反应教学实验的反应条件改进

针对重庆大学出版社出版的《现代基础化学实验》中,采用H2SO4-KBrO3-丙二酸作为反应体系的B-Z振荡反应中存在实验效果不明显,诱导时间较长,振荡信号不够强等弊端,通过考察反应物浓度和催化剂浓度对振荡反应的诱导期、振荡周期和电动势的影响,优化了B-Z振荡反应实验教学体系,提高了实验教学效果。实验结果表明,B-Z振荡反应的最佳实验条件为KBrO3浓度0. 40 mol/L,CH2(COOH)2浓度0. 70 mol/L,H2SO4浓度2. 00 mol/L,催化剂Ce4+浓度6. 00 mmol/L。与《现代基础化学实验》中采用的0. 25 mol/L KBrO3、0. 50 mol/L CH2(COOH)2、3. 00 mol/L H2SO4、4. 00 mmol/L催化剂Ce4+体系的实验结果相比,电动势峰值升高21. 51%,诱导时间减少26. 27%,振荡周期减小27. 27%,实验效果更明显。     

相干态光场与运动三能级原子作用的光场压缩

采用求解薛定谔方程和数值计算方法,研究了相干态光场与三型运动三能级原子相互作用过程中的光场压缩效应.数值计算结果表明:在相干态光场与运动三型三能级原子相互作用系统中,平均光子数、原子运动速度和场模结构参数对光场的压缩均具有一定程度的影响.在固定原子运动速度和场模结构参数时,增加平均光子数,可以实现完全压缩的光场.随着平均光子数的增加,压缩曲线的振荡周期没有明显的变化,压缩曲线的振荡幅度明显增大,压缩的稳定性变小;在平均光子数和场模结构参数一定时,原子运动速度对光场压缩的深度以及压缩周期影响程度较大,增大原子运动速度,不但可以实现完全压缩光场,而且压缩的稳定性得到提高.     

液滴红外光电自动检测计数器的研制

将红外光电液滴传感技术和药理学与生理学实验技术相结合,研制了"液滴红外光电自动检测计数器",该装置具有抗干扰能力强,能准确、灵敏地检测到液滴通过而导致的信号瞬间变化,可更直观、更准确、更客观地反映各种理化、药物及病理因素对心、肝、肾功能的影响。与传统的实验装置相比,减少了实验过程中肉眼计数的繁琐劳动和受滴棒计数的不准确性,使学生有更多的时间对实验结果进行观察、分析,增加了实验的精确性和科学性。     

Ti-22Al-25Nb合金热处理后不同相含量的比较及其对合金显微硬度的影响

通过对Ti-22Al-25Nb合金设计不同的热处理工艺路线,分别得到β/B2相和O相的两相合金及β/B2相、α₂相和O相的三相合金;借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和维氏显微硬度计,研究合金在不同热处理工艺下的组织演变、物相、相含量及显微硬度。结果表明：随着热处理温度的降低,由β/B2相和O相两相组成的Ti-22Al-25Nb合金中,O相和β/B2相的晶粒尺寸都逐渐增大;O相的体积分数逐渐增加,而β/B2相的体积分数逐渐减少;合金的显微硬度逐渐增加。随着热处理温度的降低,由β/B2相、α₂相和O相三相组成的Ti-22Al-25Nb合金中,α₂相和O相的晶粒尺寸都逐渐增大,而β/B2相的晶粒尺寸逐渐减小;α₂相和O相的体积分数逐渐增加,而β/B2相的体积分数逐渐减少;合金的显微硬度逐渐增加。这一研究结果为进一步获得综合性能优异的Ti-22Al-25Nb合金提供了数据参考。     

微量热法研究MB/TiO2复合物对白色念珠菌的抑制行为

在近似生理条件下,采用微量热法研究亚甲基蓝(MB)/TiO₂复合物对白色念珠菌的抑制行为.测定了白色念珠菌生长代谢热功率输出曲线,根据热动力学函数得到白色念珠菌生长速率常数(k)、传代时间(t_G)、最大产热功率(P_m)、抑制率(I)等热动力学参数.定量说明MB/TiO₂复合物对白色念珠菌的抑制效果强于TiO₂,且MB/TiO₂复合物的生长速率常数(k)和最大产热功率(P_m)随着其浓度的增加而下降,而传代时间(t_G)和抑制率(I)随着其浓度的增加而增加,此外MB/TiO₂复合物的生长速率常数(k)和抑制率(I)均与其浓度成一定的线性关系.     

烧结助剂对单相β-SiAlON陶瓷性能的影响

使用廉价的Si粉作为原料通过反应烧结获得了Si₃N₄,后续高温烧结过程中,Si₃N₄与粉料中Al₂O₃发生固溶反应,制备出单相β-Si Al ON陶瓷。经过1 700℃高温烧结后,获得β-Si Al ON相和β-Si₃N₄混合相陶瓷,随着烧结温度增加至1 800℃,Al₂O₃在Si₃N₄晶格中完全固溶,形成了单一β-Si Al ON陶瓷。选用Y₂O₃和Sm₂O₃两种烧结助剂,并对比其对反应烧结β-Si Al ON陶瓷微观结构和力学性能的影响。结果显示,使用Sm₂O₃制备出长径比较Y₂O₃高的柱状晶粒,柱状晶粒相互交织桥接和连接,可以显著提高β-Si Al ON的力学性能。