创新的轨迹——状态方程-低温技术-超导-磁悬浮列车之间的关系

在历史上,每当出现一项重大的发现和发明时,都会对科技、生产力乃至思想认识产生深远的影响.van der Waals状态方程的建立就是这样一项重大创新,它对低温技术的发展有举足轻重的作用,而低温极限--氦的液化又导致了超导现象的发现,高温超导材料的发现最终催生了磁悬浮列车.     

CPA方程计算醇+卤代烃体系气液相平衡

醇+卤代烃混合体系,尤其是乙醇、三氟乙醇(TFE)等与卤代烃的混合工质在吸收式制冷、热泵、蒸气动力循环等领域中有着重要的应用.CPA方程可以描述缔合流体的性质,用于含醇类组元的混合体系气液相平衡性质描述.本文首先从纯物质饱和性质实验数据回归得到了CPA方程参数;将CPA方程应用于醇+卤代烃混合体系的气液相平衡计算,采用并比较了2种缔合方案;比较了CPA方程与G~E-EoS模型的相平衡计算效果.CPA状态方程在揭示分子间相互作用的基础上可准确描述醇+卤代烃混合体系的气液相平衡性质.     

乙烷族卤代烃的微扰软链状态方程

本文将微扰软链理论应用于乙烷族卤代烃状态方程的研究,该方程包含三个物性参数,表征分子非球形度的参数c、Lennard-Jones软球直径σ和表征能量的参数ε/k。本文拟合得到了12种乙烷族卤代烃类物质的方程参数。与NIST软件计算结果比较表明,该方程对单相区和两相区的pvT性质均有较好的再现性。本文还发现该类物质的方程参数与分子结构之间存在某种规律性关系。     

SrF2和BaF2熔化温度的分子动力学模拟

利用壳层模型分子动力学方法,考虑萤石结构分子中的预熔化现象,对SrF2和BaF2的分子动力学模拟熔化温度进行修正,获得了高压下SrF2和BaF2的熔化温度．同时给出了300K、0．1MPa-7GPa和10．1MPa-3GPa时SrF2和BaF2的状态方程,与已有研究结果的最大误差分别为0．3％和2．2％．计算所得SrF2和BaF2常压下的熔点与已有的实验结果符合较好．对于SrF2和BaF2分子体积变化和已有的熔化模拟的差别也做了比较和讨论．     

非对称核物质不可压缩系数的微观计算(英文)

在带微观三体力的Brueckner-Hartree-Fock方法下研究了非对称核物质的不可压缩系数,得到了不可压缩系数的同位旋以及密度依赖, 并做了进一步的讨论。在一定密度下,不可压缩系数作为同位旋非对称度的函数随同位旋单调递增。 预测了非对称核物质在平衡态的同位旋依赖性质并与其他理论方法做了比较。 We have investigated the incompressibility of asymmetric nuclear matter within the Brueckner Hartree Fock approach extended to include a microscopic three body force. The isospin dependence and density dependence of the nuclear incompressibility have been obtained and discussed. It is shown that the incompressibility at a fixed density increases monotonically as a function of isospin asymmetry. The isospin asymmetry dependence of the equilibrium properties of asymmetric nuclear matter is also predicted and compared with the results of other theoretical approaches.     

多组份流动质量分数保极值原理算法

对基于质量分数的Mie-Gruneisen状态方程多流体组份模型提出了新的数值方法.该模型保持混合流体的质量、动量、和能量守恒,保持各组份分质量守恒,在多流体组份界面处保持压力和速度一致.该模型是拟守恒型方程系统.对该模型系统的离散采用波传播算法.与直接对模型中所有守恒方程采用相同算法不同的是,在处理分介质质量守恒方程时,对波传播算法进行了修正,使之满足质量分数保极值原理.而不作修改的算法则不能保证质量分数在[0,1]范围.数值实验验证了该方法有效.     

窗口声阻抗对锆相变动力学的影响

基于磁驱动加载装置CQ-4开展了锆的斜波压缩相变实验,研究了锆样品后表面窗口声阻抗对相变波形的影响.实验结果显示,锆后表面为较低声阻抗窗口(自由面和LiF窗口)时,相变起始对应的特征粒子速度约331.0 m/s,而高阻抗蓝宝石窗口时,特征粒子速度约301.9 m/s,特征速度对应的压力从约9.14 GPa下降到8.27 GPa.相变对应的速度特征拐点是与多种因素相关的实验信息,因此它对应的压力并不是材料属性参数相变压力.结合基于热力学Helmholtz自由能的多相状态方程和非平衡相变动力学方程开展了锆的相变动力学数值模拟研究,相变弛豫时间为30 ns,计算结果与三种情况的实验结果符合良好,可以较好地模拟斜波压缩下锆的弹塑性转变、相变等物理过程.在压力-比容和温度-压力热力学平面,相变前锆的准等熵线与冲击绝热线差异很小,相变后准等熵线都位于冲击绝热线下方,随着压力的增加准等熵线和冲击绝线偏差越来越大,温度-压力平面中在20 GPa时相差约100 K.相变开始后,由于相变引起比容的间断,导致锆的拉氏声速迅速下降约7%,相变完成后拉氏声速恢复到体波声速.     

圆筒试验JWL状态方程参数的贝叶斯标定

在研究数值模拟的输入参数引入的不确定性时,通常需要人为给定每个输入参数的概率分布,且输入参数概率分布的选择可能会对分析结果产生直接影响。利用贝叶斯方法标定了圆筒试验JWL状态方程参数,得到了标定参数的估计值和后验分布,并研究了不同统计模型假设对标定参数的估计值和后验分布的影响。贝叶斯后验分布融合了基准试验的试验数据的信息,因此将其作为不确定度量化分析时输入参数的初始概率分布,可以尽量减少分布选择引入的认知不确定性。     

基于能量法的矿柱稳定性分析

能量法因可以避免研究采场结构失稳破坏的中间复杂受力过程,所以受到研究者的青睐. 人工矿柱是地下矿山一种重要的采场结构,由于其失稳破坏过程的应力、应变较复杂,因此从能量守恒的角度对其承载上覆岩体的稳定性进行综合评判和研究. 通过对人工矿柱的受力特性和破坏模式进行分析,建立其力学模型,根据能量守恒原理得出考虑外载荷做功、自重势能和应变能条件下的人工矿柱总能量方程,推导出了人工矿柱势能函数表达式. 基于突变理论知识,构建了在考虑弹性模量、高宽比等参数条件下的人工矿柱能量极限状态方程,根据势函数的稳定判据得出外载荷的临界应力函数关系式,系统讨论和分析了外载荷变化过程对人工矿柱稳定性的影响,定量评判了人工矿柱受外界载荷的影响程度. 最后将所建立的临界应力函数关系式对焦冲金矿人工矿柱尺寸进行优化设计,经现场实测人工矿柱承受载荷约为其理论设计临界载荷的十分之一,达到安全支护规范要求;经过多年的金属矿山现场生产实践,人工矿柱及覆岩都较稳定,能够满足矿山安全生产的需要. 研究结果表明所建立的人工矿柱能量极限状态方程,可为地下金属矿山人工矿柱的合理设计提供理论依据.      

低SIS能区重离子碰撞过程的系统性研究

在极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型中加入势能密度泛函形式的势修正、核子-核子弹性散射截面的更细致的介质修正以及碎片重构模式中的同位旋效应后,重点研究低SIS能区(约40～400 MeV/u)重离子碰撞的动力学过程。在较系统地研究此能区重离子碰撞后的轻碎片产生及集体流后,重点研究对高密区对称能密度依赖敏感的观测量。发现:(1)质量对称的Sn系列同位素反应系统,其中子平衡能的系统N/Z分布能敏感探测对称能密度依赖;(2)横速度/动量分布的中子和质子及氢同位素的椭圆流比vn2/vp,H2敏感依赖于对称能。经采用多组核物质标量不可压缩系数K0值差别很小、对称能斜率参数L值相差较大的Skyrme势参数计算并对FOPI/LAND相应数据做χ2分析后抽取的L值为(89±45)MeV。