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物理学院“博约学术沙龙”系列报告 (总第145期)

发布日期:2017年11月28日
时  间:   2017年11月29日(星期三)上午 9:00
地  点:   中心教学楼610
报告一:硕士生报告    时间: 9:30-10:00
题  目:恒速场下二维颗粒流性质研究
报告人:王利鹏                  指导老师: 郑宁

摘要:
有关颗粒流的研究是颗粒物质动力学迫切解决的基本课题。早在几十年前,研究人员关注重力环境下考察了竖直颗粒流过孔行为,得到了三维Q-A5/2、二维Q-A3/2的Beverloo经验公式。其中有人提出颗粒的过孔速度在其中扮演了重要作用。在最近,有几个研究组着眼于传送带驱动二维水平颗粒流过孔行为,不仅观察到了不同孔径下出现了连续流和间歇流的转变,而且在一定速度区间内还发现了Q-A的线性响应规律。这其中的原因是由于底部摩擦力的限制,颗粒无法在相互作用后做弹道运动,最终导致颗粒过孔时的速度全部约等于传送带的传输速度。同时我们知道边界问题在颗粒物质的研究中至关重要。边界带来的效应,如对流等,在颗粒分离等研究项目中至关重要。当粒子在边界附近具有垂直边界的分量时,粒子会被硬边界束缚,一定程度上约束了系统的构型,影响过孔流量。本课题是依据颗粒物质的流动特性,研究颗粒物质在恒速场中流量的影响因素。本课题研究的主要内容是:在垂直于水平传送带运动方向上设一挡板,板上不同位置开不同宽度的孔,在传送带水平匀速运动下实验,探究颗粒流过孔时的流量随孔的位置及孔的宽度的规律并将结果进行分析比较。

 
报告二:硕士生报告    时间:10:00-10:30
题  目:扩散诱导竖直振动的颗粒水平分离的研究
报告人:齐小双                   指导老师:郑宁

摘要:
颗粒系统是一个远离平衡态的耗散系统,伴随着外界能量的输入,颗粒会自发的形成各种斑图、团簇或分离现象。本文主要研究了水平容器中的两种扩散系数不同的小球,施加一个竖直振动的激励,会发生水平分离的行为。我们实验采用的两种小球具有相同的直径、质量、摩擦系数,但是内部填充了不同耗散强度的颗粒。通过实验我们发现,在适度的激励强度下,这两种小球会发生水平分离。为了研究这两种小球的分离机制,我们定性的定义了一个分离指数,并且作出了Γ-ƒ 相图,通过分析我们发现,两种小球的扩散差越大,两种小球的分离效果越好。最后我们分析了不同组份小球的水平方向上的扩散性,发现低扩散强度的小球之间存在一种“有效力”,低扩散强度的小球被周围高扩散强度小球“困”住,这个力在小球的分离过程中起着至关重要的作用。
报告三:硕士生报告    时间:10:30-11:00
题  目: Cu-Zr非晶态合金表面的水润湿动力学研究
报告人:孙川琴                     指导老师:吕勇军

摘要:
采用分子动力学模拟方法研究了SPC/E水滴在Cu50Zr50非晶薄膜表面,CuZr(110)晶面和CuZr(100)晶面的润湿行为与铺展过程。我们发现,水滴在Cu50Zr50非晶薄膜表面上的铺展速度明显快于CuZr晶体,并且在Cu50Zr50非晶薄膜表面有明显的吸附层形成,对于晶体,水滴在其表面形成了脚状形态。我们从低表面张力使铺展的驱动力减小和吸附层的无序性可能会使铺展增强这两个方向出发,分析了水滴在相同成分下的非晶与晶体薄膜表面的润湿过程与铺展速度为何不同。结果表明水滴在晶体表面形成了有序结构的水分子单层,且在CuZr(100)晶面上出现了分层现象,而在非晶表面是无序的吸附层;吸附层中水分子的极性分布具有差异,导致水分子之间形成氢键比例不同。表面张力引起润湿驱动力的不同在非晶与晶体的铺展中不起作用,然而对于不同晶面的晶体,晶面(100)的表面张力低于晶面(110),所以CuZr(100)晶面的晶体的驱动力小,水滴在其表面的铺展速度慢。对于非晶薄膜和晶体表面的铺展过程产生的差异,是由于水分子在晶体表面形成的第一水单层的有序结构,使得水在晶态金属表面铺展地较慢。非晶表面的无序性会减小这种吸附对润湿行为的影响。非晶合金具有高强度、高耐腐蚀性和良好的生物相容性,与周围体液能快速完全润湿的优点,在生物医学方面具有潜在应用。