检索结果-南通市图书馆

液体弹珠碰撞固着液滴的影响因素及动力学分析

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物理学报 2023年第16期72卷 147-154页

作者：杨建志何永清焦凤王进昆明理工大学化学工程学院昆明650500 重庆工商大学微纳系统与智能传感重庆市重点实验室重庆400067 河北工业大学能源与环境工程学院天津300130

液体弹珠具有不润湿/不黏附,以及与外界进行选择性物质交换等特性,可以作为微量液滴承载体,广泛运用于微流控、化学/生物微反应器等新兴领域.碰撞可作为弹珠进行物质传递的一种操控方法,区别于液滴-液滴或弹珠-弹珠的碰撞,弹珠与液滴的... 详细信息

液体弹珠具有不润湿/不黏附,以及与外界进行选择性物质交换等特性,可以作为微量液滴承载体,广泛运用于微流控、化学/生物微反应器等新兴领域.碰撞可作为弹珠进行物质传递的一种操控方法,区别于液滴-液滴或弹珠-弹珠的碰撞,弹珠与液滴的碰撞行为更为丰富与复杂,对其的研究可为以弹珠为媒介的物质的有效传递奠定理论基础.本文利用高速摄像机拍摄技术,捕捉了液体弹珠与固着液滴碰撞过程,探究了不同奥内佐格数(Oh)以及壁面亲/疏水性(接触角:q为35.4°-124.5°)下弹珠与液滴之间的碰撞过程.结果表明:在亲水壁面时,以翻越的形式与液滴结束碰撞;当改用疏水壁面后,以回弹行为取代翻越;当壁面疏水性提高接触角达到q=124.5°时,有效碰撞面积增大,碰撞后在界面产生的波动使弹珠表面的颗粒迁移,出现裸露区域,形成液桥后快速完成聚结-合并(聚并).弹珠与固着液滴碰撞后,会出现三种运动行为即翻越、回弹以及聚并.

关键词：碰撞液体弹珠固着液滴亲/疏水性

金纳米粒子-金单晶微米片自由碰撞行为中“热点”限域空间内的表面增强拉曼光谱研究

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化学学报 2024年第3期82卷 281-286页

作者：杨青刘肖宇王晨徐敏敏姚建林苏州大学材料与化学化工学部苏州215123

纳米粒子的自由运动及与其他介质的相互作用研究已成为纳米粒子应用拓展的重要领域,特别是动态行为的实时监测仍然是目前亟待解决的难题.本工作基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术及布朗运动下Au纳米粒子与Au单晶微米片碰撞过程中“热点”... 详细信息

纳米粒子的自由运动及与其他介质的相互作用研究已成为纳米粒子应用拓展的重要领域,特别是动态行为的实时监测仍然是目前亟待解决的难题.本工作基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术及布朗运动下Au纳米粒子与Au单晶微米片碰撞过程中“热点”的形成,以苯硫酚(TP)为探针分子,实现了碰撞过程中Au纳米粒子自由运动行为的实时监测和动态SERS研究.通过对检测到SERS强度轨迹的“尖峰”及所含“单峰”和“簇峰”的统计分析,深入解析了纳米粒子的微观运动本质及影响因素.结果表明,“尖峰”主要来源于纳米粒子与平面的可逆碰撞所形成的“热点”对SERS的贡献.“单峰”对应Au纳米粒子与平面碰撞后快速离开Au片表面,“簇峰”对应Au纳米粒子与平面碰撞后在Au片表面短暂停留然后离开或可能多个粒子连续碰撞的过程.“尖峰”内多个TP的SERS光谱谱峰的相对强度不同,并表现出振动模式的依赖性,伸缩振动模式出现几率更高,主要来源于动态碰撞过程中“热点”限域空间内分子的取向不同.该研究实现了纳米粒子动态研究,有利于理解纳米粒子的微观运动本质,为研究碰撞过程中“热点”限域空间内动态表界面化学反应奠定基础.

关键词：表面增强拉曼光谱碰撞苯硫酚 “热点” 浓度

地球深部异常或为45亿年前月球形成大碰撞的遗迹

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科学通报 2023年第33期68卷 4445-4447页

作者：袁迁邓洪平 Division of Geological and Planetary Sciences California Institute of TechnologyPasadena CA 91106USA 中国科学院上海天文台上海200030

月球是地球唯一的天然卫星,也是人类走向深空的第一站.月球的起源一直是地球和行星科学的重大科学问题.目前广为接受的月球起源理论为40多年前提出的“大碰撞”假说.该理论认为在太阳系形成早期,曾有一颗火星大小的行星胚胎(被称为“忒... 详细信息

月球是地球唯一的天然卫星,也是人类走向深空的第一站.月球的起源一直是地球和行星科学的重大科学问题.目前广为接受的月球起源理论为40多年前提出的“大碰撞”假说.该理论认为在太阳系形成早期,曾有一颗火星大小的行星胚胎(被称为“忒伊亚”)高速(约10 km/s)撞击了原始地球,溅射出了大量碎片,而月球便从碎片盘中聚合生长而成[1,2].

关键词：行星科学天然卫星地球深部重大科学问题碰撞月球碎片

空间机械臂碰撞过程的模糊无模型自适应振动控制

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振动与冲击 2023年第19期42卷 14-21页

作者：浦玉学周润闰陈演张方合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 复旦大学航空航天系上海200433 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

空间机械臂在执行操作任务时会面临碰撞问题,例如主动捕获或被动碰撞均会引起机械臂瞬时动量急剧变化,机械臂杆弹性振动加剧,轨迹跟踪精度降低,甚至会导致空间机械臂系统失稳。空间机械臂是一种非线性、强耦合的复杂系统,尤其是对于碰... 详细信息

空间机械臂在执行操作任务时会面临碰撞问题,例如主动捕获或被动碰撞均会引起机械臂瞬时动量急剧变化,机械臂杆弹性振动加剧,轨迹跟踪精度降低,甚至会导致空间机械臂系统失稳。空间机械臂是一种非线性、强耦合的复杂系统,尤其是对于碰撞过程,很难实现系统精确建模。为实现对空间机械臂碰撞过程的振动抑制,提出了模糊策略与无模型自适应控制相结合的模糊-无模型自适应控制(fuzzy model-free adaptive control,Fuzzy-MFAC)方法。基于臂杆振动位移响应和关节角速度误差设计模糊策略,对无模型自适应控制中步长因子与权重因子进行在线自整定,解决传统无模型自适应控制对于参数初值敏感的局限性,实现了对空间机械臂碰撞过程中的振动自适应控制。仿真试验结果表明,Fuzzy-MFAC方法相较于传统无模型自适应控制算法振动响应衰减速度提高了34%,振动幅值降低了42%,验证了该方法的有效性。

关键词：空间机械臂无模型自适应控制(MFAC) 模糊策略振动控制碰撞

磁化荷电液滴除尘机理及碰撞浸润煤尘数值仿真

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煤炭学报 2023年第9期48卷 3441-3450页

作者：熊光婷葛少成孙丽英庞星宇刘硕陈曦年军太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024

为进一步改善液滴雾化润湿性能、提高微细粉尘防治效率,以疏水性晋城无烟煤煤尘为例,采用磁电耦合表面张力交叉实验、球形液滴-粉尘颗粒物碰撞Comsol两相流数值模拟及降尘效率对比实验相结合的手段,将液滴碰撞球形颗粒的动力学特征应用... 详细信息

为进一步改善液滴雾化润湿性能、提高微细粉尘防治效率,以疏水性晋城无烟煤煤尘为例,采用磁电耦合表面张力交叉实验、球形液滴-粉尘颗粒物碰撞Comsol两相流数值模拟及降尘效率对比实验相结合的手段,将液滴碰撞球形颗粒的动力学特征应用到喷雾降尘中,研究了磁化荷电液滴捕捉煤尘颗粒的动力学行为,揭示了磁化荷电水雾降尘机理。结果表明:磁化、荷电、磁电耦合作用对液滴浸润性改善能力大小关系为磁电耦合作用>荷电作用>磁化作用,且存在最佳耦合参数,在磁化强度为300 MT、荷电电压8 kV时,液滴表面张力达到最小值9.20 mN/m;在液滴与球形煤尘颗粒碰撞过程中,磁电耦合作用消除了相对碰撞速度和粒径比变化对液滴捕捉煤尘颗粒的不利影响,磁化荷电后的液滴在煤尘颗粒表面无回弹现象;相较于普通水滴,磁化荷电液滴更易分裂并产生卫星液滴,即雾化性能提高,微细液滴质量浓度增大,液滴与煤尘颗粒碰撞概率增大;磁化荷电液滴表面张力和黏度减小,在煤尘颗粒表面铺展范围扩大了44.98%,润湿性能显著提高。通过对比磁化荷电水雾与普通水雾的降尘效果,发现磁化荷电水雾全尘、呼吸性粉尘平均降尘效率分别达到94.07%、82.69%,其效率分别提高了39.16%、42.29%。

关键词：液滴煤尘颗粒磁电耦合 Comsol 碰撞浸润

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ACP100S浮动核电站碰撞冲击响应研究

核动力工程 2023年第5期44卷 95-103页

作者：王东辉李庆张晏铭曾庆娜董磊磊中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 国家能源海洋核动力平台技术研发(实验)中心成都610213 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024

船舶撞击是浮动核电站核动力装置设计中的重要外部事件,对其安全性存在重大影响。本文基于核动力商船的碰撞设计研究历史,建立了适用于船舶碰撞分析的数值模拟方法并与已有试验结果进行了对比验证,利用本方法对不同场景下补给船撞击ACP1... 详细信息

船舶撞击是浮动核电站核动力装置设计中的重要外部事件,对其安全性存在重大影响。本文基于核动力商船的碰撞设计研究历史,建立了适用于船舶碰撞分析的数值模拟方法并与已有试验结果进行了对比验证,利用本方法对不同场景下补给船撞击ACP100S浮动核电站进行了仿真模拟,得到了船首撞击和舷侧撞击过程中浮动核电站关键设备处的冲击响应。计算分析结果表明,舷侧撞击过程关键设备的加速度响应大于核动力商船的设计基准载荷1g。本文研究对浮动核电站船体以及反应堆关键设备的抗冲击设计具有一定的指导意义。

关键词： ACP100S 浮动核电站碰撞冲击

微小型继电器的刚柔耦合碰撞动力学建模方法与弹跳行为分析

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中国电机工程学报 2022年第2期42卷 808-817页

作者：刘兰香杨文英柴玉阳翟国富哈尔滨工业大学电器与电子可靠性研究所黑龙江省哈尔滨市150001 香港理工大学机械工程系中国香港特别行政区999077

微小型继电器被广泛应用于航空航天、兵器、船舶等工程领域,特殊的工作环境要求其具有良好的接触性能。该类继电器含有的簧片结构动作时会伴有弹性变形,传统以刚体为假设条件的动态特性分析法显然不能满足计算要求和分析精度。因此,以... 详细信息

微小型继电器被广泛应用于航空航天、兵器、船舶等工程领域,特殊的工作环境要求其具有良好的接触性能。该类继电器含有的簧片结构动作时会伴有弹性变形,传统以刚体为假设条件的动态特性分析法显然不能满足计算要求和分析精度。因此,以某微小型继电器为例,提出一种耦合可动部件的刚体运动、柔性变形与结构碰撞作用的刚柔耦合碰撞弹跳分析方法;继电器簧片被等效为悬臂梁结构,建立了基于电、磁、力和柔性簧片位移微分方程的接触弹跳动力学模型。分析簧片发生变形前后的受力情况,研究闭合簧片接触-分离-接触的动力学特性。据此,详细计算不同的接触间隙、连杆位置和控制电压下继电器的接触弹跳变化规律。设计实验验证所提模型的准确性。研究发现,簧片弹性变形与碰撞过程的相互作用是引发继电器不稳定接触的重要原因。此外,适当减小接触间隙、缩短连杆推动位置与接触点间的距离能有效提高微小型继电器的接触性能。

关键词：继电器接触弹跳刚柔耦合碰撞电器

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气泡碰撞亲疏水曲壁的行为特性研究

力学学报 2022年第9期54卷 2401-2408页

作者：唐子建杜伟杜鹏胡海豹陈效鹏文俊谢络西北工业大学航海学院西安710072 武汉第二船舶设计研究所武汉430010

气泡碰撞固壁行为和影响因素的研究一直以来都是科学界关注的重点之一,其在矿物浮选、气膜减阻等工业领域中的应用也极具科研价值.论文聚焦曲壁对于气泡撞击行为特性的影响研究.采用高速摄像技术记录气泡碰撞不同曲率半径下亲疏水曲壁... 详细信息

气泡碰撞固壁行为和影响因素的研究一直以来都是科学界关注的重点之一,其在矿物浮选、气膜减阻等工业领域中的应用也极具科研价值.论文聚焦曲壁对于气泡撞击行为特性的影响研究.采用高速摄像技术记录气泡碰撞不同曲率半径下亲疏水曲壁的撞击过程,分析了曲壁润湿性、曲率半径对气泡碰撞固体曲壁的影响规律.结果表明,气泡碰撞亲水曲壁时会发生多次弹跳直至离开曲壁;曲率半径越大,弹跳次数越少,且第一次反弹的最远距离越近,再次发生碰壁时的速度越小.而碰撞疏水曲壁时会出现碰撞-滑移-附着的现象,此外针对液膜挤压破裂的现象,建立理论模型推导出液膜诱导时间的预测公式,其主要与液膜厚度、液膜临界破裂厚度和液膜被压缩速度有关,预测误差小于5.0%.

关键词：气泡润湿性碰撞液膜诱导时间

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刚体碰撞的分析力学方法

振动与冲击 2023年第15期42卷 42-47页

作者：黄维璇苏祺李四平上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海市计量测试技术研究院上海201203

从分析力学思想和动力学基本原理出发,对刚体为主的质点系碰撞问题解法进行系统归纳和拓展延伸。从动量定理的积分形式引入惯性冲量,类比D’Alembert原理得到求解碰撞问题的动静法,进一步结合虚功原理推导了碰撞问题的D’Alembert-Lagra... 详细信息

从分析力学思想和动力学基本原理出发,对刚体为主的质点系碰撞问题解法进行系统归纳和拓展延伸。从动量定理的积分形式引入惯性冲量,类比D’Alembert原理得到求解碰撞问题的动静法,进一步结合虚功原理推导了碰撞问题的D’Alembert-Lagrange方程,简化了多约束、多刚体的机构碰撞问题的分析过程。将Lagrange方程在任意碰撞时程内积分,建立了在碰撞任意瞬时系统速度与碰撞冲量间的关系,并经微分运算推导出相对动能表达的Lagrange状态方程,形式简洁新颖。最后的实例验证和演绎了该结论及其具体应用方式。

关键词：碰撞惯性冲量碰撞的D’Alembert-Lagrange方程相对动能碰撞Lagrange方程