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油藏组分模型的无网格扩展有限体积法

计算力学学报 2024年第4期41卷 709-717,748页

作者：饶翔徐云峰刘伟周玉辉刘怡娜长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室武汉430100 长江大学石油工程学院武汉430100 阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程部Ali I.Al-Naimi石油工程研究中心沙特阿拉伯吉达23955-6900

本文开发了油藏组分模型的首个无网格数值求解器。该无网格求解器使用生成时受拓扑约束较少的点云和扩展有限体积法分别离散油藏计算域和控制方程,可以直接使用网格类模拟器中已有的非线性求解器计算全局非线性离散方程组而获取油藏计... 详细信息

本文开发了油藏组分模型的首个无网格数值求解器。该无网格求解器使用生成时受拓扑约束较少的点云和扩展有限体积法分别离散油藏计算域和控制方程,可以直接使用网格类模拟器中已有的非线性求解器计算全局非线性离散方程组而获取油藏计算域压力、相饱和度和组分浓度的分布。采用两个典型的油藏组分模型算例(包括CO_(2)驱和蒸汽驱)用以检验该无网格模拟器的计算表现。算例结果表明,相较于网格类方法,该无网格模拟器能够显著降低对复杂油藏计算域的离散难度,且能避免笛卡尔网格有限体积法的网格取向效应,提高了计算精度和非线性求解的收敛效率。

关键词：广义有限差分方法无网格扩展有限体积法油藏组分模型,油藏数值模拟

定制电解液或隔膜实现锂离子各向异性输运从而抑制枝晶生长:相场模拟研究

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物理化学学报 2024年第3期40卷 71-72页

作者：李亚捷陈斌王依平邢辉赵伟张更施思齐上海大学材料科学与工程学院上海200444 西北工业大学超常条件材料物理与化学教育部重点实验室西安710129 西北工业大学陕西省基础学科(液体物理)研究中心西安710129 阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程系沙特阿拉伯图瓦23955-6900 上海大学材料基因组工程研究院上海200444 之江实验室杭州311100

电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有... 详细信息

电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有待进一步研究,例如,如何将枝晶生长的动态演变与电解液性质、电势分布或隔膜多孔结构诱导的锂离子各向异性输运关联起来。我们通过将锂离子在电解液中的扩散系数(D_(L))表示为二阶张量的形式并进行相场模拟,发现D_(yy):D_(xx)比值的增加,以及电势诱导的电极/电解液界面锂离子快速扩散层均可以降低界面处锂离子浓度梯度和电势梯度,从而减弱枝晶生长的驱动力。我们还发现隔膜基体与y方向之间夹角的增大也会显著促进电解质中的锂离子各向异性输运特性,以利于抑制枝晶生长。籍此本文提出设计D_(yy):D_(xx)=10:1的电解液和基体倾斜角为arctan(0.5)的隔膜用于锂金属电池。该相场研究有望为设计具有抑制枝晶能力的电解质或隔膜提供指导。

关键词：锂枝晶相场模拟电解质隔膜锂离子扩散系数

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广义Burgers流体中电渗流动的精确解

应用数学和力学 2011年第9期32卷 1046-1053页

作者： T·哈亚特 S·阿夫扎尔 A·亨迪黄雅意(译) 真纳大学数学系 45320伊斯兰堡44000巴基斯坦沙特国王大学数学系 2455信箱利雅得11451沙特阿拉伯沙特国王大学理学院物理系 1846信箱利雅得11321沙特阿拉伯不详

就微型平行板间的非Newton流体,给出了其随时间周期电渗流动的精确解.在数学公式化中,利用了广义Burgers流体的构成方程.按Fourier变换方法求解了所得到的问题.最后,用图形画出并讨论了所关注参数的不同变化.

关键词：广义Burgers流体周期流动 Fourier变换

Photocatalytic antibacterial and osteoinductivity

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Chinese Journal of Catalysis 2021年第7期42卷 1051-1053页

作者： S.Wageh Ahmed A.Al-ghamdi Lijun Liu 阿卜杜勒阿齐兹国王大学理学院物理系沙特阿拉伯吉达21589 武汉纺织大学化学与化工学院中国湖北武汉430200

Implants of titanium(Ti)and its alloys have been widely used for decades in bone tissue *** implantation is unavoidably accompanied by bacterial infection,which requires extensive surgical intervention and antibiotic *** infections increase the risk of implant failure and bone loss and can result in limb amputation in severe *** antibiotic treatment also induces irreversible drug resistance in humans[1,2].Studies designed to optimize Ti containing implants have focused on surface modification or improvements of topological *** implants can induce stem cell differentiation and bone regeneration[3].However,designing implants that resist colonization by bacteria has not been explored extensively.

关键词：石墨炔活性氧物种抗菌性诱导骨组织生长生物相容性

流动与传热数值计算中任意网格基架点下导数差分通式研究

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工程热物理学报 2024年第7期45卷 2012-2018页

作者：宇波苏越孙树瑜焦开拓陈宇杰李敬法北京石油化工学院机械工程学院并氢能研究中心北京102617 中国石油大学(北京)机械工程学院北京102249 阿卜杜拉国王科技大学沙特吉达21577 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

在流动与传热数值计算中,导数离散一般是通过泰勒公式展开后应用待定系数法求解代数方程组得到。对于复杂网格基架,推导过程比较繁琐。为了解决这一问题,本文通过观察多组网格基架下节点上一二阶导数及截差的表达式,首先对通式形式进行... 详细信息

在流动与传热数值计算中,导数离散一般是通过泰勒公式展开后应用待定系数法求解代数方程组得到。对于复杂网格基架,推导过程比较繁琐。为了解决这一问题,本文通过观察多组网格基架下节点上一二阶导数及截差的表达式,首先对通式形式进行了猜想,之后对节点上的导数及截差的通式给出了证明。对于任意网格基架下界面上一阶导数及截差的表达式,通过对拉格朗日插值求导化简得到。相比于传统方法,导数的差分通式的优点包括:1)避免了方程组的人工求解,节约计算时间;2)容易得到高精度的差分表达式;3)易于编制通用程序,基架点变化后无需对方程进行重新离散。本文推导的导数及截差的差分通式对于快速获取高精度的导数差分表达式具有一定的意义。

关键词：有限容积法有限差分法拉格朗日插值导数差分表达式

Structural and Magnetic Properties of Chemically Synthesized Pd-Modified NiFe2O4 Nanoparticles

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Chinese Journal of Chemical Physics 2016年第2期29卷 245-248,I0002页

作者： Shahid Aatiq Shahid M. Ramay Asif Mahmood SairaRiaza Shahzad Naseem 巴基斯坦旁遮普邦大学固体物理卓越中心拉合尔100190 沙特阿拉伯沙特国王大学理学院物理与天文学系利雅得11421 沙特阿拉伯沙特国王大学工程学院化学工程系利雅得11421

Magnetic nanoparticles of NiFe2O4-Pd composites have been synthesized using a simple, low cost, sol-gel auto-combustion method. As-prepared samples were sintered at 800℃ for 6 h in order to develop the crystalline phase. X-ray diffraction confirmed the spinel structure of the ferrite samples. Structural morphology and size of the nanoparticles were evaluated using a field emission scanning electron microscope. Magnetic hysteresis loops were obtained at 300 and 100 K using a physical properties measurement system. The value of saturation magnetization was observed to decrease at the temperatures with the increase of Pd contents up to 5% but then a sudden rise in saturation magnetization was observed for the addition of 10% Pd in NiFe2O4.

关键词： Magnetic nanoparticles Sol-gel auto-combustion Low temperature magneticproperty

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内窥镜中Walter B流体的蠕动流

应用数学和力学 2011年第6期32卷 647-657页

作者： S·纳迪姆 N·S·阿克巴 T·哈亚特 A·A·珩迪吴承平(译) 张禄坤(校) 真纳大学数学系巴基斯坦伊斯兰堡44000 沙特国王大学理学院物理系沙特阿拉伯利雅得11321 不详

研究内窥镜中Walter B流体的蠕动流,在圆柱坐标系中建立问题的模型,目的是研究内窥镜对Walter B流体蠕动流的影响.以delta为摄动参数,使用正规的摄动法求出解析解.利用数值积分,求得压力增量和摩擦力的近似解析解.用图形给出了Walter B... 详细信息

研究内窥镜中Walter B流体的蠕动流,在圆柱坐标系中建立问题的模型,目的是研究内窥镜对Walter B流体蠕动流的影响.以delta为摄动参数,使用正规的摄动法求出解析解.利用数值积分,求得压力增量和摩擦力的近似解析解.用图形给出了Walter B流体所显现参数的影响.

关键词：蠕动流 Walter B流体内窥镜摄动解

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利用飞秒技术研究电荷转移动力学

Chinese Journal of Catalysis 2023年第6期49卷 5-7页

作者：朱君江 S.Wageh Ahmed A.Al-Ghamdi 武汉纺织大学化学与化工学院生物质纤维与生态染整湖北省重点实验室湖北武汉430200 阿卜杜勒阿齐兹国王大学理学院物理系沙特阿拉伯吉达

光催化材料和技术可合理利用太阳能,完成能量转化与存储,并实现环境治理和双碳目标.光催化剂活性是影响其效率的关键,因此光催化剂的合理设计成为研究热点.为抑制光生电子和空穴的快速复合并拓展单一光催化剂的光吸收范围,可通过构建异... 详细信息

光催化材料和技术可合理利用太阳能,完成能量转化与存储,并实现环境治理和双碳目标.光催化剂活性是影响其效率的关键,因此光催化剂的合理设计成为研究热点.为抑制光生电子和空穴的快速复合并拓展单一光催化剂的光吸收范围,可通过构建异质结特别是新兴的梯型(S型异质结)的策略.在保有体系最大氧化还原能力的同时,实现光生电荷的有效分离.可通过原位光照X射线光电子能谱和原位光照原子力显微镜等技术研究梯型异质结的电荷转移机制,然而,目前尚缺少对于异质结界面处瞬态动力学的深入研究.近期,中国地质大学(武汉)余家国教授、张留洋教授与湖北文理学院梁桂杰教授合作,通过原位生长策略,在芘基共轭聚合物(PDB)表面原位生长硫化镉(Cd S)纳米晶体,制备了一系列硫化镉/聚合物梯型异质结(CPDB),并系统地研究了异质结界面处的稳态电荷分布以及瞬态电荷转移动力学.密度泛函理论计算和开尔文探针测试结果表明,暗态下电子由PDB向Cd S转移,并在界面处形成内建电场和能带弯曲.原位光照X射线光电子能谱表明,在内建电场和能带弯曲的驱动下,Cd S的光生电子与PDB的光生空穴复合,而PDB的光生电子与Cd S的光生空穴得以保留.利用飞秒瞬态吸收技术揭示了异质结界面处的电荷转移演化过程.通过实验信号的拟合分析,Cd S的光生电子有三条衰减路径:晶格间的电子扩散、光生电子空穴对直接复合以及光生电子与捕获态空穴复合.对于CPDB复合物而言,除了上述三种衰减路径,还发现Cd S的光生电子与PDB的光生空穴复合路径.作者通过调控Cd S/PDB配比,阐述了异质结界面电荷转移过程动力学与其光催化性能的关系.结果表明,随着PDB含量的增加,Cd S与PDB之间界面电荷转移寿命越短(速度越快);然而,加入过量PDB会导致聚合物发生聚集,从而抑制界面电荷转移.该结论与CPDB复合物的光催化性能表现一致.综上,该工作通过使用飞秒瞬态吸收技术,对梯型异质结光催化剂的界面电荷转移过程进行了直接跟踪观测,为揭示光催化过程中的复杂机制提供了新思路.

关键词：光催化飞秒瞬态吸收梯型异质结硫化镉共轭聚合物

Casson流体作磁流体动力学流动时的Soret和Dufour效应

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应用数学和力学 2012年第10期33卷 1211-1221页

作者： T·哈亚特 S·A·谢赫扎德 A·阿尔舍德黄锋(译) 张禄坤(校) 真纳大学数学系 45320伊斯兰堡44000巴基斯坦阿卜杜勒阿齐兹国王大学理学院数学系吉达21589沙特阿拉伯不详

考虑Soret和Dufour效应,对Casson流体在可伸缩表面上,作磁流体动力学流动时的影响.首先导出相关的方程,然后用同伦法构造级数解.给出并讨论了速度、温度和浓度的场结果;在不同的物理参数下,得到并分析了表面摩擦因数、Nusselt数和Sherw... 详细信息

考虑Soret和Dufour效应,对Casson流体在可伸缩表面上,作磁流体动力学流动时的影响.首先导出相关的方程,然后用同伦法构造级数解.给出并讨论了速度、温度和浓度的场结果;在不同的物理参数下,得到并分析了表面摩擦因数、Nusselt数和Sherwood数的值;并验证了级数解的收敛性.

关键词： Soret和Dufour效应磁流体动力学(MHD)流动 Casson流体传热传质