摘要：高超声速飞行器防热材料在气动载荷下发生机械剥蚀,进而影响绕流流态、气动性能、热载荷等,相关颗粒剥离动力学是高超声速热防护系统设计及防热材料体系评价中的共性基础性科学问题.研究通过近壁流动量纲分析,将烧蚀颗粒剥离过程模化为单个圆球惯性烧蚀颗粒在Couette流动中的动力学问题,并采用颗粒解析的直接数值模拟方法开展数值研究,获得了烧蚀颗粒关键特征参量对颗粒输运动力学的影响规律.研究发现,随着颗粒/流体密度比ρ_(r)越大,颗粒惯性St越大,则颗粒水平和法向输运速度均减小;随着颗粒粒径d_(p)越大,颗粒惯性St越大,则颗粒水平输运速度减小,但是,法向输运速度和位移均因大颗粒受到更大的Saffman升力而增大.此外,烧蚀颗粒法向位移远小于水平位移,颗粒以水平输运为主.本研究最终建立了颗粒启动速度归一化表达式,发现归一化颗粒启动速度是颗粒和流体惯性的函数,即颗粒水平输运速度等于流体微团或中性浮力颗粒的速度减去惯性修正项.研究结果为烧蚀颗粒调制边界层作用机理研究提供支撑.

摘要：负微分热阻效应是指在一个热输运系统中增大热流驱动力热流反倒减小的现象.理解和控制非平衡热输运系统中的负微分热阻效应,并利用其设计制造新功能热器件是科学技术的前沿挑战,有着重要的理论意义和应用前景.相对晶格模型中的负微分热阻研究而言,流体模型中的负微分热阻性质还亟待认知.本文选用由多粒子碰撞动力学描述的二维气体模型为研究对象,理论证明了热库对气体粒子运动的约束是诱导负微分热阻的一个新机制,并通过非平衡分子动力学方法揭示了该机制仅适用于弱相互作用的小尺寸系统.这些结果为气体模型能表现出负微分热阻现象提供了微观机制的支持,同时也为开发新的应用提供了新思路.

摘要：采用分子动力学模拟方法研究了水溶液中管状带电纳米颗粒的跨膜输运过程.主要考察了纳米颗粒的尺寸、所带的电性以及外驱动电场的大小对输运动力学行为的影响.研究表明,随着外电场的增大,所有管状纳米颗粒的跨膜流量都迅速增大,其中有些颗粒呈现出非单调的变化,这与之前发现的球形纳米颗粒单调增加的趋势截然不同;而跨膜时间会随电场强度的增大而单调减小,并符合幂指数衰减的规律,这与郎之万动力学的理论预测一致.在同一电场强度下,管状颗粒的跨膜流量要比球形颗粒小几倍到一个数量级,而跨膜时间则大几倍.与球形颗粒相比,管状颗粒需要牺牲一定的旋转自由度才能进入通道,因此它们通常具有低的跨膜流量和长的跨膜时间.研究结果加深了人们对于不同形状纳米颗粒跨膜输运的理解,对高效纳米载体的设计具有一定的参考意义.

摘要：在继承传统介电泳技术在微纳米生物粒子操纵领域优势的同时,如何提供动态可重构微电极并降低制作成本,成为解决介电泳技术应用中的瓶颈问题,而基于光电效应原理的光诱导介电泳的提出,为解决此问题提供了可行的方案.本文在设计制造光诱导介电泳芯片的基础上,搭建了基于光诱导介电泳操纵微粒子的实验平台,并对不同尺度的微粒子进行了过滤、输运、富集和聚焦等四种操纵功能的实现,同时并对各种操纵功能的性能进行了定量分析.结果表明,光诱导介电泳的操纵功能和操控性能与缩微光学图形的形状、尺寸、移动速度,激励信号的频率以及溶液电导率等参数相关.增加光线条宽度,一般能使操纵效率提高约50%以上,且聚焦时改变光线条倾角亦会明显影响聚焦效率.粒子的输运速率与捕获光圈的内半径和厚度成正比单调增加关系.粒子的最大同步速率与激励信号频率和溶液电导率成非线性关系,且在溶液电导率范围为5×10？4~5×10？3 S/m时具有良好的操纵性能和较高操纵效率.

摘要：基于溶质在径向色谱柱内输运的质量平衡方程,在线性分配条件下,得到了描述分离柱效和流出曲线形状各参数的理论表达式,也对柱效和流出曲线对称性的变化趋势加以系统讨论.结果表明:径向色谱中,柱效与体积流速之间的关系与轴向色谱中柱效与流动相线速度的关系在趋势上相同;在较高流速下运行时,径向色谱仍可以得到高柱效.随着溶质容量因子、进样时间的增加,柱效单调降低.柱直径和柱长对柱效的影响存在交叉,设计半径较大而长度较短的色谱柱将更有利于提高分离柱效.径向色谱适宜于大分子样品的稳定分离方法建立,也预示其对于蛋白、DNA等样品的制备分离具有明显优势.

摘要：通过利用商用软件,对地下腔室内的示踪气体在高压驱动下向非均匀围岩介质的输运进行了数值模拟,并分析了影响示踪气体输运行为的主要因素。结果表明,理想的均匀介质可以较好地包容示踪气体,而在实际的非均匀介质内示踪气体更倾向于以较高的浓度沿介质局部薄弱环节向外输运;腔室外的坑道中,采用堵塞段和空段的设计有利于阻止示踪气体向外输运;不同腔室高温条件对示踪气体输运的影响仅局限在腔室近区。与相关实验结果的对比表明,数值模拟结果符合物理规律。

摘要：用基于蒙特卡罗方法的杂质输运程序DIVIMP模拟了EAST在加热功率Pin=8 MW的情况下边界层钨杂质输运过程并分析了钨杂质输运特性,其目的是为了合理设计第一壁和偏滤器靶板部件。DIVIMP模拟得到了低再循环、高再循环和脱靶运行条件下钨杂质在边界层的分布情况。模拟结果显示,钨在脱靶情况下所产生的杂质密度比其他运行模式所产生的杂质密度小。与碳杂质输运特性的模拟结果相比,钨杂质的密度有明显的下降,总体分布在1015m-3数量级上。

摘要：对三维输运与燃耗耦合程序MCORGS进行了适应性改造,并对利弗莫尔实验室提出的激光惯性约束聚变裂变混合能源(LIFE)概念进行了分析和改进。输运计算采用MCNP程序,燃耗计算采用ORIGENS程序,增加氚控制模块和功率控制模块。建立了与LIFE等价的以贫化铀为燃料、Be为中子增殖剂的包层方案,通过数值模拟验证了MCORGS程序的可靠性。针对Be资源短缺及冷却复杂问题,设计了以贫化铀为燃料、Pb为中子增殖剂的包层方案,包层能量放大了4倍,可在55a内稳定输出2 000 MWt功率。

摘要：在采矿作业中，输送设备通常都是在实地投入运行的时候做第一次测试。直到最近，工程采购和施工管理公司，设备设计工程师和制造商都没有一个可靠的方法，在设备安装之前，测试输送转运点的性能。传统的输送设备设计方法是基于经验的。这种设计方法无法预估输送设备，在矿井预期寿命之内，在不同的材料类型、空气湿度和运行条件下的运行效果。同样，也没有一个科学量化的办法帮助用户定位磨损位置以便保护输送设备。

摘要：液化天然气的日常运用越来越广泛,通过对液化天然气输运、加气站的了解,得出液化天然气输运、加气站动力系统的关键组成为低温泵的结论。泵的设计与生产应尽快实现国产化。