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干旱半干旱地区变时滞反应扩散植被-水系统的阈值动力学
1
作者 胡静 朱磊 +2 位作者 任杰 吴涵 张启敏 《应用数学》 北大核心 2025年第1期71-78,共8页
考虑地表水的渗透和扩散作用对干旱半干旱地区生态系统的影响,本文建立了具有时变时滞的反应扩散植被-水系统模型.给出阈值R^(*),并讨论了系统的动力学行为,当R^(*)<1时,系统的无植被平衡点局部渐近稳定.当R^(*)>1,植被一致持久.... 考虑地表水的渗透和扩散作用对干旱半干旱地区生态系统的影响,本文建立了具有时变时滞的反应扩散植被-水系统模型.给出阈值R^(*),并讨论了系统的动力学行为,当R^(*)<1时,系统的无植被平衡点局部渐近稳定.当R^(*)>1,植被一致持久.此外,通过拉丁方抽样(LHS)及偏秩相关系数(PRCCs)方法对模型阈值进行敏感性分析,给出了参数对系统动力学行为的影响并为制定防治荒漠化的措施提出建议.此外,通过分析系统有限时间稳定性,讨论了时滞对植被水模型的动力学行为的影响. 展开更多
关键词 植被-水模型 阈值动力学 反应扩散 敏感性分析 有限时间稳定
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VB族金属碳化物的原位自生扩散动力学
2
作者 符少龙 李蕾蕾 +1 位作者 史可 钟黎声 《当代化工研究》 2025年第4期44-46,共3页
在总结分析VB族金属及其碳化物的基本物理和化学性质的基础上,以碳原子扩散控制的碳化物原位自生过程为对象,研究温度、晶体缺陷、扩散介质等对扩散动力学过程的影响,并分析碳化物可能的生长机制。结果表明,VB族金属/铸铁扩散偶高温扩... 在总结分析VB族金属及其碳化物的基本物理和化学性质的基础上,以碳原子扩散控制的碳化物原位自生过程为对象,研究温度、晶体缺陷、扩散介质等对扩散动力学过程的影响,并分析碳化物可能的生长机制。结果表明,VB族金属/铸铁扩散偶高温扩散反应过程主要包含C和金属原子的扩散阶段和原位反应生成碳化物两个阶段。VB族碳化物的原位生成主要依赖元素扩散,其形成机制表现为共晶-析出机制。碳化物颗粒的生长过程中,奥兹瓦尔德熟化和取向连接生长两种机制共同作用决定碳化物颗粒的大小和形貌。 展开更多
关键词 VB族金属碳化物 原位反应 扩散动力学
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具有非局部扩散和空间异质性的年龄-空间结构HIV潜伏感染模型的动力学分析
3
作者 吴鹏 方诚 《数学物理学报(A辑)》 北大核心 2025年第1期279-294,共16页
空间异质性和感染年龄深刻影响着HIV在宿主体内的感染进程.为了研究空间异质性和感染年龄对HIV的感染动力学的影响,该文提出一个年龄结构的非局部扩散HIV潜伏感染模型来描述HIV在宿主体内不同器官中的扩散.首先研究模型解的全局存在性.... 空间异质性和感染年龄深刻影响着HIV在宿主体内的感染进程.为了研究空间异质性和感染年龄对HIV的感染动力学的影响,该文提出一个年龄结构的非局部扩散HIV潜伏感染模型来描述HIV在宿主体内不同器官中的扩散.首先研究模型解的全局存在性.其次,通过建立模型的一般更新方程,推导出下一代再生算子R,继而得出模型基本再生数R_(0)是算子R的谱半径.作为传染病模型的动力学阈值,R_(0)决定着HIV感染在宿主体内的消亡和爆发.最后,利用Krasnoselskii不动点定理证明了系统非平凡解的存在性.此外,在特殊情形下证明了系统正平衡态的渐近性质. 展开更多
关键词 HIV 非局部扩散 年龄结构 空间异质 基本再生数 阈值动力学
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变压器绝缘油纸老化产物扩散的分子动力学模拟
4
作者 高俊杰 庞飞 +3 位作者 邱志武 翁炼 竺玉飞 张剑 《电气技术与经济》 2025年第1期387-390,393,396,共6页
植物绝缘油不但燃点高,还有环保可再生、自然降解等优点,因此能够替代变压器矿物绝缘油。为了研究变压器绝缘油纸老化产物在植物油和矿物油中扩散差异,利用分子模拟法建立了两种复合油纸老化模型,计算并比较了老化分子在油纸模型中的扩... 植物绝缘油不但燃点高,还有环保可再生、自然降解等优点,因此能够替代变压器矿物绝缘油。为了研究变压器绝缘油纸老化产物在植物油和矿物油中扩散差异,利用分子模拟法建立了两种复合油纸老化模型,计算并比较了老化分子在油纸模型中的扩散系数、浓度分布和相互作用能,最后从自由体积和孔隙角度分析了与扩散能力的关系。模拟结果表明:扩散系数较小的老化分子在油纸中主要集中在油纸交接处,CH_(4)与CO_(2)在植物油中扩散表现更好。老化分子与绝缘油极性差越大,所对应的扩散能力越差。CH_(4)和甲酸与CO_(2)和乙醇醛相比具有更小的相互作用能,同时老化产物自身的相互作用力在一定程度上决定了自身扩散作用。矿物油纸的孔隙尺寸以及自由体积分数相较植物油纸更大,使得水、气体等老化物质更容易进入矿物油纸内部。 展开更多
关键词 绝缘油纸老化 分子动力学 扩散作用
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机器学习的量子动力学
5
作者 王鹏 麦麦提尼亚孜·麦麦提阿卜杜拉 《物理学报》 北大核心 2025年第6期25-34,共10页
基于第一性原理思想,采用量子动力学方法对机器学习的迭代运动过程进行建模.在机器学习的参数空间定义广义目标函数,利用Schrödinger方程和势能等效得到机器学习过程的量子动力学方程,通过Wick转动进一步建立了量子动力学与热动力... 基于第一性原理思想,采用量子动力学方法对机器学习的迭代运动过程进行建模.在机器学习的参数空间定义广义目标函数,利用Schrödinger方程和势能等效得到机器学习过程的量子动力学方程,通过Wick转动进一步建立了量子动力学与热动力学的关系,这为利用物理理论和数学理论对机器学习的迭代过程进行研究提供了可能.本文工作将机器学习的迭代过程转化为含时偏微分方程来进行精确数学表述,该方程表明机器学习过程可能存在多尺度的退火过程和同一尺度下的时间演化过程.利用量子动力学方程证明了机器学习在时间演化时的收敛性,解释了机器学习中的扩散模型是量子动力学方程在经典近似和低阶泰勒近似下的映射模型,导出了人工智能中常用的Softmax和Sigmoid函数.这些结果表明量子动力学方法在研究机器学习理论中是有效的. 展开更多
关键词 量子动力学 机器学习 扩散模型 薛定谔方程
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表面接枝KH550的石墨烯改性聚二甲基硅氧烷热力学性能的分子动力学模拟
6
作者 李亚莎 田泽 +3 位作者 王璐敏 庞梦昊 曾跃凯 赵光辉 《材料导报》 北大核心 2025年第2期257-262,共6页
为分析表面接枝有硅烷偶联剂KH550的石墨烯对聚二甲基硅氧烷(PDMS)性能的影响,本工作采用分子动力学的方法对纯PDMS、未接枝KH550的石墨烯改性PDMS,以及表面接枝KH550的石墨烯(接枝密度分别为6%和12%)改性PDMS进行建模,从微观角度对比... 为分析表面接枝有硅烷偶联剂KH550的石墨烯对聚二甲基硅氧烷(PDMS)性能的影响,本工作采用分子动力学的方法对纯PDMS、未接枝KH550的石墨烯改性PDMS,以及表面接枝KH550的石墨烯(接枝密度分别为6%和12%)改性PDMS进行建模,从微观角度对比分析改性后PDMS热力学性能的提升。模拟结果表明,在PDMS中掺杂石墨烯或在石墨烯表面接枝KH550后再与PDMS混合,均能改善PDMS热导率、玻璃化转变温度、自由体积、均方位移及水分子的扩散系数和结合能等热力学性能。在含水模型中,接枝密度为6%和12%的表面接枝KH550石墨烯改性PDMS相较于纯PDMS 250 K热导率分别提高25.6%和21.6%,玻璃化转变温度分别提高70 K和77 K。对比接枝KH550的石墨烯改性PDMS的含水与不含水的模型可知,水分子能够提高均方位移,降低玻璃化转变温度和减小自由体积,同时水分子扩散系数及结合能随温度与接枝密度的不同而有所差异。本研究的结果可为减少冰闪电压对电力系统影响的实验研究提供参考,同时对研发输电线路融冰、疏水性材料提供理论支撑。 展开更多
关键词 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 硅烷偶联剂 KH550 热导率 扩散系数 分子动力学模拟
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植物绝缘油中水对甲醇扩散影响的分子动力学模拟 被引量：1
7
作者 李亚莎 王璐敏 +4 位作者 王玮 王佳敏 陈俊璋 曾跃凯 庞梦昊 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第5期79-85,共7页
甲醇因其稳定性强、在绝缘油老化初期含量高等特点,是变压器油纸绝缘状态评估的重要特征物质,而水是油纸老化过程中必不可少的产物。为明确水对植物绝缘油中甲醇扩散的影响,分别构建含水量为1.0%、1.5%、3.0%、5.0%的植物绝缘油、水、... 甲醇因其稳定性强、在绝缘油老化初期含量高等特点,是变压器油纸绝缘状态评估的重要特征物质,而水是油纸老化过程中必不可少的产物。为明确水对植物绝缘油中甲醇扩散的影响,分别构建含水量为1.0%、1.5%、3.0%、5.0%的植物绝缘油、水、甲醇共混模型,利用分子动力学方法计算模型中物质的扩散轨迹、扩散系数、相互作用能、氢键、自由体积,并从微观角度出发,解释水促进甲醇扩散的机理。结果表明:随着含水量的增加,甲醇与植物绝缘油的相互作用能减小,系统整体的氢键稳定性下降,自由体积增大,最终导致甲醇在植物绝缘油中的扩散作用增强。 展开更多
关键词 甲醇 油纸绝缘 扩散作用 分子动力学
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深埋复杂条件下钠蒙脱石水化的分子动力学模拟研究
8
作者 王跃鹏 唐世斌 +4 位作者 刘向君 王培峰 高永伟 杨赟 梁利喜 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期599-607,共9页
黏土矿物水化作用引发的岩石结构解体现象与边坡滑坡、隧道塌方及钻井井壁坍塌等工程安全问题息息相关。为揭示深埋复杂条件下钠蒙脱石水化机理,运用分子模拟技术,开展了不同埋藏深度条件下钠蒙脱石水化过程的分子动力学模拟实验,验证... 黏土矿物水化作用引发的岩石结构解体现象与边坡滑坡、隧道塌方及钻井井壁坍塌等工程安全问题息息相关。为揭示深埋复杂条件下钠蒙脱石水化机理,运用分子模拟技术,开展了不同埋藏深度条件下钠蒙脱石水化过程的分子动力学模拟实验,验证了钠蒙脱石的水化膨胀特性,实现了对其水化过程中关键物理化学参数的定量分析。模拟结果表明,晶层间距随着层间含水率的增加而阶梯型上升,呈现分层现象。随着埋藏深度和层间含水率增加,钠蒙脱石体积增大,而密度相应减小。层间含水率增加,促进氢键增多,并显著提升水分子和Na^(+)离子的自扩散系数。深埋条件下,水分子及Na^(+)离子自扩散系数较常温常压显著增大。随着水分子层数的递增,Na-Ow、Na-Hw、Ow-Hw(水分子间),Ow-Ow以及Os-Hw的主峰峰值,呈现出逐渐减弱的趋势,而在不同埋藏深度条件下,这些主峰峰值则表现出差异性。随着水分子层数的增加,水的聚合程度先增加后有所降低,Na^(+)离子的配位数降低、聚合程度下降、离子水化数和水化半径变小。随着埋藏深度的增加,水的聚合程度差别很小,Na^(+)离子对应水化特征仅有微小降低趋势。该研究成果可用于指导石油钻井、煤层安全开采、边坡稳定性评估及隧道工程开挖等关键领域的理论分析与工程实践。 展开更多
关键词 钠蒙脱石 水化机理 分子动力学模拟 径向分布函数 自扩散系数 离子配位数
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基于分子动力学的元素硫吸附扩散行为研究
9
作者 范舟 田波 +2 位作者 张庆辉 侯涛 唐鹏 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期839-847,共9页
为了研究硫在有机溶剂中的溶解扩散作用机理,基于分子动力学方法建立了多种有机溶剂及溶质硫的模型;通过界面吸附能、相对浓度曲线、均方位移、径向分布函数对硫的扩散行为进行了表征研究。研究结果表明,硫与溶剂界面相互作用以范德华... 为了研究硫在有机溶剂中的溶解扩散作用机理,基于分子动力学方法建立了多种有机溶剂及溶质硫的模型;通过界面吸附能、相对浓度曲线、均方位移、径向分布函数对硫的扩散行为进行了表征研究。研究结果表明,硫与溶剂界面相互作用以范德华力为主,硫晶面顶角边缘的分子率先脱离进入溶剂中;均方位移和径向分布函数分析证实了溶剂分子结构对硫的溶解扩散有重要影响,与硫分子结构相似的溶剂对单质硫具有较好的分散溶解能力,而硫与溶剂间的氢键作用会降低粒子扩散运动能力。研究结果为硫溶剂选择和结构设计提供了借鉴。 展开更多
关键词 硫 分子动力学 溶解 界面 吸附 扩散
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MER沸石的K^(+)调变及其对O_(2)和N_(2)吸附动力学的影响
10
作者 白晓炜 唐轩 +3 位作者 王亚婷 张飞飞 李晋平 杨江峰 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第2期127-134,共8页
通过调变原料中矿化剂KOH的加入量,实现对K-MER沸石微孔结构的精确调控,致使O_(2)和N_(2)在该沸石孔道中的吸附动力学性能具有较大差异.研究结果表明,随着K/Si摩尔比的增大,沸石有效孔径减小,其中K-MER-0.41(K/Si摩尔比为0.41)在298 K下... 通过调变原料中矿化剂KOH的加入量,实现对K-MER沸石微孔结构的精确调控,致使O_(2)和N_(2)在该沸石孔道中的吸附动力学性能具有较大差异.研究结果表明,随着K/Si摩尔比的增大,沸石有效孔径减小,其中K-MER-0.41(K/Si摩尔比为0.41)在298 K下的O_(2)/N_(2)动力学选择性达到最高值(3.24).分子动力学模拟结果表明,K-MER-0.41中O_(2)的扩散速率大于N_(2). 展开更多
关键词 沸石 吸附动力学 氧气/氮气 动力学选择性 扩散速率
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黑麦挂面微波间歇干燥特性及动力学模型研究
11
作者 程丽丽 张媛媛 +2 位作者 唐雪燕 王娇 张仲欣 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第5期241-247,共7页
以黑麦挂面为对象,采用微波间歇干燥方法,研究不同微波功率、装载量和面条厚度对黑麦挂面干燥特性和有效水分扩散系数的影响,通过SPSS软件对5种干燥动力学模型进行拟合,得到黑麦挂面间歇微波干燥动力学模型,并对微波干燥黑麦挂面进行品... 以黑麦挂面为对象,采用微波间歇干燥方法,研究不同微波功率、装载量和面条厚度对黑麦挂面干燥特性和有效水分扩散系数的影响,通过SPSS软件对5种干燥动力学模型进行拟合,得到黑麦挂面间歇微波干燥动力学模型,并对微波干燥黑麦挂面进行品质评价。结果表明,黑麦挂面微波间歇干燥主要表现为降速干燥,微波功率越大、装载量越小、挂面厚度越薄,干燥速度越快,干燥用时越短;干燥中有效水分扩散系数为1.18039×10^(-11)~2.96702×10^(-11)m^(2)/s,并随着微波功率和挂面厚度的增加而增大,随着装载量的增加而减小;通过模型拟合发现,Logarithmic模型是黑麦挂面间歇微波干燥的最佳模型,R2最大,χ^(2)和均方根误差最小,可有效描述黑麦挂面微波干燥时水分的变化过程;微波干燥黑麦挂面色泽较好,黑红发亮,抗弯曲特性高,熟断条率为0,蒸煮损失率为7.70%,质构特性良好,具有商品价值。该研究为微波技术在挂面生产的应用提供理论依据。 展开更多
关键词 黑麦挂面 微波间歇干燥 干燥特性 动力学模型 有效水分扩散系数
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高温作用下多组分燃料体系的分子动力学模拟
12
作者 俞玥 梅德清 +2 位作者 冯沛 宋如蕃 张占鹏 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第1期166-174,共9页
采用Materials Studio软件Amorphous Cell与Dmol3模块构建了油酸甲酯、乙醇、正十四烷分子模型,应用Forcite模块进行油酸甲酯-乙醇-正十四烷三元体系退火处理,以充分释放体系分子结构应力,选择能量最低的构型进行分子动力学模拟,研究了... 采用Materials Studio软件Amorphous Cell与Dmol3模块构建了油酸甲酯、乙醇、正十四烷分子模型,应用Forcite模块进行油酸甲酯-乙醇-正十四烷三元体系退火处理,以充分释放体系分子结构应力,选择能量最低的构型进行分子动力学模拟,研究了体系在773和973 K时的传热传质行为。结果表明:通过温度梯度、均方根位移模拟数据对体系传热影响的考察发现,随着温度升高,三元体系中乙醇的扩散系数从0.680×10^(-4) cm^(2)/s增大到1.133×10^(-4) cm^(2)/s;通过径向分布函数(RDF)分析三元体系在773和973 K时的传质行为,发现RDF数值越小,分子间相互作用力越强;乙醇的RDF数值最小,存在最强氢键相互作用,推测此组分最容易扩散。 展开更多
关键词 正十四烷 油酸甲酯 乙醇 分子动力学模拟 扩散系数 径向分布函数
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焊接热循环下Nb原子非平衡晶界偏聚行为的动力学建模
13
作者 林轩艺 王红鸿 鄢文泽 《武汉科技大学学报》 北大核心 2025年第1期14-24,共11页
采用Gleeble-3500型热模拟机,对3种不同Nb含量(0.180%、0.085%、0.025%)的HSLA钢在不同冷却速率下的焊接热循环过程进行模拟,借助电子显微探针(EPMA)技术对Nb原子的非平衡晶界偏聚行为进行表征,得到了不同Nb含量和冷却速率下晶界处Nb原... 采用Gleeble-3500型热模拟机,对3种不同Nb含量(0.180%、0.085%、0.025%)的HSLA钢在不同冷却速率下的焊接热循环过程进行模拟,借助电子显微探针(EPMA)技术对Nb原子的非平衡晶界偏聚行为进行表征,得到了不同Nb含量和冷却速率下晶界处Nb原子偏聚量,基于非平衡晶界偏聚动力学理论,计算得到空位形成能为1.403 eV,同时确定了Nb含量分别为0.180%和0.085%钢中Nb原子非平衡偏聚的临界时间常数分别为7.59×10^(3)和6.0×10^(3)。进一步将Nb原子-空位复合体的扩散系数作为变量,计算并修正得到了其与等效时间的函数关系,最终建立了焊接热循环条件下Nb原子非平衡偏聚的修正动力学方程。 展开更多
关键词 NB HSLA钢 焊接热循环 非平衡晶界偏聚 扩散系数 动力学方程
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HCl在乙醇改性的钙基吸附剂表面吸附的动力学研究
14
作者 左帅 畅巨东 刘猛 《发电设备》 2025年第2期71-78,共8页
采用乙醇水合改性CaO作为吸附剂,在固定床实验装置上研究不同改性参数对脱氯效果的影响,并且对HCl吸附实验的结果进行动力学分析。运用5种表观动力学模型对实验数据进行非线性拟合。研究结果显示:5种模型的拟合效果优劣顺序为Bangham模... 采用乙醇水合改性CaO作为吸附剂,在固定床实验装置上研究不同改性参数对脱氯效果的影响,并且对HCl吸附实验的结果进行动力学分析。运用5种表观动力学模型对实验数据进行非线性拟合。研究结果显示:5种模型的拟合效果优劣顺序为Bangham模型、准二级模型、Elovich模型、准一级模型、颗粒内扩散模型。在HCl吸附过程中,传质扩散始终具有显著影响,为关键控制步骤。在反应初期,表面活性位点未被占据、内部孔道未堵塞时,外部传质过程为主导控制步骤;在反应中期,由于生成产物层堵塞原有发达孔隙结构,颗粒内扩散阻力成为主导HCl吸附的因素。同时,表面化学反应在HCl吸附过程中始终发挥主导作用。 展开更多
关键词 氯化氢 氧化钙 脱氯机理 动力学 扩散
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基于分子动力学模拟的老化沥青再生机理研究
15
作者 乔建刚 张帅泽 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期26-32,共7页
利用分子动力学软件Materials Studio构建老化和未老化的12组分沥青分子模型,以研究在不同模拟温度、老化程度和再生剂掺量下老化沥青的再生机理,并通过沥青动力黏度试验对分子动力学模拟结果进行验证。结果表明:随着温度提升,扩散系数... 利用分子动力学软件Materials Studio构建老化和未老化的12组分沥青分子模型,以研究在不同模拟温度、老化程度和再生剂掺量下老化沥青的再生机理,并通过沥青动力黏度试验对分子动力学模拟结果进行验证。结果表明:随着温度提升,扩散系数对温度的敏感性降低,增速变缓;再生剂对老化沥青模型扩散系数提升幅度影响大,再生剂在老化沥青中的扩散速度更快;随着再生剂掺量的增加,老化沥青模型扩散系数的增幅减小,当掺量达到10%后扩散系数基本不再升高;老化沥青动力黏度随再生剂掺量的增加而减小,表明沥青流动性增加,扩散性能提升,这与纳微观尺度分子动力学模拟结果一致。 展开更多
关键词 道路工程 分子动力学模拟 老化沥青 再生剂 扩散系数
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PBT推进剂中水氧扩散及键合作用的分子动力学模拟 被引量：1
16
作者 杨茜茜 王卫泽 +2 位作者 杨敏 苏雅琪 轩福贞 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期645-652,共8页
采用分子动力学模拟方法,对H_(2)O和O_(2)在三氟化硼三乙醇胺络合物(T313)中的扩散行为进行模拟,并研究了叠氮聚醚聚氨酯(PU_(PBT))/T313/高氯酸铵(AP)复合体系在不同界面层间的结合能和界面间的相互作用机理。扩散模拟结果显示,随着温... 采用分子动力学模拟方法,对H_(2)O和O_(2)在三氟化硼三乙醇胺络合物(T313)中的扩散行为进行模拟,并研究了叠氮聚醚聚氨酯(PU_(PBT))/T313/高氯酸铵(AP)复合体系在不同界面层间的结合能和界面间的相互作用机理。扩散模拟结果显示,随着温度升高,H_(2)O在T313中的扩散系数逐渐降低,O_(2)在T313中的扩散系数逐渐增大,呈现出相反的变化趋势,表明极性分子和非极性分子在键合剂膜层中的扩散现象有显著差异。PU_(PBT)加入键合剂T313后,与AP颗粒之间的结合将更加紧密。PU_(PBT)/T313体系的界面黏附能力主要由PU_(PBT)体系中的原子与T313中各原子之间的强范德华相互作用或氢键相互作用提供,而T313/AP体系的界面黏附能力主要由AP和PU_(PBT)体系中原子之间的强范德华相互作用提供。 展开更多
关键词 PBT推进剂 分子动力学 扩散 界面间相互作用 键合
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新一代浮选流体动力学特征阈值传感器系统对泡沫浮选性能的测试与评价
17
作者 张炜 管孝强 李腾飞 《中国矿业》 北大核心 2025年第4期270-278,共9页
长期以来,人们对于浮选流体动力学的研究仅局限于表面化学和流体力学领域,忽略了从控制层面去分析浮选流体动力学的调控机制、动态特性和控制模型,而且缺乏对气泡运动行为的深层次剖析和总结。针对上述问题,中铝科学技术研究院有限公司... 长期以来,人们对于浮选流体动力学的研究仅局限于表面化学和流体力学领域,忽略了从控制层面去分析浮选流体动力学的调控机制、动态特性和控制模型,而且缺乏对气泡运动行为的深层次剖析和总结。针对上述问题,中铝科学技术研究院有限公司牵头打造一种针对固液气三相流的新型浮选流体动力学关键参数基准类工具,研发成型了新一代浮选流体动力学特征阈值传感器系统,通过多维度测量浮选设备,以及浮选回路的表观气体速度等核心参数,从浮选气泡运动行为和调控机理出发,建立起浮选流体动力学的调控机制、策略和模型,形成先进可靠的浮选流体动力学控制方法,设计打造与之配套的浮选流体动力学特征阈值传感器系统,对完善浮选理论体系、提高浮选设备和工艺的进步,以及促进细粒和微细粒矿物的有效分选和利用都具有重要意义。通过运用新一代浮选流体动力学特征阈值传感器系统,首次搭建了起泡剂类型和浓度、表观气体速度、海拔高度(海平面以上)、矿浆黏度等关键操作变量与平均气泡尺寸(D32)、气泡表面积通量(Sb)等浮选流体动力学参数的关联度模型。通过在选矿厂开展模型仿真验证,证明了新一代流体动力学特征阈值传感器具备较为精准测试与评价浮选性能的能力。 展开更多
关键词 气体扩散度 泡沫浮选 流体动力学 气泡尺寸 气泡表面积通量
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基于等几何刚度与质量扩散法的桁架结构动力学拓扑优化方法 被引量：1
18
作者 江旭东 牛乾成 +3 位作者 滕晓艳 武子旺 吴昊 连善立 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期85-93,161,共10页
针对瞬态激励下桁架式结构的高承载轻量化设计问题,提出了基于等几何刚度与质量扩散法的桁架结构动力学拓扑优化方法。通过能量等效原理,将杆件单元的刚度与质量矩阵投影到弱材料等几何背景网格,构建桁架结构的等几何有限元动力学分析模... 针对瞬态激励下桁架式结构的高承载轻量化设计问题,提出了基于等几何刚度与质量扩散法的桁架结构动力学拓扑优化方法。通过能量等效原理,将杆件单元的刚度与质量矩阵投影到弱材料等几何背景网格,构建桁架结构的等几何有限元动力学分析模型,利用无条件稳定的隐式Newmark时间积分方案求解结构的动态响应。以动柔度最小化为目标,以材料体积用量为约束,建立了桁架结构动力学布局优化模型。基于先离散-后微分敏度分析策略,推导了瞬态优化问题的伴随方程,在时-空离散的动力学系统上实施了一致性灵敏度分析。最后,通过2D和3D数值算例验证了所提方法的有效性。数值结果表明,所提方法可实现桁架式承力结构的动刚度性能优化设计,在实际工程中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 拓扑优化 柔度最小化 弹性动力学 等几何分析 刚度与质量扩散法 桁架
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基于分子动力学模拟的二甲醚在不同原油组分中的扩散规律研究 被引量：1
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作者 汪周杰 李松岩 冯世博 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期119-126,共8页
二甲醚作为一种重要的溶剂,在溶剂与蒸汽共注提高稠油采收率技术中具有良好前景。针对二甲醚在稠油中扩散行为和分布特性不明确的问题,建立了C _(6)—C_(30)不同碳数的油相与二甲醚的体系模型,并通过分子动力学模拟计算了二甲醚在油相... 二甲醚作为一种重要的溶剂,在溶剂与蒸汽共注提高稠油采收率技术中具有良好前景。针对二甲醚在稠油中扩散行为和分布特性不明确的问题,建立了C _(6)—C_(30)不同碳数的油相与二甲醚的体系模型,并通过分子动力学模拟计算了二甲醚在油相中的配位数、扩散系数以及两相的密度分布、相互作用能等关键参数,研究二甲醚在原油组分中的扩散规律。研究表明:随着碳数的增加,烷烃和二甲醚分子的密度呈不均匀分布,二甲醚分子周围的烷烃分子数量减少;在温度为120℃、压力为5 MPa条件下,二甲醚-C_(6)和二甲醚-C_(30)体系中二甲醚的扩散系数分别为2.19×10^(-8) m^(2)/s和1.10×10^(-8) m^(2)/s,随着碳数的增加,烷烃和二甲醚的扩散系数逐渐降低,这是烷烃分子尺寸增大和形状复杂化所致。在范德华力主导的影响下,烷烃与二甲醚相互作用能的绝对值先增加后降低;随着碳数的降低,油与二甲醚界面的质量传递速率提高,更多的二甲醚溶于油中,原油体积膨胀且黏度降低,油田开发效果显著提升。该研究可为优化二甲醚在油田现场中的应用提供理论支持。 展开更多
关键词 二甲醚 油组分 扩散系数 相互作用 分子动力学模拟
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基于协同扩散模型的PPGs溶胀动力学
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作者 魏志毅 范海明 +4 位作者 王杰祥 张金泽 刘佳音 杨留洋 张玲可儿 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期165-173,共9页
预交联凝胶颗粒(PPGs)是一种有高吸水特性的聚合物凝胶材料,已被广泛应用于油田调剖堵水。PPGs的吸水溶胀特性与凝胶网络结构性质紧密相关,溶胀动力学方法是一种简便的评价PPGs凝胶网络结构特性的方法。对比分析Voigt模型与THB协同扩散... 预交联凝胶颗粒(PPGs)是一种有高吸水特性的聚合物凝胶材料,已被广泛应用于油田调剖堵水。PPGs的吸水溶胀特性与凝胶网络结构性质紧密相关,溶胀动力学方法是一种简便的评价PPGs凝胶网络结构特性的方法。对比分析Voigt模型与THB协同扩散模型的特点,通过合理的等效球形假设与公式简化得到r-THB模型溶胀动力学公式。利用协同扩散系数(D_(c))作为表征凝胶的网络结构的特性参数,由混合项D_(mix)、弹性项D_(el)和离子项D ion三个分量组成,分析D_(c)的影响因素与变化规律。结果表明:D_(c)随着交联剂的含量增加而增加,这是由于交联剂浓度增加了D_(el);D_(c)随矿化度的增加而减小,这主要是由于盐浓度增加减小道南平衡渗透压,减小D ion分量;基于r-THB模型的凝胶溶胀动力学研究方法为表征凝胶网络结构性质提供一种简便有效的处理方式。 展开更多
关键词 预交联凝胶颗粒 溶胀动力学 Voigt模型 THB协同扩散模型 协同扩散系数
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