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泥沙颗粒输运背后的力学机制
地球表面高山、丘陵、沙漠、河流、潮滩等地貌形态万千,它们是如何在历史的岁月中逐渐形成的呢?放眼宇宙,空气密度极低的冥王星,是如何神奇地拥有丰富的沙丘地貌?被称为沙漠行星的火星会因为大风而刮起沙尘暴吗……这些自然界中的奥秘正是地球物理学科的泥沙运动力学所研究的问题。已有的研究告诉我们,泥沙颗粒输运普遍发生于大气环境和水环境中,是塑造地貌形态最重要和最根本的自然过程之一。如何理解和定量描述地表环境泥沙颗粒的起动、输运和沉降是揭示地貌形态千差万别的核心问题。目前野外和实验数据已经证明,粗颗粒泥沙输运量与流体强度之间的关系,在大气环境表现为线性,在水环境表现为非线性。然而,如此截然不同的输运规律背后的力学机制却一直还是个迷。近日,浙江大学海洋学院百人计划研究员托马斯·派兹(Thomas Pähtz)博士成功揭开了这个谜底,并推导出了描述粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。北京时间2020年4月20日,相关研究成果在物理学学术期刊美国物理学会刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters,简称PRL))上发表,并被该刊物和杂志Physics同时聚焦报道。通过离散元(DEM)精细数值模拟追踪大量泥沙颗粒的运动轨迹并分析其受力特征, 托马斯·派兹首次发现,粗颗粒泥沙的动能耗散机制主导其输运规律。大气环境条件下颗粒和床面间碰撞是主要的耗散机制;而在水环境条件下,颗粒和床面间碰撞以及颗粒之间的碰撞起着同等重要的作用。根据这一新的理论认识,托马斯·派兹推导了能统一描述大气环境和水环境粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。这为深入认识地球甚至火星等外星球表面丰富多样的地貌形态提供了有力的理论工具。 统一输沙率公式与水环境(左图)和大气环境(右图)相关实验资料对比“最困难的部分是对模拟的结果进行物理解释和数学描述。在总共7年的时间里,我无数次地用笔和纸进行尝试。特别是在最初的4年里,我大部分时间都在思考这个问题。” 托马斯·派兹说。评审专家认为,这项研究工作是地球物理学科最基础而没有被揭示的问题。而对于未来的进一步应用,托马斯·派兹表示,上述通用方程可以预测任意大气/水体环境下的泥沙输运量,这使我们能够更好地了解这些天体的地貌,还可以通过测量行星的动力地貌来间接推断行星的风况。据悉,托马斯·派兹于2020年1月起受邀担任美国地球物理学会会刊《地球物理学研究杂志-地表过程》的副主编。他是浙大近海环境流体力学团队的重要成员。该团队由贺治国教授领衔,主要从事近海泥沙动力学、海岸动力学、近海环境流体力学等方面的研究,成果已逐步应用于理解河口海岸泥沙运动、深水航道整治、深海地貌演变、深海热液源矿物颗粒沉积等问题,取得了重要的国际影响力。该研究得到国家自然科学基金和浙江大学百人计划研究基金资助。论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.168001
浙江大学 2021-04-11
力学综合实验平台 COC-MCEP
实验内容 1、单摆; 2、三线摆; 3、碰撞打靶; 4、李萨如图形; 5、液体表面张力系数; 6、应变力传感器定标及未知物体称重实验。
成都华芯众合电子科技有限公司 2022-06-18
多相永磁同步电机驱动系统故障诊断方法
本发明公开了一种多相永磁同步电机驱动系统故障诊断方法。本发明的方法包括:(1)对待诊断多相永磁同步电机驱动系统的速度传感器、直流母线电压传感器、相电流传感器输出信号进行采集;(2)利用步骤(1)中采集得到的信号分别计算转速指数SI、磁链差绝对值|Δψ|、谐波平面电流幅值Ixy、正半波电流指数CI+和负半波电流指数CI?;(3)速度传感器故障诊断;(4)电压传感器故障诊断;(5)谐波平面电流状态检测;(6)缺相故障诊断;(7)S1开关管开路故障诊断;(8)S2开关管开路故障诊断;(9)电流传感器故障诊断。本方法在不增加外部辅助电路的前提下,能够实现各类故障快速、准确的诊断。
东南大学 2021-04-11
高浓度有机废水处理用多相电催化技术
一、项目简介多相电催化技术是在传统电催化技术基础上结合三维电极技术研制而成的,通过添加经过特殊处理的床体填料增大反应器的有效工作空间,提高反应效率,该填料可增加反应器对污染物的降解能力,对部分高浓度有机废水的COD去除率达到95%以上。该技术具有无需添加化学药品,设备小,占地少,环境兼容性好,运营费用低,便于联合使用,无二次污染等优点。二、市场前景高浓度有机废水的处理方法一直是困扰环保领域的难点问题。多相电催化技术也可用于高浓度有机废水、中水回用、重金属废水处理、垃圾渗滤液等环境相关领域,同时在绿色有机电化学合成领域也能得到广泛应用。三、规模与投资可根据不同单位废水排放量决定。四、生产设备多相电催化反应器。五、效益分析可处理难降解有机废水,节省环保支出,提高出水水质。六、合作方式寻找中试及应用合作伙伴。项目负责人:姚颖悟联系电话: 13821152801,60200454
河北工业大学 2021-04-13
多相机光学推扫卫星在轨几何定标方法及系统
一种多相机光学推扫卫星在轨几何定标方法及系统,包括对各个相机进行分步内外定标,获取各个 相机的内外定标参数;利用外业控制点作为定向点,重新对各个相机基于最小二乘平差解算外定标参数, 确定多载荷的相对安装角关系;对作为主载荷的相机利用全球多个定标场数据作为定向点,基于最小二 乘平差重新求解外定标参数,并转化为相应最终的安装矩阵;根据相对安装角关系求取其他非主载荷最 终的安装矩阵,得到各相机最终的外定标参数。本发明针对多相机推扫式卫星的成像特点,充
武汉大学 2021-04-14
用于多相流沼气池的太阳能增温系统
本发明公开了一种用于多相流沼气池的太阳能增温系统,由太阳能集热器1、蓄热水箱2、热水换热器3、滗水筛5、压榨机6、沼液箱7、过滤机8、加热盘管9、蓄热循环泵10、换热器热水循环泵11、给水泵12、沼液泵13和排液泵14构成太阳能增温支路和余热增温支路两个增温支路。本发明利用蓄热水箱减少了天气对太阳能集热系统的影响,装置结构简单,易于维护,故障点少,故障率低,运行成本低。
西南交通大学 2016-10-24
一种应力约束下多相材料柔性机构拓扑优化方法
本发明属于结构优化设计相关技术领域,其公开了一种应力约 束下多相材料柔性机构拓扑优化方法,用于优化多相材料柔性机构的 结构,其包括以下步骤:(1)构建多相材料水平集拓扑描述模型,描述 结构多相材料分布;(2)构建刚度插值模型和可分离应力插值模型,分 别计算多相材料结构弹性刚度和应力;(3)构建基于加权法和应力惩罚 的多相材料柔性机构参数化水平集拓扑优化模型,同时优化柔性机构 的输出位移和柔度,并控制多相材料结构局部应力。上述方法应用于 应力约束下多相材料柔性机构拓扑优化设计,优化后获得的多相材料 柔
华中科技大学 2021-04-14
多相位时钟产生器、异构集成芯片及高速接口电路
本发明提供了一种多相位时钟产生器,该多相位时钟产生器通过对输入时钟信号进行处理,输出与N个对应于不同相位的注入电流信号,N为4的整数倍,并在交叉耦合环形振荡器中设置交叉耦合环路,该环路基于相位顺序分别与N/4个二级环形振荡器中各输出节点相耦接,二级环形振荡器通过交叉耦合机制,实现了高工作频率、高稳定性的振荡频率输出和低误差的相位对齐,使得其能够输出N个等间隔相位的振荡时钟信号,由于二级环形振荡器中的各输出节点还基于相位顺序被输入注入电流信号,对二级环形振荡器完成了频率和相位的锁定,该频率与输入时钟信号的频率相同,且相位噪声非常低,从而,本发明可以生成低相位噪声、高相位精度的高速多相位时钟信号。
复旦大学 2021-01-12
刚柔组合搅拌桨强化流体混沌混合技术
重庆大学 2021-04-10
流体动压型机械密封的改形技术
1. 项目概述流体动压型机械密封属非接触式密封,密封面被一层微米级的流体膜隔开,适用于高压、高速和润滑性差的介质(气体、沸腾液体、低温液体等)。本项目开发了考虑流体、固体、热三者耦合效应的密封端面的改形设计方法,对密封端面动压槽的几何参数进行优化设计,削弱了流体膜的摩擦热对密封性能的影响,提高了密封性能。2. 技术优势本项目开发的流体动压型机械密封的改形技术具有较强的通用性,应用范围广,气体、液体密封均适用。该成果对于控制泄漏、节能减排、延长设备寿命具有重要意义。开发了配套的设计软件,操作简单,便于工程技术人员掌握。3. 技术水平国内首创、国际先进
南京工业大学 2021-04-13
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