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

高校科技成果尽在科转云

随着中国工业化的持续推进和经济的迅猛发展，工业用水消耗巨大，据统计，冷凝冷却设备的耗能占工业耗能的13%~15%，耗水量占工业用水的70%~80%。西安交通大学能动学院屈治国教授团队开发的紧凑式蒸发冷换热技术由于不采用CFCs和HCFCs，最大限度利用自然界冷量，其耗水量仅为水冷式换热技术的5%~10%。

热冲击试验台是作为换热器的性能试验装置，主要用于考核换热器承受热冲击的性能。试验中通过调节热冲击的频率，对试验件进行寿命考核。该装置有两大功能模块组成。一块模块是冷源模块，一块模块是热源模块。根据温度的范围，工质可以有防冻液、机油、空气。该两大功能模块分别有两个工作岛组成，每个工作岛形成一个独立的子系统。在工作岛上除了安装了主设备外，将电气动力回路，电气控制回路也安装在同一个工作岛上（专利号：ZL 20101 0517614.9）。 

本技术利用自主研发的新型热电材料，加工成温差发电器件或者温差制冷器件。具有结构紧凑、没有移动部件、无工作噪声、使用寿命长、安全不失效、易于自动检修、无污染等优点。适于工厂废热发电，汽车尾气发电，及利用人体温度发电用于手机电池，医疗器件等供电领域。 这种发电装置可以灵活利用各种不同形式的热能，如工业冷却水、汽车发动机的余热、沙漠的地表热量等等。因此可以大大节约资源，减少污染，为国家带来可观的经济效益。热电转换材料微器件的另一个极有可能的应用在小功率领域，如各种传感电路、逻辑门和消错电路的短期μW、mW级电源，小的短程通讯装置以及生理学研究中的小型发电机等。

热重分析仪是一种利用热重法检测物质温度-质量变化关系的仪器。热重法是在程序控温下，测量物质的质量随温度（或时间）的变化关系。广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。主要测量与热量有关的物理、化学变化，如物质的吸附与解吸、成分的含量分析、分解、化合、脱水、添加剂等变化进行研究。从微量样品到大剂量的样品均可满足（更换支撑杆，最大样品可达5g）。可满足各种样品在不同条件下的测试要求。坩埚种类可选择Φ5×4、Φ5×8、Φ8×10、Φ18×8、Φ18×15、Φ18×20（mm）等。温度范围：HTG-1：室温-1150℃、HTG-2：室温-1250℃、HTG-3：室温-1450℃、HTG-4：室温-1550℃。

综合热分析将热重分析 TG 与差热分析 DTA 或差示扫描量热 DSC 结合为一体，在同一次测量中利用同一样品可同步得到热重与差热信息。 主要测量与热量有关的物理、化学变化，如物质的熔点、熔化热、结晶与结晶热、相变反应热、热稳定性（氧化诱导期）、玻璃化转变温度、吸附与解吸、成分的含量分析、分解、化合、脱水、添加剂等变化进行研究。从微量样品到大剂量样品均可满足（更换支撑杆，最大样品可达5g）。可满足各种样品在不同条件下的测试要求。温度范围：HCT-1：室温-1150℃ 、HCT-2：室温-1250℃、HCT-3：室温-1450℃、HCT-4：室温-1550℃

热连轧机液压系统广泛使用于高压水除鳞、粗轧、精轧、层流冷却、卷取、运输链等生产热轧卷板的轧钢设备以及棒线材、型材热轧设备中。依托一重、二重、鞍钢设计院等主机制造厂，太重榆液成功设计制造了以国内第一条自主集成鞍钢1700热连轧机为代表的几十套全线热连轧机液压系统和棒线材、型材热轧液压系统，积累了丰富的设计制造经验，最大化提高了主机设备的控制精度和生产效率。