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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
颗粒行为与多相流动数值模拟
上海理工大学 2021-01-12
一种荷正电聚电解质络合物均质渗透汽化膜的制备方法
本发明公开了一种荷正电聚电解质络合物均质渗透汽化膜的制备方法,主要包括以下步骤:(1)通过调节阳离子聚电解质溶液pH值,使其带有的氨基部分质子化,与阴离子聚电解质络合,得到荷正电聚电解质络合物;(2)将荷正电聚电解质络合物加入一元酸溶液中,配制荷正电聚电解质络合物分散液;(3)将荷正电聚电解质络合物分散液涂刮于聚砜超滤膜上,烘干得到荷正电聚电解质络合物均质渗透汽化膜,用于有机物脱水。利用该方法制备的渗透汽化膜,在60℃下,分离质量分数为70%水异丙醇溶液时,通量可达8100-9700gm-2h-1,透过液中水质量分数可达96.4-99.3%。因此,所制备的荷正电聚电解质络合物均质渗透汽化膜具有高分离选择性和高耐水性。
浙江大学 2021-04-13
高纯气相法纳米氧化铝
产品特点   高纯气相法纳米氧化铝ZH-Alum通过等离子体气相燃烧法制备,反应迅速、产量大、纯度高、原晶粒径小、分布均匀,比表面积大、表面干净,无残余杂质,松装密度低,易于形成单分散,粉体表面带电荷,气相法制备可以替代进口产品。   产品参数 产品名称 型号 平均粒度(nm) 纯度(%) 比表面积(m2/g) 松装密度(g/cm3) 晶型 磁性异物 颜色 气相法氧化铝 ZH-Alum80 20 >99.9 80+-15 0.03 混合相 <200ppb 白色 气相法氧化铝 ZH-Alum100 15 >99.9 100+-15 0.04 混合相 <200ppb 白色 气相法氧化铝 ZH-Alum150 10 >99.9 150+-20 0.05 γ相 <200ppb 白色 气相法氧化铝 ZH-Alum220 5 >99.9 220+-20 0.05 γ相 <200ppb 白色 加工定制 为客户提供定制颗粒大小和表面改性处理   产品应用   1、高纯气相法纳米氧化铝应用于锂电池隔膜材料,提高耐高温性和安全性;也用于锂电池阳极,提高导电性和可逆放电电容;用于负极包覆,提高耐温和安全性;用作锂电池电极涂层,可以起到隔热,绝缘的作用,提高安全性能;   2、高纯气相法纳米氧化铝掺杂铝到钴酸锂中,可形成固溶体,稳定晶格,提高倍率性能和循环性能;   3、用高纯纳米氧化铝对钴酸锂进行包覆,可以提高热稳定性,提高循环性能和耐过充能力,氧的生成和LiPF6的分解,可避免LiCo02与电解液直接接触,减少电化学比容量损失,从而提高LiCoO2的电化学比容量;   4、纳米氧化铝中铝离子的掺杂,可以提高电池的电压,提高电池使用的安全性;   5、高纯气相法纳米氧化铝应用于改性进尖晶石锰酸锂材料,生产出的电池可逆容量大;   6、石油化工:催化剂、催化剂载体及汽车尾气净化材料;   7、抛光材料:亚微米/纳米级研磨材料、单晶硅片的研磨、精密抛光材料。   包装储存   本品为塑料袋内包装,外面为纸箱包装,密封保存于干燥、阴凉的环境中,不宜暴露空气中,防受潮发生团聚,影响分散性能和使用效果;包装数量可以根据客户要求提供,分装。   招商代理   气相法纳米氧化铝ZH-Alum100替代国外进口产品、面向全国各大代理商和经销商招商,欢迎大家来厂考察交流。   技术咨询与索样   联系人:王经理(Mr.Wang)   电 话:18133608898 微信:18133608898 QQ:3355407318 邮箱:sales@hfzhnano.com
安徽中航纳米技术发展有限公司 2025-11-28
纳米铝塑板
产品名称:纳米氟碳涂层铝塑板 表面涂层: 铝合金:AA1100series,AA3003series 铝厚:0.3mm,0.40mm,0.45mm,0.50mm 铝厚度:4mm,5mm,6mm 宽度:1220mm,1250mm,1500mm 长度:最长至6000mm,特殊宽度可定制 背涂: 品牌:ALUSHINE 产地:山东临沂
临沂金湖彩涂铝业有限公司 2021-09-02
SC-269润滑脂万次剪切测定仪
仪器概述  本仪器是根据国家标准GB/T 269《润滑脂和石油脂锥入度测定法》并参照国际标准ISO 2137《润滑脂和石油脂锥入度测定法》等标准中的对全尺寸工作器要求,而设计制造专用测试仪器设计制造的,适用于在上述标准下对润滑脂和石油脂进行工作锥入度或延长工作锥入度,进行60次或10万次剪切试验的测定。润滑脂经机械剪切工作后,稠度发生变化,然后用锥入度试验器进行测定,从而评定润滑脂和石油脂的机械安定性的好坏。 技术参数 1、工作电源: AC220V±10% 50Hz 2、主轴转速: 1400r/min 3、减 速 比: 1:25 4、控制次数:1s~99h(可以任意设定) 5、工作头数: 两个 6、电机功率: 375W 7、外形尺寸: 500×600×450(mm) 8、仪器重量:约120Kg 性能特点 1、本仪器是一种双作用往复式的试验设备。 2、采用梅花形弹性联轴器连接减速器,工作可靠。 3、采用数字计时器控制剪切次数,剪切次数可自行随意设定。 4、自动数显记录剪切次数,当工作次数达到设定值时自动停机。 5、仪器主要由主轴电机、减速器、全尺寸工作器、计数器、计数传感器及底座等组成。 6、主轴电机采用单相鼠笼式电动机,运行平稳;底座采用厚钢板制造,牢固耐用。 网址链接 http://www.csscyq.com/proshow.asp?id=717
长沙思辰仪器科技有限公司 2021-12-21
SC-0109润滑脂抗水淋性能测定仪
仪器概述  本仪器是根据石油和石油产品行业标准SH/T0109-2004《润滑脂抗水淋性能测定法》的要求设计制造的,用于规定的实验条件下,在38℃和79℃试验时来评价润滑脂抵抗被水冲出轴承能力的新型产品。崇尚国际流行的人性化设计理念,采用数字显示器,简单明了。浴温控制精度高,抗干扰能力强,稳定可靠。 技术参数 1、工作电源:AC 220V±10%;50Hz 2、消耗功 率:600W 3、控温方式:数字显示温控仪 4、水槽控温范围:室温~100℃,可调 5、水槽控温精度:±2℃ 6、温度传感器:Pt100(铂电阻) 7、轴承套转速:600±30r/min 8、喷射口水流速:5±0.5ml/s 9、水槽容量:≥750ml 10、环境温度:20~30℃ 11、环境湿度:≤85% 性能特点 1、本仪器采用电加热棒加热方式,加热速度快。 2、本机按标准来选购球轴承,计时器可精确到0.1S。 3、采用进口温控仪器,确保试验所需精度且稳定可靠。 4、水浴温度通过PT100传感器(电阻测温包)输入到温控器,本传感器反映灵敏,工作可靠。 5、本仪器压缩机体积小、质量轻、运行稳定、无振动,很适合化验室之用。 网址链接 http://www.csscyq.com/proshow.asp?id=748  
长沙思辰仪器科技有限公司 2021-12-21
SC-0335 润滑脂化学安定性测定仪
仪器概述 本仪器是根据中华人民共和国石油化工行业标准的SH/T0335《润滑脂化学安定性测定法》所规定的要求设计制造的,适用于润滑脂化学安定性的测定。         方法概要:将润滑脂试样放在规定氧气压力和温度的的氧弹中氧化,按规定的时间间隔,观察并记录压力。氧气时间终了后,测定试样氧化后之酸值或游离碱,并与氧化前比较,以其变化值和压力降,表示该试样的化学安定性。 技术参数 1、工作电源:AC220V±10% 50Hz 2、符合标准:SH/T0335                   3、控温范围:室温~200℃ 4、控温精度:±0.5℃ 5、工作单位:二弹 6、控温方式:单片机PID温控仪 7、弹体材料:含18%铬,10%镍合金钢制成 8、压力表:1.5级 9、加热功率:1KW 性能特点 1、仪器加热装置采用我司特殊的金属浴加热方式,加热均匀,温度恒定。无烟雾污染,无漏液发生,无维护          和恒温稳定的优点。 2、仪器配有新型气体减压器,可保证在气瓶压力下降的情况下输出压力保持基本不变的效果。3、仪器设有2个试验浴,既可以进行1个试样的试验,也可以同时进行2个试样的试验,方便灵活。 4、内置超压超温保护系统,安全又准确。 网址链接 http://www.csscyq.com/proshow.asp?id=847
长沙思辰仪器科技有限公司 2021-12-21
表面具有纳米颗粒析出相的高温超导涂层导体Eu0.6Sr0.4BiO3缓冲层及其制备方法
本新技术成果提供了一种表面具有纳米颗粒析出相的高温超导涂层导体Eu0.6Sr0.4BiO3缓冲层及其制备方法。采用以硝酸盐作为前驱物的化学溶液沉积法在空气中进行制备。目标物新的高温超导涂层导体缓冲层材料其名义组分为Eu0.6Sr0.4BiO3,其表面具有均匀弥撒分布的纳米析出相SrO2, 析出相尺寸在100nm左右,可作为缓冲层表面结构诱导的钉扎中心,即同时开发出了一种新的缓冲层表面结构诱导钉扎中心的方法,并且为其上超导层提供钉扎中心的性能得到了验证。
西南交通大学 2016-06-27
全固态电池正极/电解质界面研究
硫化物固态电解质(LGPS)由于拥有与液态电解质接近的室温离子电导率,因此被视为下一代高能量密度电池的候选体系之一。但是,由于硫化物固态电解质较窄的电化学窗口(如Li10GeP2S12,1.7~2.1 V vs. Li/Li+),在与较高工作电压的LiCoO2氧化物正极(LCO)匹配时会发生一系列副反应,在界面处堆积低电导的氧化副产物(如Li3PS4, S, GeS2),同时LGPS和LCO电化学势的不匹配还将导致界面处产生空间电荷层(SCL),这些因素都将极大地增加固态电池的界面阻抗,进而使得固态电池的性能迅速衰减。目前,解决氧化物正极-硫化物固态电解质界面不匹配问题的主要途径为在氧化物正极表面包覆一层过渡层,用以缓冲正极和电解质界面的电势不匹配问题。 通过简单易行的固相包覆方法,首先将粒径为10 nm二氧化钛纳米颗粒均匀分散在钴酸锂表面,再通过高温烧结处理在钴酸锂表面形成一层约1.5纳米保护层。对照实验,FIB-TEM原位观察和XPS佐证表明通过高温原位反应钴酸锂表面将形成Li2CoTi3O8尖晶石相(LCTO)。具有稳定三维尖晶石结构的LCTO晶体在钴酸锂工作的电压区间依然能保持结构稳定,与钴酸锂基体之间具备较强的键合,同时具有高的锂离子扩散能力(Li+= 8.22×10-7 cm2 s−1),低电子电导(2.5×10-8 S cm-1)。这些性质将有助于在LCO和LGPS之间形成有效的电压降,保持界面稳定性的同时提供快速的离子迁移通道。理论计算表明,相较于LCO/LGPS界面,通过引入LCTO中间层产生的两个替代界面,即LCTO/LCO和LCTO/LGPS具有更强的热力学稳定性和更强的界面亲和力。
厦门大学 2021-02-01
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