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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
超细ABC磷酸铵盐干粉灭火剂
成果描述:通过优化配方和有效的表面改性处理,成功地制得了超细磷酸铵盐干粉灭火剂,在国内尚属首家。其产品具有以下特点: 1、超细化:粒径小,粒度分布窄,粒度主要分布在10μm以内,平均粒径为7.28μm;而普通的磷酸铵盐干粉灭火剂粒径大,粒度分布相对宽广,粒度分布在40~250μm之间的占55%;小于40μm的占45%。 2、斥水性、流动性好:经过特殊表面改性,具有良好的斥水性、流动性,其吸湿率,抗结块性等指标明显优于国标,保质期更长;其喷射性能为99%(国标中要求喷射性能大于90%即可),喷射后干粉质量剩余率低,仅为0.64%。 3、灭火效能高:经超微细化和特殊表面改性后,流动性、喷射性能大大改善;其粒径小,比表面积大,表面活性高,灭火时用量少,灭火快,灭火效能高。同一罐超细磷酸铵盐干粉灭火剂的灭火次数可达6次,其灭火效能约为普通型磷酸铵盐干粉灭火剂的4倍。有效灭火时间由原来的4s缩短到1s。市场前景分析:超细磷酸铵盐干粉灭火剂,所得的灭火剂为球形,流动性好,易于喷射。空心结构,密度小,漂浮时间长;表面积大,与火焰充分接触,灭火效率高。灭火效果远远优于国内同类产品。与同类成果相比的优势分析:国内领先
四川大学 2021-04-10
LE-1000超细颗粒在线监测仪
FAM激光粒度仪工作是根据MIE 光散射原理。当激光照到测量区中的颗粒时便会产生光的散射现象,散射光的强度和空间分布与颗粒的直径和浓度有关,用环形光电接收器检测散射光的分布,然后将信号输入计算机,根据事先编好的程序,可以得到被测颗粒的尺寸分布、各种平均径等。 本校生产激光粒度仪已有20多年的历史,产品遍布全国各地。 主要技术指标 可测粒径范围:0.5~1000微米 测量对象:粉体、雾滴及其他颗粒 测量项目:粒径分布、各种平均径
上海理工大学 2021-04-11
十字交叉状细水雾灭火罩系统
本发明公开了一种十字交叉状细水雾灭火罩系统,包括通过输水钢管依次连接的高位水箱、高压消防水泵、耐高压金属软管、细水雾喷射装置,高位水箱上安装有补给水管、水位计,金属软管的两端设有耐高压锁紧接合器;细水雾喷射装置包括四支呈十字交叉状布置的圆弧形金属管、安装于金属管末端下方的支撑地脚、设于四支金属管交叉处的高压水均匀分配器、连接四支金属管的上加强筋、下加强筋,四支金属管的上端口与高压水均匀分配器连通,末端封闭、并构成一同心圆,沿金属管圆周方向设有若干开口朝下的细水雾喷嘴。本发明结构简单,稳定性好,灭火覆
安徽建筑大学 2021-01-12
高效超细纳米复合纤维过滤材料的开发
项目通过静电纺丝喷头的设计、熔融静电纺连续化加工系统的控制等方面的 研究,开发了可工业化生产的的熔融静电纺丝及其复合物加工的技术,并通过热 压粘合等技术的研究,成果解决了熔融纳米纤维与常规非织造材料之间的复合技 术难点。 2 关键技术 针对个体防护和工业过滤的需求,开发了熔融/静电纺丝制备纤维直径小、 孔隙率高、孔径分布均匀的过滤材料,满足高效低阻过滤要求,过滤效率>99.97%, 阻力压降<100Pa,突破批量化生产关键工艺和装备。 3 知识产权及项目获奖情况 授权专利:一种新型高效率静电纺丝线型喷头(专利号: 201310252853.X) 4 项目成熟度 批量生产阶段 5 投资期望及应用情况 效益分析:资金需求总额 200 万元 应用情况:江苏菲特滤料有限公司 
江南大学 2021-04-13
粉磨设备玛瑙磨样机干法细磨制样机
产品详细介绍品牌:久滨型号:JB-250A名称:陶瓷乳钵式微粉研磨机一、产品概述:  JB-250A型陶瓷乳钵式微粉研磨机,主要用于替代国内生产中手工研磨或高等院校的物料研磨实验,可广泛用于化工、电子、制药、冶金等行业的超硬颗粒或微粉研磨,粉末细度可达纳米级,是一款高效节省人工的自动化研磨设备。二、技术参数:1、乳钵口径:250mm2、最大研磨量:300g/次3、研棒转速:120rpm4、研钵转速:10rpm5、研棒功率:60w6、研钵功率:40w7、研钵材质:高铝陶瓷8、研棒棒头材质:高铝陶瓷9、运行时间控制:自动设定10、长X宽X高:500*500*920mm11、重量:35kg12、电压:220V  50/60HZ三、适用条件:1、研磨颗粒要求:颗粒硬度没有限制,颗粒大小≤0.5mm;2、研磨方式:可干磨也可湿磨;
上海久滨仪器有限公司 2021-08-23
日照山河超细材料科技有限公司
日照山河超细材料科技有限公司成立于2019-06-05,法定代表人为刘太勇,注册资本为5000万元人民币,统一社会信用代码为91371102MA3PXW5B43,企业地址位于山东省日照市东港区涛雒镇临钢路10号,所属行业为批发业,经营范围包含:新材料技术研发;仓储服务;物流服务;炉料加工;工业辅料加工及销售;机电设备、劳保用品、焦炭、钢材,建材销售。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动)。
日照山河超细材料科技有限公司 2021-09-02
一种诱导损伤可观测耗能杆
本发明公开一种诱导损伤可观测耗能杆,包括核心杆和外约束套管;所述核心杆的两端为连接段,连接段之间为耗能段,所述耗能段的横截面小于连接段的横截面,在耗能段表面打磨一段形成诱导损伤段,外约束套管上预留观测窗,其位置与诱导损伤段保持一致。本发明同时具有诱导损伤以及损伤可观测的特点,通过打磨切削耗能段形成诱导损伤段,使得诱导损伤段的累积损伤更严重,先于耗能段发生开裂、甚至断裂破坏,基于上述损伤定位,观测窗可直接观测损伤,同时,观测窗仅需要略大于诱导损伤段,避免了对于外约束套管过大削弱,保证了耗能杆的整体稳定性。本发明能够为耗能杆的震后损伤评估和更换提供依据,具有广阔的应用前景。
东南大学 2021-04-11
发现放射性脑损伤易感基因
通过对个体全基因组单核苷酸多态性(SNP)信息与疾病表型的全基因组关联分析,以及两阶段独立人群验证,最终在2942例鼻咽癌患者中发现了位于14号染色体上CEP128 基因启动子区的变异位点rs17111237与放射性脑损伤的发生存在显著关联,携带危险型等位基因的个体CEP128基因的表达水平显著较低。特别地,联合临床危险因素,携带危险基因型的高危鼻咽癌患者放射性脑损伤五年发病风险为携带保护基因型的低危患者的3倍。CEP128基因编码中心体蛋白,在纤毛形成和细胞周期调控中起着至关重要的作用。研究表明,CEP128可通过与CASK、CEP72等蛋白相互作用,维持纤毛的功能并调节细胞对射线等外界刺激的反应。我们进一步以放射性脑损伤的主要靶细胞——神经胶质细胞为模型探究了CEP128基因的功能,通过克隆形成实验发现敲减CEP128基因的表达显著增加了神经胶质细胞的放射敏感性。
中山大学 2021-04-13
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