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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
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
我国煤矿掘进面粉尘治理技术取得重大创新:煤岩颗粒物年均减排10.5万吨
刚刚揭晓的2021年度江苏省科学技术奖励中,中国矿业大学周福宝教授团队《巷/隧道干式过滤除尘技术研究与工程应用》项目获得省科学技术一等奖。该研究项目标志着我国煤矿掘进工作面粉尘治理技术取得重大创新,用科技突破煤矿粉尘污染,实现煤岩颗粒物年均减排10.5万吨,填补了国内技术空白,推动我国粉尘防治的科技进步。
中国矿业大学 2022-06-01
钼硫化物碳纳米复合材料电催化析氢催化剂项目
氢能源是高效的绿色能源,如何低廉高效的大规模生产是制约其应用的一个关键因素。近年来,电解水制氢受到学术界广泛关注,寻找廉价高效的非铂电催化剂成为时下研究热点。本项目分别采用辐射法及水热法制备了钼硫化物/碳纳米复合材料,其催化析氢性能优于商用Pt/C(20%Pt)催化剂,而且具有良好的催化稳定性,适合大规模制备。
北京大学 2021-02-01
一种藤黄酸自组装聚合物纳米粒的制备方法及其应用
合成的高分子材料聚乙二醇 - 聚己内酯,对药物进行包裹,以改善藤黄酸在水中溶解度极小、血浆清除快、体内分布广,以及生物利用度很低等缺陷。
辽宁大学 2021-04-11
一种电纺纳米纤维复合物修饰丝网印刷电极的制备方法
本发明公开一种电纺纳米纤维复合物修饰丝网印刷电极的制备方法,包括下述步骤:(1)静电纺丝法制备电纺纳米纤维膜聚酰胺6?石墨烯PA6?GR;(2)将PA6?GR剪碎后与石墨烯、壳聚糖混合于有机溶剂中并搅拌至糊状,制得电纺纳米纤维复合物PA6?GR/GR?CTS;(3)将PA6?GR/GR?CTS滴涂于丝网印刷电极表面,烘干,得到电纺纳米纤维复合物修饰丝网印刷电极。制得的电纺纳米纤维复合物修饰电极具备稳定性好、比表面积大、电子传递速率快等优良特性,且制备简单、牢固,可长期保存。该修饰电极协同了一次性可抛电极、电纺纳米纤维复合物的双重优势,给印刷电极的修饰与功能化提供了全新的案例,在电学生物传感检测方面具有广阔的应用前景。
东南大学 2021-04-11
一种电纺纳米纤维复合物修饰丝网印刷电极的制备方法
本发明包括下述步骤:(1)静电纺丝法制备电纺纳米纤维PA6-GR;(2)将PA6-GR与石墨烯、壳聚糖混合搅拌至糊状,制得PA6-GR/GR-CTS;(3)将PA6-GR/GR-CTS滴涂于丝网印刷电极表面,得到电纺纳米纤维复合物修饰丝网印刷电极。制得的修饰电极具备稳定性好、比表面积大、电子传递速率快等优良特性,且制备简单、牢固,可长期保存。该修饰电极协同了一次性可抛电极、电纺纳米纤维复合物的双重优势,给印刷电极的修饰与功能化提供了全新的案例,在电学生物传感检测方面具有广阔的应用前景。
东南大学 2021-04-13
有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜及制备方法
本发明涉及膜分离技术,旨在提供一种有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜及制备方法。该聚合物膜含有超亲水性的聚醚改性有机硅材料,有机‑无机复合纳米粒子均匀分布在聚合物膜的截面、外表层和内表层,并呈梯度微纳珠状网络结构;所述的超亲水性的聚醚改性有机硅材料含有Si‑C键连接型超亲水聚醚功能基团。本发明使能实现不同部位水增量速度差异,从而制备具有梯度孔结构的有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜。可实现对聚合物膜膜孔结构的精确控制,满足多样性使用环境。具有超级亲水、优异亲水持久性、超低压或零过膜压超高水通量、超高抗污染性能,可广泛应用于饮用水深度净化、工业污水处理、食用饮品的浓缩分离、油水分离。
浙江大学 2021-04-13
钼硫化物/碳纳米复合材料电催化析氢催化剂项目
氢能源是高效的绿色能源,如何低廉高效的大规模生产是制约其应用的一个关键因素。近年来,电解水制氢受到学术界广泛关注,寻找廉价高效的非铂电催化剂成为时下研究热点。本项目分别采用辐射法及水热法制备了钼硫化物/碳纳米复合材料, 其催化析氢性能优于商用Pt/C(20%Pt)催化剂,而且具有良好的催化稳定性, 适合大规模制备。应用范围 本项目实现了低成本电催化析氢催化剂钼硫化物/碳纳米复合材料的制备,可取代贵金属Pt/C催化剂,应用于电催化析氢领域。研究成果可直接用于电解水制氢、氢燃料电池及相关电动设备。
北京大学 2021-04-13
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