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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
“国家最高科学技术奖”获得者——黄 昆
黄 昆(1919—2005)浙江嘉兴人。物理学家。学部委员(院士)。曾任北京大学教授等。是中国半导体物理学研究的开创者之一。提出多声子的辐射和无辐射跃迁的“黄—里斯理论”。
北京大学 2021-02-22
重离子所黄森林等阿秒XFEL新进展
电子束团在时间-能量的相空间内形成角状分布,具有强而窄的电流尖峰和较长的低电流拖尾,只有尖峰部分有足够的强度产生自由电子激光,从而可获得几百阿秒的X射线脉冲。通过优化加速器参数及电子束团电荷量,产生了200阿秒、光子能量为5.6 千电子伏和9千电子伏的X射线激光脉冲。这一方案不需对现有XFEL装置进行任何复杂的升级改造,因此也可在国际上其它类似的XFEL装置上实现阿秒X射线脉冲。
北京大学 2021-04-11
池塘主养黄颡鱼混养其它吃食性鱼类方法
小试阶段/n本发明属于水产养殖技术领域,涉及主养黄颡鱼混养其它吃食性鱼类方法(专利号201310554849.9)。发明的关键是设计一种新的网围方式,使池塘黄颡鱼主养能够因地制宜套养各种吃食性鱼类,大幅提高黄颡鱼主养池塘单位养殖效率。主要步骤为:根据投饵机可覆盖的投喂面积,于主养鱼种黄颡鱼投饵机前方架设围网,使无风条件下投饵机投出的饵料80%以上落入围网包围的区域为宜,围网为聚乙烯,长60m、髙4m、网目为4cm,围网底部缝制密网圆筒状聚乙烯网片,密网片直径6cm,其内装填鹅卵石作沉子,围网用竹竿固
华中农业大学 2021-01-12
治疗糖尿病足6类新药冰黄凝胶
为攻克糖尿病足顽症,提供一种使用方便、治疗效果好的治疗糖尿病足的中药湿性敷料。
扬州大学 2021-04-14
黄大年式教师团队建设发展论坛在青岛举办
10月12日,黄大年式教师团队建设发展论坛在青岛顺利举办。
中国高等教育学会 2023-10-31
全绿 绿色黄边抗防疲劳地脚垫 可定制
产品详细介绍可定制多种规格尺寸厚度一、产品介绍:产品名称:防静电抗疲劳地垫产品性能:采用工艺,精心制作而成,以满足现代人工作舒适的要求。   1、防静电或不防静电可选。   2、柔韧、反弹力强、清洁方便、易于移动。   3、表面为柳叶纹防滑设计,使用方便。   4、可耐酸碱溶剂,弱酸弱碱。二、产品规格:厚度:20mm 宽度和长度可选 三层合一定制色彩:黑色黄边棉层: 耐撕耐压回弹快执行标准GB/T 17794-2008三、静电值:   表面电阻测试仪检测为10的9次方欧姆。底部为10的3-5次方欧姆。四、保质期:16个月。正常8个小时连续作业踩踏。适用于需长时间站立的防静电工作场所,起到有效缓冲脚部压力、缓解疲劳的作用。五、注意事项: 避免使用易挥发性液体在表面清洗,如酒精、苯类、香蕉水等溶剂。⒈ 产品表面严禁接触强酸碱性溶剂或易挥发性溶剂,此举可能导致产品表面变色,褪色和电阻值衰退。不能用高温铁器和锋利物器在表面接触和划伤。因为产品中间为棉层,连续12-24小时作业会有所下陷或有所损耗。地址:深圳市宝安西乡黄麻布第二工业区第5栋四楼电话:0755-29165652传真:0755-27490894邮箱:957182835@qq.com  
深圳市龙之净科技有限公司 2021-08-23
功能化四氧化三铁纳米颗粒
该磁性纳米颗粒主要由四氧化三铁为主体,以具有良好生物相容性的可生物降解聚酯类材料为辅助剂,通过控制聚合物结构,如:侧基官能团的种类和数量,共聚物组成,序列结构及分子量等因素,获得表面带有不同活性官能团,大小及性能可控,稳定性良好的生物磁性纳米颗粒。
电子科技大学 2021-04-10
双极荷电细微颗粒凝聚技术
1 成果简介空气污染、能见度下降的主要原因之一是大气中飘浮的大量细微颗粒,细微颗粒的主要来源之一是工业生产中的尾气排放,低中效的旋风分离器、惯性除尘器及高效的颗粒层除尘器、静电除尘器、袋式除尘器和电袋复合式除尘器被广泛应用于机械、建材、冶金、电力等诸多行业尾气排放中的粉尘捕集,即使是高效除尘器,逃逸掉的粉尘颗粒依然也是细微颗粒。工业生产中,往往为多捕集 1%的细微颗粒,要多花费一倍的财力。 国家从环保角度考虑,已从 PM10 治理在向 PM2.5 治理过渡,致使相关的排放标准日趋严格,于是某些情况下常规三或四电场的静电除尘器已不能满足排放标准的要求,或为满足排放标准,增加更多电场而失去其在高效除尘器中造价低、运行费用低的优越性。双极荷电细微颗粒凝聚技术采取在烟道中或在电场中安装凝聚器,使粉尘颗粒荷上不同极性电荷、然后再凝聚的方式使小颗粒变成大颗粒,进而提高除尘效率,使常规静电除尘器依然满足排放标准、维持其在除尘领域的主导地位。 从 1997 年至今,我们进行了大量实验室研究及实际应用探索, 取得了理想的凝聚效果。烟道凝聚器可降低粉尘排放 40%、电场凝聚器可降低粉尘排放 50%。2 效益分析静电除尘器是高效除尘器的主导设备,以电力行业为例,电除尘器约占总除尘器的90%。用户如果用袋式除尘器替代电除尘器,由于其滤袋阻力远大于电场阻力、每隔约三年就要全部更换一次滤袋,而使得运行费用大大增加。仅以 30 万机组为例,更换一次滤袋的费用就要上千万元。而应用凝聚器后,静电除尘器本身就能达标排放,相对电除尘器本体,烟道凝聚器仅增加费用约 10%、电场凝聚器仅增加费用约 15%。3 合作方式技术转让、合作开发。4 所属行业领域能源环境。
清华大学 2021-04-13
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