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超高速等离子体束团空间传输特性及影响因素剖析
1
作者 丁亮 孙继鹏 +4 位作者 杨艳斌 李昊 刘庆海 秦玮 季启政 《航天器环境工程》 2025年第3期298-306,共9页
超高速等离子体束团在轨道空间的有效传输是研究等离子体束团与材料物质相互作用的基础。文章通过构建束团传输模型并设定初始参数,利用COMSOL软件的稀薄物质传递模块对500~1000 km高度范围不同背景风场、轨道高度和初始密度下等离子体... 超高速等离子体束团在轨道空间的有效传输是研究等离子体束团与材料物质相互作用的基础。文章通过构建束团传输模型并设定初始参数,利用COMSOL软件的稀薄物质传递模块对500~1000 km高度范围不同背景风场、轨道高度和初始密度下等离子体束团的漂移–扩散过程进行了数值仿真。结果表明,在出射速度为100 km/s、传输距离为10 km条件下,风场对等离子体束团传输0.1 s时的密度分布影响不明显,等离子体束团的中心密度从无风时的1.48×10^(20) m^(-3)降至风速为1500 m/s时的1.23×10^(20) m^(-3);随着轨道高度升高,等离子体束团传输加快且整体密度下降;He^(+)/e^(-)云的数密度随束团初始密度增加而扩散加快。超高速等离子体束团的空间传输受环境和自身参数影响显著。该研究成果可为等离子体束团发射装置的设计与应用提供参考。 展开更多
关键词 等离子体束团 空间传输 漂移扩散模型 数值仿真 轨道环境
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消除统计物理中吉布斯佯谬的新方法
2
作者 魏玉鑫 徐博 刘全慧 《大学物理》 2025年第5期65-67,共3页
统计物理吉布斯佯谬指的是玻耳兹曼统计给出的经典理想气体熵不具有广延性,与实验结果不符.因为粒子本质上是量子,同种粒子之间具有不可分辨,所以可以通过引入一个不可分辨因子来解决这一佯谬.本文提供了一种自动给出理想气体熵的广延... 统计物理吉布斯佯谬指的是玻耳兹曼统计给出的经典理想气体熵不具有广延性,与实验结果不符.因为粒子本质上是量子,同种粒子之间具有不可分辨,所以可以通过引入一个不可分辨因子来解决这一佯谬.本文提供了一种自动给出理想气体熵的广延性结果的计算方法,核心是求助于粒子数表象.这种方法具有明显优点:不必求助于量子统计,也不用求助于热力学中熵公式的积分函数或者其它人为修正的方式. 展开更多
关键词 统计物理 吉布斯佯谬 熵 广延性 粒子数表象
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论VLW状态方程 被引量：18
3
作者 龙新平 何碧 +1 位作者 蒋小华 吴雄 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期247-254,共8页
论述了VLW状态方程中爆轰产物分子势参数的确定;根据不同类型炸药爆轰性能参数计算结果对炸药爆轰产物碳在CJ态的相进行了分析讨论,认为不同的炸药,产物碳有石墨和金刚石两种相存在;将VLW状态方程和BKW状态方程进行了比较分析,指出了BK... 论述了VLW状态方程中爆轰产物分子势参数的确定;根据不同类型炸药爆轰性能参数计算结果对炸药爆轰产物碳在CJ态的相进行了分析讨论,认为不同的炸药,产物碳有石墨和金刚石两种相存在;将VLW状态方程和BKW状态方程进行了比较分析,指出了BKW状态方程与VLW状态方程的区别及其产生的原因,并给出了VLW状态方程计算含能材料(包括高能炸药、燃料空气炸药、民用炸药)的爆轰性能参数计算结果。结果表明,计算值与实验值符合较好。 展开更多
关键词 VLW状态方程 维里系数 晶格振动 高温高压爆轰 CJ态产物 BKW状态方程
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液态CO_2高温高密度状态方程研究 被引量：10
4
作者 刘福生 陈先猛 +2 位作者 陈攀森 孙悦 经福谦 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期28-33,共6页
利用二级轻气炮作冲击加载手段，采用自己建立的低温靶，比较系统地研究了液态ＣＯ２的冲击压缩行为。在２０～６０ＧＰａ压力区获得六个新的Ｈｕｇｏｎｉｏｔ数据点。根据这些实验点，采用液体统计力学理论和化学平衡方法，重新优化获... 利用二级轻气炮作冲击加载手段，采用自己建立的低温靶，比较系统地研究了液态ＣＯ２的冲击压缩行为。在２０～６０ＧＰａ压力区获得六个新的Ｈｕｇｏｎｉｏｔ数据点。根据这些实验点，采用液体统计力学理论和化学平衡方法，重新优化获得一组ＣＯ２－ＣＯ２，ＣＯ２－Ｏ，ＣＯ－Ｏ作用势参数。分析表明，引起体系在２５ＧＰａ以上区域冲击软化现象的主要机制是ＣＯ２离解反应，ＣＯ２—→ＣＯ＋Ｏ。 展开更多
关键词 状态方程 冲击相变 液态 二氧化碳 高温 高密度
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超临界CO_2热力学性质的理论计算 被引量：20
5
作者 薛卫东 朱正和 +1 位作者 邹乐西 张广丰 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期295-300,共6页
应用BWR方程在温度为310～600K、压强为75～300bar范围内拟合的超临界CO2流体状态方程,计算了超临界状态下CO2体系的熵、热容和焓。研究表明,这些热力学函数具有明显的超临界特性;与文献值相比,超临界状态下CO2熵的相对误差小于0.4%,而... 应用BWR方程在温度为310～600K、压强为75～300bar范围内拟合的超临界CO2流体状态方程,计算了超临界状态下CO2体系的熵、热容和焓。研究表明,这些热力学函数具有明显的超临界特性;与文献值相比,超临界状态下CO2熵的相对误差小于0.4%,而定压热容的相对误差稍大,为2.45%(T:330～360K),其数据为进一步从理论上研究超临界CO2与金属铀表面反应的热力学行为奠定了基础。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 热力学性质 BWR方程
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液氮的冲击压缩理论计算 被引量：6
6
作者 杨向东 谢文 +2 位作者 武保剑 胡栋 经福谦 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期1-7,共7页
使用修正的ＷＣＡ状态方程研究液氮的冲击压缩特性，并利用ｅｘｐ－６形式的势函数、用Ｒｏｓｓ变分微扰理论计算分子间相互作用贡献的自由能。计算的液氮冲击压缩Ｈｕｇｏｎｉｏｔ曲线与实验数据符合较好。
关键词 液氮 WCA 状态方程 H-曲线 冲击压缩
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金属镍吸附氢同位素的量子力学计算(二)——溶解度的计算方法 被引量：5
7
作者 朱正和 孙颖 +2 位作者 钟正坤 张莉 王和义 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期525-528,共4页
本文讨论了气固多相反应的一般条件 ,同时 ,根据文献 [1]的H2 -Ni系统的平衡压力 ,进一步计算H2 在Ni(β)中的溶解度为 338.11～ 96 6 .5 5 cm3cm3 atm1/ 2 ,溶解热为 - 4 0 6 4 .0 6～ - 4 316 .2 4cal以及溶解度系数公式为S =T0 .4648... 本文讨论了气固多相反应的一般条件 ,同时 ,根据文献 [1]的H2 -Ni系统的平衡压力 ,进一步计算H2 在Ni(β)中的溶解度为 338.11～ 96 6 .5 5 cm3cm3 atm1/ 2 ,溶解热为 - 4 0 6 4 .0 6～ - 4 316 .2 4cal以及溶解度系数公式为S =T0 .4648exp 4 894 .33RT ,均与文献相合。这也表明文献 [1]所建议的电子振动近似法的正确性。 展开更多
关键词 溶解度系数 氢同位素 量子力学计算 氢-镍系统 气固多相反应 溶解热 热力学
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临界点附近的H_2气体的状态方程 被引量：7
8
作者 杨传路 朱正和 +7 位作者 谭明亮 蒋刚 汪蓉 王明达 郑永铭 唐永建 郑志坚 赵永宽 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期375-380,共6页
将ＢｅｎｅｄｉｃｔＷｅｂｂＲｕｂｉｎ（ＢＷＲ）方程应用于Ｈ２气体，采用非线性最小二乘法，精选参与拟合的实验数据和初始参数，拟合出了适用于温度３０Ｋ—７００Ｋ、压强０．１ａｔｍ—１００．００ａｔｍ范围Ｈ２气体的有关... 将ＢｅｎｅｄｉｃｔＷｅｂｂＲｕｂｉｎ（ＢＷＲ）方程应用于Ｈ２气体，采用非线性最小二乘法，精选参与拟合的实验数据和初始参数，拟合出了适用于温度３０Ｋ—７００Ｋ、压强０．１ａｔｍ—１００．００ａｔｍ范围Ｈ２气体的有关参数，进而作了全部ＰＶＴ回代计算，通过计算值与实验值的比较发现：Ｈ２气体温度在临界点附近（３０Ｋ—４０Ｋ），压强达１００．００ａｔｍ和密度超过临界密度ρｃ的两倍时，ＢＷＲ方程仍能计算出可靠的结果，这组参数在温度５０Ｋ—７００Ｋ的大范围内结果也与实验值符合得很好（全局平均误差为０．２３％），说明该方程和我们的参数不仅对Ｈ２气体临界点附近的ＰＶＴ行为能准确描述，而且适用范围还很宽。文中还讨论了如何获得满意的拟合结果。 展开更多
关键词 BWR方程 氢分子气体 临界点 状态方程
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混合物质高压状态方程的计算 被引量：6
9
作者 唐鸽 江少恩 +1 位作者 易有根 巫顺超 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期247-250,共4页
介绍了在温度相同的条件下,混合物中各组元通过密度-压强迭代法,达到温度和压强平衡,再结合叠加原理,编程计算出混合物质状态方程。为验证该程序,对氘氚与氩按不同比例混合时的状态参量进行了分析。当氘氚中含少量氩时,计算得到的状态... 介绍了在温度相同的条件下,混合物中各组元通过密度-压强迭代法,达到温度和压强平衡,再结合叠加原理,编程计算出混合物质状态方程。为验证该程序,对氘氚与氩按不同比例混合时的状态参量进行了分析。当氘氚中含少量氩时,计算得到的状态方程与纯氘氚符合较好;同样地,氩中含少量氘氚时的状态方程也与纯氩的很接近。这说明该程序是可行的。 展开更多
关键词 状态方程 混合物 迭代法 叠加原理 压强 温度
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低温高密度N_2气体的状态方程 被引量：5
10
作者 杨传路 汪蓉 +6 位作者 王藩侯 朱正和 王明达 郑永铭 唐永建 郑志坚 赵永宽 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期290-294,共5页
将BeattieBridgeman(BB)方程和其改进形式BenedictWebbRubin(BWR)方程应用于低温高密度的N2气体,通过计算值与实验值的比较发现:在N2气体温度低至150K、压强达100MPa和密度达临界密度ρc的2.548倍时,BWR方程仍能计算出可靠的结果,对低... 将BeattieBridgeman(BB)方程和其改进形式BenedictWebbRubin(BWR)方程应用于低温高密度的N2气体,通过计算值与实验值的比较发现:在N2气体温度低至150K、压强达100MPa和密度达临界密度ρc的2.548倍时,BWR方程仍能计算出可靠的结果,对低于临界温度的过冷气体也能给出较高准确度的计算结果,这说明该方程对低温高密度的N2气体能准确描述。而BB方程却不适用于低温高密度的情况。 展开更多
关键词 BWR方程 BB方程 低温 高密度 氮气 状态方程
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稠密氦气物态方程研究 被引量：3
11
作者 蔡灵仓 陈其峰 +3 位作者 张林 向士凯 经福谦 陈栋泉 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期167-172,共6页
用二级氢气炮作为冲击压缩加载工具和多通道瞬态辐射高温计作为主要测量系统 ,测量了冲击压缩氦气等离子体的光辐亮度历史 (初始温度 2 93K ,初始压力为 1.2MPa)。根据实测记录信号波形的有关特征量 ,计算得到了氦等离子体的Hugoniot物... 用二级氢气炮作为冲击压缩加载工具和多通道瞬态辐射高温计作为主要测量系统 ,测量了冲击压缩氦气等离子体的光辐亮度历史 (初始温度 2 93K ,初始压力为 1.2MPa)。根据实测记录信号波形的有关特征量 ,计算得到了氦等离子体的Hugoniot物态方程 (含冲击温度 )。结果发现 :实测Hugoniot物态方程可用Saha方程加Debye Huckel修正物理模型解释。 展开更多
关键词 物态方程 冲击温度 Saha方程 氦等离子体 二级氢气炮 冲击压缩 惯性约束聚变(ICF) Debye-Huckel修正 Hugoniot物态方程
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零温物态方程输入参数B_(0K)、B′_(0K)和ρ_(0K)的确定 被引量：6
12
作者 吴强 经福谦 李欣竹 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期97-104,共8页
在对Grüneisen系数高温高压下演化特性不作任何假设的前提下,建立了一种不依赖于等温物态方程具体形式,通过Hugoniot实验数据直接确定0K零压等温体积模量B0K及其对压力的一阶导数B′0K和初始密度ρ0K等0K物态方程输入参数的方法。... 在对Grüneisen系数高温高压下演化特性不作任何假设的前提下,建立了一种不依赖于等温物态方程具体形式,通过Hugoniot实验数据直接确定0K零压等温体积模量B0K及其对压力的一阶导数B′0K和初始密度ρ0K等0K物态方程输入参数的方法。通过与实验和理论数据的分析和比较,表明用这一方法确定的B0K和B′0K不仅合理,而且具有很高的精度,特别是B′0K的精度,要优于目前传统超声实验的测量精度。此外,这一方法所确定的ρ0K不仅在Gr櫣neisen物态方程的框架内与相应的室温零压特性参数相适配,而且与低温热膨胀实验数据所确定的近0K初始密度ρ0E非常吻合。 展开更多
关键词 等温物态方程 等温体积模量 Hugoniot关系 热力学 压力效应
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论范氏气体方程和理想气体状态方程的关系 被引量：14
13
作者 王鑫 申杨 +1 位作者 赵杰 刘全慧 《大学物理》 北大核心 2010年第4期8-10,共3页
一般认为范氏气体方程在大体积极限下和理想气体状态方程一样.不过理想气体还要求满足焦耳定律等,也就是内能对体积的偏导数为零.由于内能对体积的偏导数可以化为物态方程的一阶导数,是否能在状态方程一阶导数这一层次上也要求范氏方程... 一般认为范氏气体方程在大体积极限下和理想气体状态方程一样.不过理想气体还要求满足焦耳定律等,也就是内能对体积的偏导数为零.由于内能对体积的偏导数可以化为物态方程的一阶导数,是否能在状态方程一阶导数这一层次上也要求范氏方程的大体积极限和理想气体一致就值得探讨.结果表明:如果在一阶导数层次上比较,范氏气体方程在大体积极限下不能再回复到理想气体.推广范氏方程让范氏系数依赖于温度,可以得到实际气体在大体积极限下的一个渐近形式. 展开更多
关键词 理想气体 实际气体 范氏气体
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镁铝尖晶石声子色散关系及热力学性质的第一性原理研究 被引量：4
14
作者 尹坤 周会群 徐士进 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期653-659,共7页
镁铝尖晶石是地幔和类地行星中常见的氧化物类矿物.高温高压实验表明尖晶石的高压相可以存在于从地壳到下地幔广泛的深度范围内.作为含铝矿物的端元组分,尖晶石可能是地幔中铝元素的主要富集矿物.尖晶石的高压相还可能是俯冲大洋板块的... 镁铝尖晶石是地幔和类地行星中常见的氧化物类矿物.高温高压实验表明尖晶石的高压相可以存在于从地壳到下地幔广泛的深度范围内.作为含铝矿物的端元组分,尖晶石可能是地幔中铝元素的主要富集矿物.尖晶石的高压相还可能是俯冲大洋板块的主要组成物质.获得尖晶石的热力学性质为计算尖晶石的相变奠定了基础,为通过地震波解释地幔结构提供了理论依据.本文利用冻结声子法计算了镁铝尖晶石的声子色散关系和常压下的各种热力学性质.首先,用基于密度泛函理论的从头计算方法计算绝对零度下平衡体积的晶体结构.然后,通过构建超晶胞并对超晶胞内的原子进行微小的位移获得原子力,利用原子力来构造力常数矩阵,进一步构造动力学矩阵,将温度扩展为有限温度,计算出尖晶石的声子色散关系.最后,根据准谐近似理论得到常压下的各种热力学性质.第一布里渊区中心的声子振动频率与红外、拉曼光谱的实验数据相吻合.各种热力学性质,标准熵、等压热容和热膨胀系数与实验值相吻合. 展开更多
关键词 镁铝尖晶石 声子色散 第一性原理 冻结声子法 热力学性质
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混合物物态方程的体积相加模型和热力学自洽条件 被引量：5
15
作者 王正言 李茂生 +1 位作者 陈栋泉 徐锡申 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期37-41,共5页
介绍了一个表列数据相加模型，用体积压强迭代法编程计算混合物物态方程。在各组分材料物态方程满足热力学自洽条件的前提下，证明了混合物物态方程也满足热力学自洽条件。最后给出两个算例（空气和ＸｅＤ２体系）。
关键词 热力学自洽条件 体积相加模型 混合物 物态方程
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非简谐振动对固体物态方程的影响 被引量：3
16
作者 郑瑞伦 梁英贤 龙晓霞 《西南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期247-252,共6页
应用热力学理论建立了固体格林乃森物态方程 ,在对格林乃森参量进行热力学分析基础上 ,考虑到原子振动的非简谐效应 ,对金属、惰性元素晶体、离子晶体的格林乃森参量作定量计算 ,并与实验结果比较 ;最后应用索末菲自由电子理论 ,计算了... 应用热力学理论建立了固体格林乃森物态方程 ,在对格林乃森参量进行热力学分析基础上 ,考虑到原子振动的非简谐效应 ,对金属、惰性元素晶体、离子晶体的格林乃森参量作定量计算 ,并与实验结果比较 ;最后应用索末菲自由电子理论 ,计算了自由电子对金属材料压强的修正 .结果表明 :只有考虑到原子振动的非简谐效应 ,才能得到与实验较为一致的结果 ;固体物态方程取决于固体的结构和原子相互作用势的具体形式 . 展开更多
关键词 简谐效应 固体物态方程 热力学 非简谐振动
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固氩高压物态方程和弹性性质的密度泛函理论计算 被引量：3
17
作者 孟川民 姬广富 黄海军 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期353-356,共4页
用平面波赝势方法结合局域密度近似密度泛函理论(DFT-LDA)计算了零温下固态氩晶体在压力0~82 Gpa的p-V关系和弹性性质,计算结果与静高压实验数据符合较好,计算结果表明局域密度近似方法能较好地描述固氩晶体高压下的性质,采取合理的方... 用平面波赝势方法结合局域密度近似密度泛函理论(DFT-LDA)计算了零温下固态氩晶体在压力0~82 Gpa的p-V关系和弹性性质,计算结果与静高压实验数据符合较好,计算结果表明局域密度近似方法能较好地描述固氩晶体高压下的性质,采取合理的方法和计算参数,惰性气体固态晶体高压下的力学性质可以比较准确地计算出来,这可为一些还不能通过实验进行研究的物态分析提供借鉴. 展开更多
关键词 固态氩 物态方程 弹性常数 局域密度近似
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用Hugoniot数据计算高压状态方程 被引量：2
18
作者 唐鸽 江少恩 +1 位作者 巫顺超 易有根 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1737-1740,共4页
提出了利用Hugoniot数据、变形Morse势和Grtineisen模型来确定固体材料的高压状态方程的方法。该方法物理意义明确，表达式简洁。用此方法计算Au的高压状态方程，将所得的状态方程与Sesame数据库中Au的状态方程进行比较。发现在密度20～... 提出了利用Hugoniot数据、变形Morse势和Grtineisen模型来确定固体材料的高压状态方程的方法。该方法物理意义明确，表达式简洁。用此方法计算Au的高压状态方程，将所得的状态方程与Sesame数据库中Au的状态方程进行比较。发现在密度20～28g／cm3内两者吻合较好，相对误差在0～10％的范围内．表明运用Hugoniot数据结合Grtineisen模型计算材料的状态方程是很适合的。 展开更多
关键词 Hugoniot数据 变形Morse势 Grüneisen模型 状态方程
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bcc-Fe等温压缩下相变的微观模拟与分析 被引量：2
19
作者 邵建立 秦承森 王裴 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1085-1089,共5页
使用嵌入原子势分子动力学方法,对bcc-Fe在等温压缩(沿[001]晶向)下的相变(bcc至hcp)的微观过程进行了数值模拟.结果表明,当应力超过相变阈值,hcp相开始形核并沿(011)面长大成片状体系,同时系统进入超应力松弛状态;平均应力及hcp相质量... 使用嵌入原子势分子动力学方法,对bcc-Fe在等温压缩(沿[001]晶向)下的相变(bcc至hcp)的微观过程进行了数值模拟.结果表明,当应力超过相变阈值,hcp相开始形核并沿(011)面长大成片状体系,同时系统进入超应力松弛状态;平均应力及hcp相质量分数在初始形核时发生突变,之后与体系的体积变化近似呈线性关系;纵向偏应力与相变质量分数在整个相变过程保持线性关系;混合相中,hcp相的平均势能高于bcc相. 展开更多
关键词 分子动力学 bcc-Fe 相变 等温压缩
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水中浮升气泡的半径和速度变化 被引量：12
20
作者 徐麦容 刘成云 《大学物理》 北大核心 2008年第11期14-17,共4页
根据牛顿运动定律推导了小气泡在水中浮升过程中的速度和位置坐标的表达式;基于理想气体物态方程和球形液面的压强差公式推导了小气泡在水中浮升过程中的半径变化率;考虑小气泡在水中浮升过程的气泡半径和速度的变化,用计算机模拟了不... 根据牛顿运动定律推导了小气泡在水中浮升过程中的速度和位置坐标的表达式;基于理想气体物态方程和球形液面的压强差公式推导了小气泡在水中浮升过程中的半径变化率;考虑小气泡在水中浮升过程的气泡半径和速度的变化,用计算机模拟了不同初始条件下的气泡群在浮升过程中半径和位置随时间的变化规律. 展开更多
关键词 气泡 速度 半径变化率 理想气体物态方程 压强
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