顆粒物質(zhì)的水平振動行為研究.pdf

1、顆粒物質(zhì)是人們最早熟知的物質(zhì)類型之一,它是指直徑大于1μm的大量固體顆粒的聚集體。在日常生活、生產(chǎn)中它無處不在,如自然界中沙漠,泥石流,土壤,浮冰;日常生活中谷物,礦物,藥品,化妝品等等。顆粒物質(zhì)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、制藥業(yè)等方面都發(fā)揮著重要的作用,而且研究顆粒物質(zhì)對于了解山體滑坡、雪崩、泥石流等自然災(zāi)害也很重要,因此,探明它的物理本質(zhì)對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步至關(guān)重要。顆粒物質(zhì)的重要性首先引起了工程師的注意,而最近才喚起了物理學(xué)家的廣泛關(guān)

2、注,對顆粒物質(zhì)的研究蓬勃興起,在各類刊物上(如Nature,Science,Physics Review等)有關(guān)顆粒物質(zhì)的文章層出不窮。
　　 顆粒物質(zhì)的基本性質(zhì)總體上來說可以分為兩種:靜態(tài)性質(zhì)和動態(tài)性質(zhì)。在顆粒物質(zhì)的研究初期,由于技術(shù)水平的限制,人們研究比較多的是它的靜態(tài)性質(zhì),比如沙堆模型、糧倉效應(yīng)、顆粒系統(tǒng)內(nèi)部的應(yīng)力分布等。隨著研究的深入以及技術(shù)的發(fā)展,人們研究顆粒物質(zhì)的手段也越來越多,實驗上,從簡單的自然現(xiàn)象到精確的實驗室

3、研究;理論上,提出了多種理論模型;計算上,運(yùn)用計算機(jī)作為研究的輔助手段,模擬顆粒物質(zhì)的各種性質(zhì)。顆粒物質(zhì)的振動性質(zhì)是其動態(tài)性質(zhì)中的一種,起初,人們在生產(chǎn)生活中發(fā)現(xiàn)的“巴西果效應(yīng)”就是典型的顆粒物質(zhì)的振動性質(zhì)。浙江大學(xué)交叉學(xué)科實驗室軟物質(zhì)研究組對顆粒物質(zhì)的流動性質(zhì)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究,得到了一些有意的結(jié)果。
　　 本文的前兩章介紹顆粒物質(zhì)的基本知識以及顆粒物質(zhì)的研究進(jìn)展,第三章是作者在碩士研究生階段對顆粒物質(zhì)的研究結(jié)果,主要是從顆

4、粒物質(zhì)的振動性質(zhì)出發(fā)來研究顆粒物質(zhì)的對流、分離等規(guī)律。實驗發(fā)現(xiàn),水平振動條件下,填充在容器中的顆粒會產(chǎn)生對流現(xiàn)象,這種對流只在顆粒完全流化的狀態(tài)下發(fā)生,而且隨著振動加速度的增加,對流速度也會越來越快。為了研究不同尺寸的顆?；旌显谝黄鸬恼駝右?guī)律,我們以尺寸為0.5mm的玻璃珠作為顆粒床(襯底顆粒),將不同尺寸不同顏色的大顆粒擺放在顆粒床上,在水平振動臺上做正弦周期性振動,實驗發(fā)現(xiàn),經(jīng)過一段時間后,大顆粒會從襯底顆粒中分離出來,在顆粒床的兩