ansys 液體材料的案例
技術(shù)研究 | 液體高分子材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試技巧
1、背景描述
導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料導(dǎo)熱性能的一個(gè)重要參數(shù)，它不僅是評(píng)價(jià)材料熱學(xué)特性的依據(jù)，也是材料在設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)的一個(gè)依據(jù)。目前，測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)多以固體為測(cè)試樣品。對(duì)于液體，由于導(dǎo)熱系數(shù)較小，基本屬于不良導(dǎo)熱體，而且液體具有流動(dòng)性，特別是在加熱時(shí)，液體內(nèi)因溫差而形成的對(duì)流將使其導(dǎo)熱系數(shù)的準(zhǔn)確性降低。而隨著近年來納米流體具有優(yōu)異的傳熱性能，成為了一種新型的導(dǎo)熱介質(zhì)，滿足了熱系統(tǒng)高負(fù)荷的傳熱冷卻要求和微尺度狀態(tài)下的強(qiáng)化傳熱要求，在殼管式、雙管式、平板式等不同類型換熱器中的傳熱研究需求也不斷增大，廣泛應(yīng)用于汽車、化工、太陽能集熱等不同領(lǐng)域。這也對(duì)液體的導(dǎo)熱性能測(cè)試提出了需求，現(xiàn)目前已有導(dǎo)熱性能的測(cè)試手段有6種，根據(jù)傳熱的特點(diǎn)和原理進(jìn)行劃分。文獻(xiàn)調(diào)研統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，液體導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試多以穩(wěn)態(tài)平板法為主，但在重復(fù)穩(wěn)態(tài)測(cè)量時(shí)，即使設(shè)定加熱盤和環(huán)境溫度不變，穩(wěn)態(tài)所對(duì)應(yīng)的樣品上下表面的電壓也有起伏，由于其差值比較小，其值的微小變化會(huì)對(duì)結(jié)果造成比較大的影響，而且需要通過其他軟件進(jìn)行相關(guān)結(jié)果的擬合。而非穩(wěn)態(tài)中激光閃射法具有適用性強(qiáng)，測(cè)試結(jié)果精確等特點(diǎn)，而且本身帶有測(cè)試液體的樣品支架和軟件擬合模型，如圖1所示。
圖1 樣品框圖（左圖為樣品和支架圖，右圖為實(shí)體樣品支架）
圖2 儀器結(jié)構(gòu)示意圖
其測(cè)試原理為：當(dāng)進(jìn)行樣品Z軸方向上測(cè)試，一定的設(shè)定溫度 T（恒溫條件）下，由激光源（或閃光氙燈）在瞬間發(fā)射一束光脈沖，均勻照射在樣品下表面，使其表層吸收光能后溫度瞬時(shí)升高，并作為熱端將能量以一維熱傳導(dǎo)方式向冷端（上表面）傳播，使用紅外檢測(cè)器連續(xù)測(cè)量上表面中心部位的相應(yīng)溫升過程，如圖2所示。因此，需要對(duì)激光閃射導(dǎo)熱儀的液體測(cè)試方法進(jìn)行開發(fā)。
展開 《AM》綜述：液體金屬材料的表面光學(xué)和色彩效果
近年來，幾種液態(tài)金屬基復(fù)合功能材料被廣泛研究和應(yīng)用于電子信息器件，以更好地發(fā)揮其功效。然而，液態(tài)金屬由于其光學(xué)特性，通常呈現(xiàn)銀白色外觀，單色極大地限制了其在電子信息領(lǐng)域的應(yīng)用。信息的產(chǎn)生、傳輸、接收、處理、存儲(chǔ)、顯示都與顏色密切相關(guān)，促進(jìn)了彩色液態(tài)金屬在光電信息領(lǐng)域的應(yīng)用。新的彩色液態(tài)金屬合成方法已經(jīng)被開發(fā)出來，以克服目前單一顏色的限制。在過去的幾年里，有色液體金屬的合成方法已經(jīng)發(fā)展起來，本研究綜述了這些方法的操作方法、顯色效果、顯色機(jī)理、性質(zhì)和應(yīng)用。未來的工作還應(yīng)重點(diǎn)探索液態(tài)金屬的表面自發(fā)轉(zhuǎn)化和顏色功能化，增強(qiáng)顏色的亮度、多樣性和恒定性。進(jìn)一步研究開發(fā)廣泛的彩色液態(tài)金屬，可以考慮不同表面的表面操作和改性。理想情況下，將驅(qū)動(dòng)一系列精致多彩的液態(tài)金屬，并推動(dòng)超新興光電信息領(lǐng)域的創(chuàng)新。此外，彩色液態(tài)金屬的多色協(xié)同組合、顏色轉(zhuǎn)換、顏色 之間的調(diào)節(jié)關(guān)系及其附加特性仍值得進(jìn)一步探索。解決這些挑戰(zhàn)并追求彩色液態(tài)金屬成功集成到光電信息器件中，將為包括柔性電子器件、智能材料、變色龍軟體機(jī)器人、防偽材料、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、電子藝術(shù)和可穿戴設(shè)備在內(nèi)的許多應(yīng)用提供新的途徑。
文章來源：
https://doi.org/10.1002/adma.202210515
展開 《AM》湖南大學(xué)張世國(guó)：聚（離子液體）高校膠粘劑材料
摘要
膠粘劑材料在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，但開發(fā)一種新型的多功能膠粘劑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。最近，
湖南大學(xué)
張世國(guó)教授
團(tuán)隊(duì)
通過簡(jiǎn)單地
將烷氧基部分引入含有雙（三氟甲磺酰亞胺）（
TFSI-）陰離子的 PIL 的陽離子主鏈中，可以將傳統(tǒng)的聚（離子液體）（PIL）設(shè)計(jì)為高效粘合劑。
引入的柔性烷氧基鏈不僅降低了 PILs 的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，而且賦予這些材料強(qiáng)大的氫鍵相互作用，與 PILs 獨(dú)特的靜電相互作用一起，同時(shí)有助于高內(nèi)聚能和界面粘附能。因此，與傳統(tǒng) PIL 的非粘性行為相比，這些烷氧基 PIL 在各種基材上具有高度粘性，例如玻璃、陶瓷、不
銹鋼、鋁和聚合物。利用離子液體與碳納米管或銀納米纖維之間的相容性制備光敏或?qū)щ姀?fù)合粘合劑。有趣的是，
PIL-2-TFSI 粘合劑對(duì)電場(chǎng)具有獨(dú)特且可逆的響應(yīng)，可將粘合強(qiáng)度提高 35%
。
相關(guān)論文以題為
Poly(ionic liquid)s Containing Alkoxy Chains and Bis(trifluoromethanesulfonyl)imide Anions as Highly Adhesive Materials
發(fā)表在《
A
dvanced Materials
》上。
展開 《先進(jìn)材料》相變液體涂層可以使表面長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)無霜
現(xiàn)在，伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校（UIC）的研究人員已開發(fā)出一種新的防冰材料，與現(xiàn)有技術(shù)相比，它可以顯著使表面更長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)無霜。
新材料由相變液體（PSL）制成，它還使用熱量來使表面保持無霜。奇怪的是，熱量來自水滴本身，PSL擅長(zhǎng)“誘捕”。通常這些材料的熔點(diǎn)高于冰的熔點(diǎn)，因此在冰變回水后它們?cè)跍囟认卤３止虘B(tài)。
“在零度以下的溫度下，所有的PSL都會(huì)變得堅(jiān)固，”該研究的第一作者Rukmava Chatterjee表示。“所以，在冬天的一天，你可以涂上一層你不希望用PSL材料結(jié)冰的表面，并且它會(huì)比大多數(shù)需要經(jīng)常重新涂抹的除冰液保存得更久。”
研究人員在他們之前的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)冷凝后水滴在這些材料的表面上時(shí)，他們想要嘗試PSL。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)樗畬崃酷尫诺?em>材料中，導(dǎo)致它們變熱并融化，從而排斥水。
對(duì)于這項(xiàng)新研究，該團(tuán)隊(duì)將幾種不同類型的PSL冷卻至-15°C（5°F），使其變硬。然后，他們將它們置于高濕度條件下，觀察水在其表面上的凝結(jié)情況。果然，固體PSL融化并保持水滴不受影響。該團(tuán)隊(duì)實(shí)際上感到驚訝，其仍然可以在這么低的溫度下工作。
“事實(shí)證明，PSL非常擅長(zhǎng)捕獲這種釋放的熱量，”該研究的通訊作者Sushant Anand表示。“這種質(zhì)量，再加上濃縮水滴在這些冷卻的PSL上變得極易移動(dòng)的事實(shí)意味著霜的形成明顯延遲。是的，在某一點(diǎn)上，冰最終會(huì)形成，這是不可避免的，但是一些PSL我們測(cè)試的是水溶性的，這有助于它們的防凍特性，并且可以比甚至先進(jìn)的防冰涂層更長(zhǎng)時(shí)間地延遲結(jié)冰。”
該團(tuán)隊(duì)表示，因?yàn)檫@種新材料可以在如此低的溫度下工作，因此它們可以使表面持續(xù)無冰，比現(xiàn)有的防冰涂層長(zhǎng)300倍，即使作為薄膜使用也可以使用。PSL還有一些其他的好處 - 它們可以制成透明的、可以自我修復(fù)劃痕并防止液體中的污染物粘在它們上面。
展開 
Rev.綜述：離子液體及其衍生材料在鋰、鈉電池領(lǐng)域的研究進(jìn)展
不斷突破鋰、鈉電池電化學(xué)性能和安全性要求的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)開發(fā)更先進(jìn)的電極、電解質(zhì)及輔助材料。離子液體是完全由陰、陽離子組成的新型液體軟材料，具有幾乎不揮發(fā)、離子電導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性好、不易燃、電化學(xué)窗口寬等獨(dú)特性質(zhì)，不僅為能量/功率密度更高、長(zhǎng)周期穩(wěn)定性和安全性更好的新型電池材料的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了新的機(jī)遇，也為已知材料制備方法的革新提供了新的可能。聚離子液體、離子凝膠和離子液體鍵合納米顆粒等離子液體衍生材料在保留離子液體多數(shù)特性的同時(shí)被賦予了其它優(yōu)良性能，因而也受到了極大關(guān)注。近十年來，涉及離子液體及其衍生材料在鋰、鈉電池領(lǐng)域研究的論文數(shù)量始終保持快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
【成果簡(jiǎn)介】
近日，浙江大學(xué)楊啟煒副研究員、邢華斌教授和美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Sheng Dai教授團(tuán)隊(duì)合作，在Chemical Society Reviews 上發(fā)表了題為《Ionic liquids and derived materials for lithium and sodium batteries》的專題綜述論文，系統(tǒng)總結(jié)了離子液體及其衍生材料在鋰/鈉離子電池、雙離子電池、鋰/鈉-硫電池、鋰/鈉-空電池等鋰、鈉電池中的各種應(yīng)用，涵蓋電極材料制備、液體電解質(zhì)、固體電解質(zhì)、電極/電解質(zhì)界面與集流體等等不同用途，重點(diǎn)介紹了最近三年的研究進(jìn)展。從技術(shù)角度而言，得益于其不同于分子溶劑和無機(jī)鹽的獨(dú)特性質(zhì)，離子液體及其衍生材料是鋰、鈉電池制造過程中富有潛力的碳原子/雜原子前體、溶劑、添加劑或離子傳導(dǎo)材料，不僅極大提升了電池的安全性，而且顯著增強(qiáng)了電池的電化學(xué)性能及其制造過程的可持續(xù)性。但是目前仍有一些問題有待解決。例如，只有一部分離子液體在裂解時(shí)可以提供較高的碳收率與氮含量，而這些離子液體的合成步驟普遍較多，成本較高。
展開 江雷院士、陳華偉教授《自然·材料》：液體超高速傳輸新原理
該研究發(fā)現(xiàn)并揭示了微納結(jié)構(gòu)表面上特殊高低棱結(jié)構(gòu)對(duì)液體超高速收集與傳輸原理，為機(jī)械表界面的仿生設(shè)計(jì)與生物制造奠定了理論與技術(shù)基礎(chǔ)。陳華偉教授為第一作者，陳華偉教授、江雷院士為通訊作者，北京航空航天大學(xué)為通訊單位。
圖1 瓶子草特殊高低棱微納結(jié)構(gòu)
液體高速傳輸在機(jī)械、電子與新能源等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值，如何提升液體傳輸能力一直是重要研究課題。捕蟲植物的優(yōu)異濕滑機(jī)制引起了研究團(tuán)隊(duì)的關(guān)注，對(duì)瓶子草（學(xué)名：Sarracenia）蓋子上的細(xì)長(zhǎng)絨毛液體收集與傳輸開展了系統(tǒng)研究。通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)瓶子草絨毛通過收集空氣中的潮濕水氣來維持表面的濕滑特性，其集水傳輸速度比現(xiàn)有的仙人掌刺、蜘蛛絲提高了三個(gè)量級(jí)。
圖2 液滴高速傳輸過程
研究團(tuán)隊(duì)深入分析了絨毛的表面微觀結(jié)構(gòu)特征，首次發(fā)現(xiàn)了特殊的高低棱多級(jí)微納溝槽結(jié)構(gòu)，即相鄰高棱間分布3~5個(gè)低棱（圖1）。在此高低棱多級(jí)微納溝槽結(jié)構(gòu)上，液體在表面干濕狀態(tài)下會(huì)相繼出現(xiàn)兩種不同的輸送模式。當(dāng)多級(jí)微納表面結(jié)構(gòu)處于干燥狀態(tài)時(shí)，液體傳輸主要依靠固-液接觸產(chǎn)生的毛細(xì)力，此時(shí)液體傳輸模式與仙人掌刺、蜘蛛絲相類似，表現(xiàn)為大液滴移動(dòng)方式，即傳輸模式I（圖2a-c）。由于高低棱溝槽結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的毛細(xì)力呈梯度分布，傳輸模式I下的液體傳輸速度也不盡相同，呈現(xiàn)出快、慢速度梯度。而當(dāng)高低棱溝槽結(jié)構(gòu)潤(rùn)濕后，一層穩(wěn)定的水膜會(huì)維持在表面上，降低三相接觸線，避免后續(xù)液體與絨毛固體表面直接接觸，液體傳輸動(dòng)力就變?yōu)橐?液接觸的超滑毛細(xì)力，顯著降低后續(xù)液體傳輸阻力，加速了后續(xù)的液體傳輸，即傳輸模式II（圖2d-f）。研究團(tuán)隊(duì)還通過光刻技術(shù)制造出相應(yīng)的仿生微納結(jié)構(gòu)（圖3），驗(yàn)證了微納高低棱結(jié)構(gòu)的高速液體傳輸性能，并基于Lucas-Washburn原理、Onsager原理與邊界滑移理論分別建立了兩種傳輸模式的理論模型。
展開 浙江大學(xué)鄭強(qiáng)、宋義虎教授課題組：液體橡膠對(duì)炭黑/異戊橡膠納米復(fù)合材料應(yīng)變軟化行為的影響
浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系鄭強(qiáng)、宋義虎教授
課題組，在相同CB含量和相近橡膠交聯(lián)密度情況下，LR的引入可延緩LR應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶行為，在幾乎不影響單軸拉伸力學(xué)行為(圖1)的前提下顯著降低循環(huán)拉伸(圖2)力學(xué)滯后能(Eh)和滯后能/應(yīng)變能比(
E
h/
E
，
圖3)，為高補(bǔ)強(qiáng)低滯后性橡膠納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)調(diào)控與加工技術(shù)的開發(fā)提供了新思路。
圖1 IR/LR硫化膠納米復(fù)合材料單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線. Cail編號(hào)IR/xLR-yCB-Vz，其中x、y、z分別代表LR/IR比、CB含量(phr)和交聯(lián)密度(mol/m3)
圖2 IR/LR硫化膠納米復(fù)合材料單軸循環(huán)拉伸曲線
圖3
IR/LR硫化膠納米復(fù)合材料應(yīng)變能E (a)，滯后能E
h
(b)，E
h
/E (c)隨預(yù)應(yīng)變的變化
該論文即將于Chinese Journalof Polymer Science出版，侯豐儀博士研究生是第一作者，宋義虎教授為通訊作者。該項(xiàng)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金(基金號(hào) U1908221,51873190、51873190和51790503)和中央高校科研基金(基金號(hào)2020XZZX002-08)的資助。
原文鏈接：
http://www.cjps.org./article/doi/10.1007/s10118-021-2550-y?
展開 二維納米材料——類水滑石（LDHs）用于氣體和液體膜分離過程的最新研究進(jìn)展
【引言】
最近，由于二維納米材料具有獨(dú)特的理化性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)和孔徑篩分的特性，常用于設(shè)計(jì)高性能的分離膜，突破Robeson上限。其中，類水滑石（LDHs）作為一類二維納米材料，具有均勻的層間通道，允許在通道高度與客體分子的動(dòng)力學(xué)直徑相當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行精確的篩分。因此，在膜分離方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是制備高性能分離膜的理想材料。
【成果簡(jiǎn)介】
近日，寧波大學(xué)的李硯碩教授和大連理工大學(xué)的劉毅教授（共同通訊作者）等人首次總結(jié)了LDHs納米材料用于氣體和液體膜分離過程的最新研究進(jìn)展，包括其制備、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用，并展望了LDHs在膜分離領(lǐng)域的發(fā)展前景。在J. Membr. Sci 上發(fā)表了“Recent advances in layered double hydroxides (LDHs) as two-dimensional membrane materials for gas and liquid separations”的綜述論文。作者闡述了LDHs納米材料的制備、剝離和修飾方法，并詳細(xì)的介紹了引入LDHs在氣體和液體分離膜中所起的作用。該論文的第一作者為寧波大學(xué)的逯鵬博士，北京林業(yè)大學(xué)的王強(qiáng)教授為合作作者。
【圖文導(dǎo)讀】
1.LDH
s
的結(jié)構(gòu)
和修飾
圖1.
展開 ：新型高效多功能聚離子液體粘附材料
近日，湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張世國(guó)教授團(tuán)隊(duì)在Advanced Materials發(fā)表研究論文，報(bào)道一種高粘附性的聚離子液體材料。
膠粘劑材料在多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。盡管近年來許多基于多巴胺結(jié)構(gòu)的高分子膠粘劑廣為報(bào)道，但其存在的不可逆氧化交聯(lián)、合成繁瑣、循環(huán)性能差等問題卻始終存在，開發(fā)一種新型多功能膠粘劑仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
離子液體，由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子組成的一類室溫熔融鹽，具有諸多常規(guī)有機(jī)分子不具備的特性，例如，極低的蒸氣壓、不可燃性、高離子導(dǎo)電性、與各種有機(jī)/無機(jī)材料間良好的相容性，以及高(熱、化學(xué)和電化學(xué))穩(wěn)定性等。由于大多數(shù)離子液體在室溫處于液態(tài)，直接使用離子液體作為一種膠粘劑材料使用顯得不切實(shí)際。聚離子液體，結(jié)合了離子液體固有的化學(xué)性質(zhì)和聚合物的基本物理性質(zhì)（機(jī)械耐久性和可加工性等），表現(xiàn)出了直接作為膠粘劑材料使用的可能性。然而，由于其過高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)使得目前報(bào)道的大部分聚離子液體材料在室溫下大多都是質(zhì)地偏脆的固體粉末。此外，一般的聚離子液體本身幾乎沒有粘附特性，不能直接作為膠粘劑使用。
圖1 烷氧基聚離子液體(PIL-m-TFSI)及其它對(duì)比樣品的結(jié)構(gòu)式
本研究表明，通過在含有雙(三氟甲磺酰亞胺)(TFSI?)陰離子的聚離子液體的陽離子主鏈上簡(jiǎn)單地引入烷氧基側(cè)基，傳統(tǒng)的聚離子液體就可以設(shè)計(jì)成高效的膠粘劑，如圖1所示。
展開 操控液體新思路！北航《先進(jìn)材料》：一步制備多維取向的圖案化納米線薄膜
對(duì)液體的操控是實(shí)現(xiàn)很多重要工業(yè)生產(chǎn)和生活應(yīng)用的關(guān)鍵過程，在微電路印刷、生物芯片、薄膜器件和微流控等方面有重要的應(yīng)用。其中，一維納米線溶液的可控輸運(yùn)及組裝是實(shí)現(xiàn)有序的圖案化納米線薄膜的關(guān)鍵。與無序的、散亂分布的納米線相比，多尺度分級(jí)有序的納米線往往表現(xiàn)出更優(yōu)異的整體協(xié)同性能和特殊的物理化學(xué)性質(zhì)。目前，常用的溶液法制備有序納米線薄膜的方法存在著一些局限性，如需要復(fù)雜的設(shè)備、復(fù)雜的樣品預(yù)處理過程、納米線沉積位置難以精確控制、后處理過程中納米線重新定向等問題。因此，可控制備多尺度有序的納米線結(jié)構(gòu)依然是挑戰(zhàn)。
日常生活中，人們的頭發(fā)在潤(rùn)濕后晾干的過程中往往會(huì)粘附在一起，這是由于去浸潤(rùn)過程總毛細(xì)作用力下纖維陣列發(fā)生的彈性聚集現(xiàn)象導(dǎo)致的。在該過程中，纖維陣列頂端的液膜會(huì)自發(fā)的各向異性收縮，這為納米線溶液的可控輸運(yùn)及組裝提供了新的契機(jī)。
近日，北京航空航天大學(xué)的劉歡研究員課題組發(fā)展了一種簡(jiǎn)單通用的策略：利用陣列碳納米管陣列在去浸潤(rùn)過程中的毛細(xì)粘彈聚集現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了液膜的方向性收縮，基于此一步制備了多維取向的圖案化納米線薄膜。該方法不需要任何外部力量輔助。其原理是被納米線溶液潤(rùn)濕的碳納米管陣列在去浸潤(rùn)過程中，出現(xiàn)毛細(xì)彈性聚集現(xiàn)象，使納米線溶液液膜能夠在碳納米管陣列頂部各向異性收縮，迫使液膜中隨機(jī)分布的納米線向著液膜的方向旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)，最終緊密有序地排列在碳納米管陣列頂部。在碳納米管陣列聚集的同時(shí)，碳納米管紗線被牽扯出來連接兩個(gè)相鄰的碳納米管陣列聚集體，最終構(gòu)筑了由上層X方向上水平有序排列的納米線，下層Z方向上垂直排列的碳納米管陣列聚集體和Y方向上連接碳納米管陣列聚集體的碳納米管紗線三部分組成的多維度有序的納米線微圖案。這種多維取向的圖案化納米線薄膜表現(xiàn)出良好的壓力傳感性能，靈敏度為0.32 kpa-1，有望用于構(gòu)筑電子皮膚。
展開 【ANSYS算例】矩形容器內(nèi)液體三維晃動(dòng)模擬
<p> <span style="color: rgb(0, 0, 0);">液體晃動(dòng)是指具有自由表面的液體被限制在一個(gè)有限的容器內(nèi)，液面做自由或強(qiáng)迫振蕩，涉及船舶、水利、土建、航空、大型化工設(shè)備等諸多領(lǐng)域，已引起廣泛重視。目前，主要研究集中于容器內(nèi)液體的晃動(dòng)對(duì)儲(chǔ)存系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，可歸結(jié)為兩類：（1）特征值問題。求解各類容器內(nèi)液體晃動(dòng)的自然頻率，這是進(jìn)一步研究液體晃動(dòng)問題的基礎(chǔ)。（2）在外界有規(guī)律的強(qiáng)迫撓動(dòng)下，容器內(nèi)液體的反應(yīng)。數(shù)值模擬液體的晃動(dòng)實(shí)際上是用數(shù)值方法求解帶有自由邊界的非定常流體的動(dòng)力學(xué)問題，由于自由液面的位置未知，且自由液面邊界條件為復(fù)雜的非線性方程，因此具有自由液面的流體的流 動(dòng) 是 用 數(shù) 值方法求解最困難的問題之一。自由液面的數(shù)值處理涉及自由液面的離散表達(dá)式、自由液面隨時(shí)間的變化及自由液面邊界條件的離散表達(dá)式３個(gè)問題。在土建、水利工程中，常遇到各種形狀的貯液結(jié)構(gòu)，當(dāng)貯液結(jié)構(gòu)（容器）具有大的空間剛度時(shí)，可忽略器壁的彈性變形，將容器近似為絕對(duì)剛體。</span></p><p><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">1.實(shí)例分析</strong></p><p> <span style="color: rgb(0, 0, 0);">考慮一具有正方形截面的剛性含液容器，容器底部固定（圖1）。筒壁高3.3m，液面高度為3m，液面寬度a=2m，流體密度為1000kg/m3，重力加速度為9.81m/s2，流體體積模量2.06GPa。
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西北工大鄭亞萍教授、姚東東副教授《JMCA》：通過靜電作用策略構(gòu)筑MXene基納米離子液體材料
在本文研究基礎(chǔ)上，目前該研究團(tuán)隊(duì)正在開展含金屬有機(jī)框架材料（MOFs）、共價(jià)有機(jī)框架材料（COFs）、金屬有機(jī)籠（MOP）等先進(jìn)多孔材料的新型多孔液體的制備與應(yīng)用研究。
論文信息及鏈接：
D.C. Wang, H.L. Ning, Y.Y. Xin, Y.D. Wang, X.Q. Li, D.D. Yao*, Y.P. Zheng*, Y.T. Pan, H.M. Zhang, Z.J. He, C. Liu, M.L. Qin, Z.H. Wang, R.L. Yang, P.P. Li, Z.Y. Yang*,Transforming Ti3C2Tx MXene into nanoscale ionic materials via an electrical interaction strategy, J. Mater. Chem. A, 2021, DOI: 10.1039/D1TA01744F
https://doi.org/10.1039/D1TA01744F
科研團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介：
近年來，西北工業(yè)大學(xué)鄭亞萍教授團(tuán)隊(duì)（下文簡(jiǎn)稱團(tuán)隊(duì)）長(zhǎng)期從事多孔液體、無溶劑納米流體的設(shè)計(jì)與開發(fā)，及其在氣體捕集與分離、聚合物基復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用研究。團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有教授1人，副教授1人，研究生20余人和本科生10余人。團(tuán)隊(duì)近幾年在多孔液體領(lǐng)域取得了一系列進(jìn)展，成功構(gòu)筑了基于中空碳球、中空SiO2、MIL-53、UiO-66、ZIF-8、ZIF-67、金屬有機(jī)籠等一系列多孔液體，并將其應(yīng)用在碳捕集方面，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)進(jìn)程中碳捕集與封存技術(shù)（CCS）所需的氣體捕集材料設(shè)計(jì)提供了有力的理論基礎(chǔ)。
展開 ANSYS ACP復(fù)合材料鋪層固定機(jī)翼蒙皮肋筋仿真，附講解視頻及模型文件 ￥98
在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)模型材料進(jìn)行設(shè)置，添加碳纖維（Carbon Fiber 290）、環(huán)氧樹脂（Epoxy Carbon UD 230）和PVC Foa 60材料。
4. 定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。
5. 回到mechanical界面，更新材料，確保材料屬性正確加載。
6. 設(shè)置材料厚度，因后期ACP還會(huì)添加，可以隨意設(shè)置，確保系統(tǒng)不報(bào)錯(cuò)即可。
2.3 網(wǎng)格劃分
1. 網(wǎng)格尺寸設(shè)置：在ANSYS ACP中，網(wǎng)格劃分是復(fù)合材料分析的重要步驟。首先，根據(jù)幾何模型的復(fù)雜程度，設(shè)置合理的全局網(wǎng)格尺寸，確保網(wǎng)格既能捕捉細(xì)節(jié)又不會(huì)過于密集。對(duì)于關(guān)鍵區(qū)域（如蒙皮與肋板接觸處），可進(jìn)行局部網(wǎng)格加密。使用殼單元（Shell Elements）進(jìn)行劃分，確保層間應(yīng)力分析的準(zhǔn)確性。劃分后需檢查網(wǎng)格質(zhì)量，避免畸形單元，確保計(jì)算結(jié)果的可靠性。實(shí)際項(xiàng)目中為了計(jì)算準(zhǔn)確網(wǎng)格可以劃分得密一些，練習(xí)時(shí)為提高計(jì)算速度可以將網(wǎng)格尺寸設(shè)置相對(duì)大一些，比如該案例可以設(shè)置為10mm。
2. 網(wǎng)格生成：生成網(wǎng)格并檢查網(wǎng)格質(zhì)量，避免畸形單元或過度扭曲，若網(wǎng)格質(zhì)量不滿足要求，可通過局部加密或調(diào)整尺寸進(jìn)行優(yōu)化，確保計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
3. 命名選擇：為幾何模型中的特定區(qū)域或部件（如蒙皮、肋板等）創(chuàng)建明確的標(biāo)識(shí)，以便在后續(xù)分析中快速定位和應(yīng)用相關(guān)設(shè)置。可以通過右擊模型，選擇Named Selection，為蒙皮、肋板等部件創(chuàng)建命名（盡量使用英文）。
展開 如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型下載
STEP 1：選擇材料庫(kù)中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測(cè)試數(shù)據(jù)、雙軸測(cè)試數(shù)據(jù)、剪切測(cè)試數(shù)據(jù)。可只輸入一種或者兩種，或者三種都輸入。數(shù)據(jù)越多，擬合數(shù)據(jù)材料性能越接近實(shí)驗(yàn)材料性能，當(dāng)然也和仿真關(guān)注的材料行為有關(guān)。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數(shù)據(jù)，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動(dòng)需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時(shí)可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)curve fitting選項(xiàng)。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數(shù)便復(fù)制到定義的橡膠本構(gòu)模型中了。另外，擬合的曲線和實(shí)驗(yàn)曲線均會(huì)在圖片中顯示出來，可以對(duì)比其重合度，測(cè)試哪種本構(gòu)更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
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STEP 1：選擇材料庫(kù)中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測(cè)試數(shù)據(jù)、雙軸測(cè)試數(shù)據(jù)、剪切測(cè)試數(shù)據(jù)。可只輸入一種或者兩種，或者三種都輸入。數(shù)據(jù)越多，擬合數(shù)據(jù)材料性能越接近實(shí)驗(yàn)材料性能，當(dāng)然也和仿真關(guān)注的材料行為有關(guān)。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數(shù)據(jù)，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動(dòng)需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時(shí)可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)curve fitting選項(xiàng)。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數(shù)便復(fù)制到定義的橡膠本構(gòu)模型中了。另外，擬合的曲線和實(shí)驗(yàn)曲線均會(huì)在圖片中顯示出來，可以對(duì)比其重合度，測(cè)試哪種本構(gòu)更適合。
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