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颗粒介质的结构及热力学
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O422[理学—声学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]f清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11034010,11272048,51239006); 欧盟Marie Curie国际合作项目(批准号:IRSES-294976); 清华大学自主科研计划资助的课题
作者: 孙其诚[1]
中文摘要:

颗粒介质具有远程无序和近程有序的结构,是产生动力学不均匀性(dynamical heterogeneity)和复杂不可逆过程的根源.本文分析了颗粒介质的结构特征、变形和能量耗散之间的内在关联,讨论了颗粒介质的弹性,提出了流变应变增量、耦合应变增量和弹性应变增量的应变增量分解方式.沿用非平衡热力学框架,引入表征运动无序的动理学颗粒温度Tk和表征弹性应力涨落的构型温度Tc,作为非平衡态变量,建立了双颗粒温度热力学(two-granular-temperature thermodynamics,TGT理论),注重分析了不可逆过程中的热力学力和流,并与著名的砂土内变量热力学进行了对比.

英文摘要:

Granular materials posses disorder structures which are the origin of dynamical heterogeneity. On the basis of non-equilibrium thermodynamics, the structure characteristics, complex deformations, and energy dissipations are analysed. Based on the photoelastic tests, the granular elasticity is discussed. The strain increments are classified into three categories. By means of the non-equilibrium thermodynamics, two granular temperatures, Tk, Tc, are introduced as the state variables, which denote the fluctuations of the kinetic energy and the elastic energy, respectively. Further, a two-granular-temperature thermodynamics(i.e. TGT theory) are developed for granular materials. The thermodynamic forces and fluxes are particularly analyzed. TGT theory is also compared with the previous internal variable thermodynamics for sands(IVT theory) developed a few decades ago. It is found that from TGT the Gibbs free energy in the IVT theory can be deduced, and the energy dissipation function can be apparently expressed from TGT theory.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876