颗粒体系是一种离散态复杂体系,具有非平衡态能量耗散体系的许多特性。团簇的形成是其重要特性之一.在已有的基础上,分三个方面研究颗粒气体的运动行为及其团簇特性1.对平均自由程大等于体系特征长度的稀疏态颗粒气体体系,研究颗粒体系速度、压力和“温度”的分布律, 尤其是对实验体系的边界效应作用给出了模拟和实验室及失重飞机微重力测量结果的对比,发现长程边界效应;2.在稀疏颗粒气体体系,建立在微重力环境寻找团簇形成的两相共存亚稳分解区的实验装置,验证我们已有的类气液相变理论预测;3.建立计算机模拟方法,定量得到颗粒流通量随颗粒数目变化的形貌,为现有的理论模型提供实验验证依据。本项目在实验、模拟和理论三方面获取颗粒气体体系中颗粒的运动行为和团簇形成动力学及其非线性行为特性。实验方面主要以振动为驱动,利用高速摄像记录颗粒运动轨迹;计算机模拟采分子动力学数值计算为模型,获得在不同初始状态和边界条件下的颗粒运动和分布状态;并在获得的模拟和实验结果的基础上,建立相应流体运动方程,获得数密度不同的颗粒气体体系中团簇形成的临界条件,描述体系非线性行为特性。
英文主题词granular dynamics;non-equilibrium systems; phase transition; complex systems