comsol用于实验研究_电流变液非平衡态行为

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1、研究方向：2010年中国区用户年会电流变液、颗粒材料、Comsol用于实验研究生物物理、电流变液非平衡态行为离子通道、经络等软物质实验室李丛周鲁卫复旦大学物理系复旦大学应用表面物理国家重点实验室应用表面国家重点实验室SurfacePhysicsLaboratory(NationalKeyLaboratory),FudanUniversityComsol会议发言的主旨：1.理论-看了会议目录-吓了一跳；嘉宾发言我何能何德跑到有限元的会议上做嘉宾？Comsol是理论研究的强大武器是理论物理组的老师同学运用较多复旦大学物理系周磊特异材料（负折射材料、左手材料、隐身材料）2物理学本

2、质上是实验科学—计算机模拟在其中起了微波波段可见光波段什么作用？作为一位实验物理工作者，组内有人用FEA多年，但到底模拟和实验达到和一样结果？3偏离平衡态：推导Onsager原理；Langevinequation出发？交叉学科研究4-课题组样品制备技术、搭建或改建实验设备的技术、计算模拟的能力以尽可能深刻理解解释实验结果；观察哪些物理量起到关键作用比较不同的实验条件；提出新的实验课题做出和实验一样的内容？复旦黄吉平用Comsol：光学负折射硬软单频宽频光学隐身声学隐身波长758nm3D三要素：1、金属核或壳层2、成链/柱(适度！)3、薄层Y.Gao,etal.,PR

3、L104,034501(2010)Y.Gao,etal.,PRL104,034501(2010)应用液体光弯曲器液态隐身衣2.实验-平衡态背景介绍•电流变液？极性分子型电流变液？•极性分子包裹的介电颗粒+硅油等等电极板E电场油液介电颗粒划分有限元•保持颗粒的体积分数不变，即2颗粒与28颗粒两个模型的体积分数相同•调整参数，划分有限元Z.N.Fang,H.T.Xue,W.Bao,Chem.Phys.Lett.441(2007)314–317.<

4、caleffectsdependingonthedispersityoflyophilicorlyophobicparticles,Chemical屈服应力比1:~100PhysicsLetters441(2007)314–317.球形颗粒间局域电场椭球颗粒间局域电场椭球颗粒短轴相接屈服应力最大WeiBAO,etal.,J.Phys.–Cond.Mat.22(2010)324105<<3.实验–非平衡态1.2ITO透明、旋转电极间的层状结构tt差电流变液优良电流变液•Filisko在1999年观察到电流变液在电场和剪切场共同存在下形EE成的层状结构（LamellarSulf

5、onatedpolystyreneStructure），后通过对比含水PolystyreneERfluid(A,B)BaTiO3和干燥BaTiO3，聚苯乙烯ERfluid(C,D)和磺化聚苯乙烯两组电流变液材料[1]，分别看到了在未加剪切和加上剪切后体系最后的结构，如图1:图1电流变液的层状结构....g=0g>0g=0g>0磺化聚苯乙烯E>EcE>EcS.HenleyandF.E.Filisco,Inter.J.Mod.Phys.B,16(2002)2286–2292.10实验仪器HaakeMarsIIElectrorheoscope电流变微观结构观察系统效果：电流变性

6、质和斑图结构同步测得！！!ModifiedbyTanP,LiuD.K,JiaY,ZhouL.W.etal11不同电场下的斑图结构400600800V/mm1k1.2k1.4kV/mm1.6k1.8k2kV/mm12800750Thinringmatters700650ShearStress/Pa60055002040608010012013t/s800750700650ShearStress/Pa600550020406080100120t/s14测量电流变性质同时观察层状结构演变1000600E=2200V/mm800500w=300rpm4006001800300400

7、zhengxu1200200800200Shearstress(Pa)ShearStress(Pa)10000005001000150020002500020040060080010001200E(V/mm)ShearRate(1/s)15方法和理论•牛顿方程分子动力学（MD）缺点:计算量很大、费时•Onsager原理模拟两相流COMSOL数值解L.Onsager优点：操作简单、计算快、结果合理物理机理清楚Onsager原理•控制系统偏离和达到平衡态的最佳途径的一种法则，由郎之万方程F()()t