18、工程领域多方向研究成果解析

工程领域多方向研究成果解析

在工程技术领域，多个方向的研究都取得了重要的成果，涵盖了流体力学、无损检测以及太阳能辐射估算等方面。下面将为大家详细介绍这些研究的具体内容。

盐自由幂律流体电渗流研究

在微纳尺度的流体研究中，盐自由幂律流体的电渗流现象具有重要意义。盐自由溶液是一种特殊体系，其液相仅含反离子，离子选择性纳米孔中就会出现这种体系，低浓度（<10⁻⁵M）的电解质溶液也可视为盐自由溶液。

以往多数电渗流研究基于无滑移边界条件，但实验发现，在微纳尺度下，亲水流体在疏水表面流动或反之，会出现明显的流体滑移现象。传统微纳流体装置用的二氧化硅通道表面亲水，而聚二甲基硅氧烷（PDMS）等疏水聚合物在这类装置制造中越来越受关注。因此，研究含盐自由幂律流体的滑移狭缝中的电渗流速度和流量的解析解，并探讨流体滑移对电渗流速度的影响十分必要。

• 电位分析 ：考虑一个宽度为2h的无限长狭缝，均匀带电，表面电荷密度为σs，内部充满仅含价态为 -z的反离子的幂律流体。考虑离子尺寸影响后，电位ψ由特定方程决定。通过求解线性化的修正泊松 - 玻尔兹曼方程，并结合边界条件，可得到电位的精确解。该线性化解在φ < 1/3且h/λ ≤ 25时有效。
• 电渗流速度求解 ：假设沿负轴向施加均匀电场E，忽略重力和压力梯度，对于充分稳定发展的幂律流体电渗流，仅存在轴向速度u(x)。通过求解动量方程并结合边界条件，可得到电渗流速度的精确解。将电位解代入该方程，可得到盐自由幂律流体通过滑移狭缝的电渗流速度。
• 结果与讨论 ：