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胥伟华博士主要研究工作是在材料物理与材料力学领域从事微机械系统(MEMS)材料与器件、小尺度材料的尺寸效应及表面效应、生物烟草病毒(TMV)纳米管及碳纳米管的力学性能、小尺度材料分子动力学模拟等。发表学术论文二十余篇,其主要研究工作的SCI论文均篇被引16次(80%为外国学者引用)。
1、气体动力学理论是一种科学模型,解释气体物理行为为组成气体的分子粒子的运动。此模型中,气体亚微观粒子(原子或分子)不断随机运动,相互碰撞且与容器侧面碰撞。这种运动导致气体特性,如热量和压力。动力学理论包含多种名称,如动力学理论、动力学模型或动力学分子模型,广泛应用于流体和气体。
2、在理想气体动力学理论中,分子被视为点粒子,数量庞大到无法单独追踪。分子的运动遵循牛顿定律,且碰撞是完全弹性的。理想气体定律:基于上述假设,推导出著名的理想气体定律,即pV = NkT,其中p是压力,V是体积,N是分子数,k是玻尔兹曼常数,T是温度。
3、在统计物理中,理解气体分子动力学的基础知识至关重要。平均速度与方均根速度是两个关键概念。平均速度常用于计算碰撞次数,与粒子速度成正比;方均根速度则用于计算气体分子的平均平动动能,切勿将二者混淆。它们的计算公式分别为 [公式] 和 [公式],是后续研究中的常用量。
4、在分子动力学模拟领域,验证模拟结果与麦克斯韦-波尔兹曼能量分布的契合性是基础且重要的一环。本节将深入探讨这一过程,包括数据的分析和统计方法的应用。麦克斯韦-波尔兹曼能量分布,这一理论由麦克斯韦和波尔兹曼共同发展,是理解理想气体分子在平衡态下能量分布的关键。
5、稀薄气体动力学研究涉及气体的三种不同流动类型:滑流、过渡流和自由分子流。在分析气体与物体的相互作用,如传热、阻力和举力时,这三种流动的规律尤为重要。基于克努曾数的不同大小,研究将气体动力学分为上述三个部分。分子运动论是核心理论基础,玻耳兹曼方程是其基本方程。
6、气体分子动力学直径是指在特定的物理条件下,气体分子运动的一个假想直径。这个定义是由W.Stober提出的,他将动力学直径定义为单位密度的球体在静止空气中以低雷诺数运动时,能够达到与实际气体分子相同的最终沉降速度的直径。
在学术成果方面,邵元智博士已在国内外36种学术期刊上发表了77篇论文,其中70篇为第一作者。他的研究成果发表在如Europhysics Letters、Phys.Rev.、J.Appl.Phys.等知名期刊上,以及国内的《科学通报》、《中国科学》和《物理学报》等。