減阻實驗裝置

⑴ 高分子減阻劑的減阻機理

從現有的文獻報道中可知，關於減阻機理假說分為五類：Toms 的偽塑假說、Virk 的有效滑移假說、粘彈性假說、湍流脈動抑制假說、湍流脈動解耦假說。這些假說都可以解釋一定范圍內的減阻現象，但無法全面的解釋伴隨減阻而產生的各種現象。 （1）Toms 偽塑假說
Toms 認為高分子聚合物減阻劑溶液具有偽塑性，即剪切速率與表觀粘度成反比，剪切速率增大，表觀粘度減小，從而導致流動阻力減小。隨著非牛頓流體力學的發展，Toms 假說逐漸被人們否定。通過實驗發現減阻劑溶液在管內湍流流動時的摩擦阻力實測值與應用偽塑流體計算值誤差很大，而且稀減阻劑溶液偽塑性很弱，甚至根本無偽塑性。 （2）Virk 的有效滑移假說 Virk 認為，流體在管內湍流流動時，緊靠壁面的一層流體為粘性底層，其次為彈性層，中心為湍流核心。通過實驗測得速度分布，發現減阻劑溶液湍流核心區的速度與純容積相比大了某個值，但速度規律分布相同，而且彈性層的速度梯度增大，導致阻力減小。根據 Virk 的假說，減阻劑濃度增大，彈性層厚度也增大，當彈性層擴大到管軸時，減阻就達到了極限。 （3）粘彈性假說 隨著粘彈性流體力學的發展，研究者對特定的高聚物減阻劑稀溶液進行試驗，發現聚合物分子的鬆弛時間比湍流微渦的持續時間長，說明高聚物分子的粘彈性對減阻的確起到了作用。隨之提出了粘彈性假說：高分子聚合物具有粘彈性。由於粘彈性與湍流漩渦發生作用，使得漩渦的一部分能量被減阻劑分子所吸收，並以彈性能的方式儲存起來，使渦流動能減小達到減阻效果。 （4）湍流脈動抑制假說 該假說認為高分子聚合物對湍流流動起減阻作用的原因是由於聚合物分子抑制了湍流漩渦的產生，從而使脈動強度減小，最終使能量損失減小。 （5）湍流脈動解耦假說 所謂湍流脈動解耦就是指減阻劑分子對湍流的作用，降低了徑向和軸向脈動速度的相關性，從而減小了湍流雷諾應力。 （6）表面隨機更新假說 人們把流體在管內湍流流動分為三層。近壁區為粘性底層；其次是粘性亞層（過渡或彈性層）；第三個區域為湍流中心。由於粘性底層的速度分布、溫度分布規律與層流時相似，因而在較長一段時間里被人們誤稱為層流底層。大量文獻報道由於運用精密的測速裝置已能准確測出粘性底層的時均速度分布和脈動速度分布，充分說明粘性底層並不是簡單的層流1306狀態，而仍有一定的脈動存在。 我們把流體在管內湍流流動的動量傳遞邊界層看成是有一塊塊動量傳遞塊（在三種傳遞邊界層相同時，三種傳遞塊是相同的）所組成，這些流體塊隨機的被來自主體的流體單元所更新，分解成新的流體單元而產生漩渦。新的流體塊又從壁面開始增長直到被更新。盡管這種更新過程是隨機的，但每一流體塊的年齡存在某一分布函數，且在統計上這種更新的機會是均等的。湍流越激烈，流體塊被更新的機會就越大，產生的漩渦也越多，耗能就越大。

⑵ 飛碟的動力就是自然力宇宙力沒有核動力

復合渦流的製造方法、製造設備及復合渦流飛行器

本發明所屬的技術領域

本發明系列屬於飛行學及電磁學領域，是一種新型渦流的創造和應用，適用於大氣層內以空氣動力產生升力的航空直升飛行器。並涉及帶電離子的加速和磁約束，及磁流體和核動力系統。結合了汽車、航空甚至航天、核能等多項機電產業。

在本發明之前的現有技術

飛機發明百年以來，航空氣動力技術主要是一種，即當空氣相對於機翼快速運動時，不管是否超音速，機翼都受到前方來流的「沖量」，而空氣因機翼的誘導和壓縮作用，形成「下洗流」的鉛垂線方向的「動量」，機翼因反作用力或形成上下表面壓力差而得到升力；其他的包括「脫體渦」、「乘波飛行」、「機翼上表面吹氣」或「附壁射流」技術等等。

機場和航母的建造和維護耗資巨大，其跑道面積大，但起降飛機頻率受限，應急能力低下，無論是從經濟上或使用上，都日益希望擺脫大機場和大航母，擺脫跑道的制約。

無論是曾經、現有或研製中的直升機都有缺陷。現有如佔多數的旋翼直升機，其阻力大，速度受限，耗油率高，旋翼尺寸大；如英國的「鷂」式軍用噴氣直升機，其技術復雜，高溫高速氣流對地面環境影響大，安全系數低；研製中的新式直升機，如模仿鳥類的載人撲翼機，因為重量、尺寸與功率的比值受限，在理論或實踐上沒有任何成功的希望；如美國的「魚鷹」V-22傾轉旋翼直升機，其可靠性差，存在固有缺陷，特別在快速下降時，易出現危險的「渦環狀態」，因產生逆行環流和劇烈渦流而導致事故；美國曾經的艦載垂直起降戰斗機XFV－12，利用噴氣在副翼上產生抽吸的效果，以噴氣帶走周圍空氣的比例為1：60，即以小質量高速噴氣誘導大質量低速空氣，但因不考慮升力面，和與其相關的升力表面流體的速度、剪切流層或壓力梯度層的厚度等因素，加上對空氣的誘導效率不高，以及噴氣在內部管道的轉彎處的嚴重損失和燃氣再吸入等等問題，增升效果不佳。

另外有一個百年來的難題，即從飛機發明開始，人們自然就想將汽車與飛機相結合。但這種嘗試一直沒能成功，氣動外形和機體結構無法協調，安全性難以保證。

古代各國歷史記載，及近六十年來世界范圍內一度漲落的「UFO」熱潮，其中比較有普遍性的是一種碟形飛行物，即「飛碟」，有十六個主要特徵：強力旋風、強大磁場、電磁干擾、機體旋轉、周身發光、核能輻射、直升懸停、無聲飛行、波浪軌跡、外殼電場、雷達隱身、非超光速、空中離合、空中變形、三域通用、極度加速。附帶效應是：當飛碟懸停在空中或運動時，總有一層明亮的彩色光環和光暈，當其降落時，光環就消失了，當它重新啟動時，又射出光環；飛碟可形成「吸管式龍卷風」吸附物體，並可形成「旋轉式下擊爆流」 在森林開劈著陸區；當飛碟近地前飛或起降時往往有狂風大作，其中當其在沙漠地帶起飛或著陸時，會激起狂烈的沙暴，當其飛越大雪覆蓋的雪原時，在其下方出現強烈的雪旋風暴，當其懸停在大海上方時，海面會掀起巨浪和水柱，海浪直朝飛碟方向吸去；飛碟可以使目擊者的手錶停止，當低空掠過車輛時，將會把其掀起（牽引），甚至將物體磁化；飛碟出現時，往往伴有大規模的停電、放電或無線電通信中斷或訊號干擾、甚至電器燒毀現象；飛碟在太空或大氣層中飛行時以直角或銳角轉彎；在海洋湖泊水下發現光環，以及光環或光球從水中升起……。這是一個有待解開的千古之謎。

在自然界的流體中渦流和旋流佔有極為重要的比例，早就有人探索專門使用渦流或旋流或反旋流或環流為直升機提供主要升力，但尚未成功。

以下是本申請人所知的現有技術內容：

用高速渦流或旋流產生升力的飛行器的專利有：張義柏的97205608.4噴氣渦流式飛行器、任俊超的97110404.2飛行物升空方法；用槳葉旋轉壓縮空氣產生高速旋流和「陀螺效應」的飛行器的專利有：林康的99124654.3一種空陸兩用旋風陀螺直升機車；用上表面真空薄層產生升力的飛行器的專利有：何惠平的98112980.3外殼旋轉式航空飛碟飛行器；用於航空航天領域的離子加速器的專利有：德國湯姆森管電子有限公司的99809994.5等離子體加速器裝置；利用天然的「沙丘」形狀的空氣動力原理的專利有：高歌的85100305.2沙丘駐渦火焰穩定器；用磁力約束的高溫等離子體附壁射流產生升力、推力和減阻的專利技術有：馬瑞安的85105602減阻推進射流航具。

據高等教育出版社出版，趙凱華、羅蔚茵的新概念物理教程《力學》，寫到：「渦旋環繞的軸線叫渦線，有一個很好的實驗可以演示渦線隨流體運動的情況，如圖5-33所示，在一個扁圓的盒子底的中央開一個圓洞，像鼓一樣在面上蒙一張綳緊的橡皮膜，側放在桌上，事先在鼓內噴上一些煙，用手拍鼓面，就會看到有一個煙圈從底上的洞冒出來，一面向前移動，一面擴大，這煙圈是一條閉合的渦線，空氣像螺線管一樣繞著它旋轉，如果在一定距離之外放上一枝蠟燭，煙圈過後還會把它吹滅。」（註：煙霧顆粒只在垂直面上旋轉，而在水平面上不轉，這是一種「渦環」。）

據互聯網網址： 中國科普博覽/地球故事/大氣科學館/風從哪裡來/奇妙的風/龍卷風（

），「龍卷風是一個猛烈旋轉著的圓形空氣柱，龍卷風吼聲如雷，可能是由於渦旋的某些部分風速超過聲速，因而產生小振幅的沖擊波。一般情況，風速可能在每秒50-150米，極端情況下，甚至達到每秒300米或超過聲速。但龍卷風中心的風速很小，甚至無風，這和台風眼中的情況很相似。尤其可怕的是龍卷內部的低氣壓。這種低氣壓可以低到400毫巴，甚至200毫巴，而一個標准大氣壓是1013毫巴。當龍卷風掃過建築物頂部或車輛時，由於它的內部氣壓極低，造成建築物或車輛內外強烈的氣壓差，瞬間就會使建築物或交通車輛發生「爆炸」」。

據人民交通出版社出版，黃向東的《汽車空氣動力學與車身造型》，寫到：「氣動力對汽車的穩態和瞬態穩定性的影響主要表現在兩個方面：高速行駛的汽車若升力足夠大，會出現「發飄」的感覺，保持預定路線行駛的能力和可操縱性明顯下降；當氣流相對汽車有橫向速度分量（如側向陣風或轉向）時，若汽車的風壓中心位於車身前部，就有隨風偏離原來行駛路線的趨勢（即橫風不穩定性）...為減小升力，汽車外形宜避免和典型翼剖面相似，並具有一定的負沖角。從這個意義上講，楔型汽車最好...風壓中心與車身重心的相對位置導致了橫風穩定性問題的產生。如採取前輪驅動的方式或使整車重心盡量前移的設計等等，可在一定程度上解決這個問題。有些高速運動車和試驗樣車，在後尾部由設置了類似飛機的垂直尾翼，以使風壓中心後移。」

據國防工業出版社出版，彭澤琰、劉剛的《 航空燃氣輪機原理（上冊）》，寫到：「粘性氣體繞過不良流線物體時必然會產生繞流脫體現象，在其後方形成一個穩定的渦流區，在燃燒技術上稱之為迴流區。氣流流經V形槽，形成兩個對稱的截面為橢圓形旋渦...新月形沙丘（BD）形旋渦發生器具有頑強的抗干擾性能。沙丘穩定器主要是利用良好的自然氣流結構，既保證了良好的熱量和質量交換，又減弱了V形穩定器尾緣旋渦的周期性脫落，增強了穩定火焰的生命力，延長了可燃微團的停留時間，並在一定程度上防止了由於旋渦周期性脫落帶來的振盪燃燒的激振因素。」

據國防工業出版社出版，程昭武、沈美珍、孟鵲鳴的 《世界飛機100年》，寫到：「20世紀50年代末，美國的北美航空公司在研製XB-70型鴨式超音速轟炸機的過程中，發現飛機在以馬赫數3的速度飛行時，由機腹進氣道前端所引發的激波，使機翼下表面的氣流壓力增加，飛機的總升力因而提高30%，而且沒有附加額外的阻力。這一現象當時被稱為「壓縮升力」或「激波升力」。...美國紐約的溫斯勒工學院所提出的一種空天飛機方案就是真正的「飛碟」。為了減小阻力，從「飛碟」的圓心伸出一個細長的等離子體錐管，用來激發等離子體和產生斜激波。」

據清華大學出版社出版，張三慧的《大學物理學----電磁學（第二版）》寫到：「為了產生受控熱核反應的條件，就把上述環形磁瓶裝置和環形箍縮裝置結合起來，這也就是在環形箍縮裝置中的環形反應室外面再繞上線圈，並通以電流。這樣，在反應器內就會有兩種磁場：一種是軸向的B1，它由反應室外面的線圈中電流產生；另一種是圈向的B2，它由等離子體中的感生電流產生。這兩種磁場的疊加形成螺旋形的總磁場B。理論和實踐都證明，約束在這種磁場內的等離子體，穩定性比較好。在這種反應器內，粒子除了由於碰撞而引起的橫越磁感線的損失外，幾乎可以無休止地在環形室內繞磁感線旋進。由於磁感線呈螺線形或扭曲形，在繞環管一周後並不自相閉合，所以粒子繞磁感線旋進時一會兒跑到環管內側，一會兒跑到環管外側，總徘徊於磁場之中，而不會由於磁場的不均勻而引起電荷的分離。在這種裝置里，還可分別調節軸向磁場B1和圈向磁場B2，從而找到等離子體比較穩定的工作條件。此實驗裝置叫托卡馬克裝置，是目前建造得比較多的受控熱核反應實驗裝置。」

其中，如張義柏的97205608.4噴氣渦流式飛行器，其是在一個盆式容器內產生了平面渦流，但渦流是由斜上方的下降氣流收集而來，其盆式容器首先受到反推力或反升力。如林康的99124654.3一種空陸兩用旋風陀螺直升機車，其旋風陀螺是由垂直面上的槳葉和水平面上的槳葉共同構成，主要是由中心的風扇大量吸氣產生了中部的低壓區，再由垂直面上的槳葉旋轉將四周空氣以一角度導入形成空氣渦旋，但當空氣渦旋尚未成形時就被水平面上的槳葉破壞了。例如何惠平的98112980.3外殼旋轉式航空飛碟飛行器，其上表面的真空薄層是向上排斥帶電重離子，所以根據作用力與反作用力原理，上表面因受帶電重離子的反作用力而仍然受到重離子的靜壓，即飛行器沒有與外界形成物質和能量的交換，其運動部分是在一個封閉體內，因此不能得到上表面的低壓。

目前在載人飛行器上出現的渦流中有益的主要是固定翼飛機機翼上表面的脫體渦（平面渦流），但脫體渦的缺點是損耗大，不能充分利用渦流的動能，並且只能在特定條件（如大迎角）下產生和利用，且無法控制。而在使用翼型機翼的飛機中，翼尖渦的存在產生了誘導阻力。另外流體在物體後部尾跡中形成的旋渦，造成物體的壓差（形狀）阻力。

所以如何充分利用渦流的動能或渦量，並由人工產生渦流和控制其升力及飛行參數，是個歷史性難題。

發明目的

人類的「吐煙圈」及大自然的「台風」和「龍卷風」現象和原理提供了思路，即可把三者有機地結合起來，當流體沿螺線管軌跡運行的同時，於螺線管兩端閉合圍攏成圓環狀的旋渦，使其同時具有垂直面和水平面上的旋轉分量，成為「立體渦流」（螺繞環狀渦流），如同「托卡馬克裝置」中的螺旋形的等離子體環流，並從「立體渦流」中提取溢出流，使其向圓心剪切擠壓形成「平面渦流」，進一步讓「平面渦流」的近圓心部分堆積擠壓，使其向上湧起形成「中心渦管」，從而形成這三者按順序演化並有機結合的一個「復合渦流」（渦流復合體），形象上看是一種人造「煙圈和台風及龍卷風的渦流復合體」，從某種角度來說只不過是從熱核聚變容器中將等離子體環流取出變為渦流，並演化出「平面渦流」和「中心渦管」，是分別通過機械和電氣方式加以實現，而流體的物理形態也分別是氣態和等離子體態。此「渦流復合體」擁有如「龍卷風」般強大的負壓力，又具備如「煙圈」和「台風」般自約束能力，誘導損耗小，流體利用率高，可人工控制和補充，從而成為新型直升機的氣動力的唯一選擇。

應特別注意的是此種新型氣動模式「誘導」出一個「錐形旋性下洗流」的飛行流場，是「垂直切變風」的天生剋星，即當在對流層以下飛行時，飛行器的升力參數不會受任何方向的擾動氣流（包括垂直切變風）的影響，不會因為升力面的「迎角變化」而影響升力參數，當遭遇從上向下的垂直切變風時，雖然渦流從上方吸入的空氣在「總壓」和「靜壓」方面都增大了，但同時提高了渦流對周圍空氣的誘導比和質量，提高了誘導效率，增大了升力，又由於渦流是人工主動產生並且駐留於升力面上，而不會有普通機翼的「有效迎角」的問題，因此飛機非但不會下降反而有一定的上升趨勢，即對垂直切變風有自我補償的特殊性效果，適合在各種惡劣流場和氣候中正常飛行，這將對未來飛行器的飛行安全作出巨大貢獻；此「渦流復合體」可通過對渦流的高度和強度的調節輕易實現人工控制渦流；其完美的氣動特性和優異的可控性已經全面超越了昆蟲翅上的渦流，達到了人類空氣動力學發明和應用的頂峰。

目前的渦流製造設備大多稱「渦流發生器」，產生的都是通常的「平面渦流」。本發明先創造「立體渦流」，即如螺繞環（環形螺線管）一樣的新型渦流，再按順序演化生成「平面渦流」和「中心渦管」，實現了對這種「渦流復合體」的合成、保留、約束、凝聚等，這是由渦流發生裝置的特殊性構造或本身的磁場造成的，

本發明的技術方案

本發明含有機械方式和電氣方式的兩大類渦流凝聚器，包含用此種新型渦流體產生升力的三種飛行器，即飛行汽車、噴氣直升機、碟形飛行器，並有多種新型零部件等。

特別指出： 本發明中的渦流凝聚器不但產生了「立體渦流」，同時其上部溢出或減速的流體又都因為具有偏心角度而相互剪切擠壓形成了「平面渦流」，於是形成了兩種渦流，即「立體渦流」疊加上「平面渦流」，而對升力和效率的參數的調節則主要是由「中心渦管」來實現；另外凝聚器稍加改動後可用來單獨產生平面渦流；立體渦流優於平面渦流的特性是，立體渦流在整流通道的表面形成的附面層因為渦流在垂直面的旋轉得到能量而隨時處於激活狀態，防止了堆積，而不是平面渦流下部的附面層向旋轉中心區逐漸堆積增厚；另外立體渦流佔用圓面的外緣的較大面積，而平面渦流只是在圓面中心區的轉速最大，所以兩種渦流的疊加和共存可以互相取長補短。

升力原理：本發明先創造「立體渦流」，再按順序演化生成「平面渦流」和「中心渦管」，從而形成三者合一的「復合渦流」；即以「立體渦流」為骨架，以「平面渦流」為肉體，以「中心渦管」為皮膚，誘導周圍空氣在升力面的上方和下方形成「錐形的旋性下洗流」，即以少量的噴氣的「動能」，通過「渦量」，誘導出更大質量的周圍空氣的「動量」，從而得到高效率並且低誘導損耗的升力；在此是兩種渦流共存的局面，即「立體渦流」之上及之內疊加有「平面渦流」，在「立體渦流」中隨時有沿大圓面的周向速度減低而徑向速度增加的部分流體脫離出來，此各個方向的脫離流體初始時都有一偏心角，並且受圓面中心低壓區的吸引，先是減速向圓內溢進，然後經過相互剪切向中心擠壓的再加速，成為了「平面渦流」；「平面渦流」中心形成一個向上湧起的「中心渦管」，其內空為低壓無風區，此渦管向上伸展以離心力自由旋開成為漏斗或喇叭形狀，在漏斗或喇叭形的渦管與下部渦流之間形成了「壓力梯度層」或「剪切流層」，此「剪切流層」也是旋轉的，是下部高速流體與上部靜止大氣之間的過渡層，這類似於「射流附壁效應」（科安達效應coanda effect），即表面流體的速度最高，向上層或外層流體速度逐漸減低，因存在壓力梯度而在升力面上得到低壓，此處是「剪切流層」把渦量或旋轉量不斷傳遞給上部和四周大氣，即與周圍環境進行「能量交換」，即四周大氣被誘導和吸引向「中心渦管」和「平面渦流」靠攏，得到其所傳遞的渦量，也產生旋轉，成為低速大質量的旋轉流體，進而誘導出「剪切流層」或「壓力梯度層」，使下部兩種渦流的靜壓都降低；「立體渦流」占據圓形升力面的外緣大部分面積，速度勻衡，「平面渦流」在圓面的邊緣速度相對較低，在近圓心處得到再加速；「平面渦流」位於「立體渦流」的上方和圓環之內，也成為「立體渦流」的上方「剪切流層」和「過渡層」，「平面渦流」與上部「剪切流層」有強相互作用；上部和周圍空氣得到渦量向外和向下擴散，越接近「中心渦管」的下部或底部渦流，則周圍空氣得到的渦量越大，則周圍空氣是從上方被吸引，獲得渦量後，在升力面邊緣向外且向下旋轉而出，有一「下洗速度」，由上向下圍繞圓形升力面通過誘導形成一個「錐形旋性下洗流」的飛行流場，當升力面的面積越大、底部渦流或表面流體的速度越高、「中心渦管」的高度越高強度越強（當渦管直徑一定時）、漩流旋出時其「下洗速度」越小、受誘導的上部空氣質量越大，則升力效率和誘導功率損耗就越好；由於旋性下洗流的形成有一個很長的獲得渦量的過程，使得渦流對周圍空氣的誘導時間充分，效率高，使渦量分配均勻；一個渦流特有的升力現象是，「中心渦管」因為高速旋轉的空氣柱的離心作用和黏性而形成「中心低壓無風區」，是一種「抽真空現象」，特別當「中心渦管」較高大且旋轉速度很大時，如「吸管式龍卷風」，或者雷諾數很小時，如「昆蟲翅渦流」，則無風區氣壓的降低相對更明顯，可以作為主要升力區；另外，流體的旋性使得其在有限的升力區上方走過的路程更遠，「做功」的時間更長，即誘導或影響的周圍空氣更大量更充分更均勻；「旋性下洗流」同時帶有水平方向和鉛垂方向的速度分量，對於機械方式實現渦流升力來說，由於飛機機體及垂尾的側向阻礙作用，或大彎度襟翼的誘導作用，或兩個反向旋轉的渦流的相互誘導作用，都對「旋性下洗流」的兩個速度分量的分配比率有影響，即水平方向的速度減低而鉛垂方向的速度提高，甚至可因此完全消除下洗流的旋性，提高渦流對周圍空氣的誘導比，而對於電氣方式（即UFO飛行器）來說，可讓部分正離子混入下洗流，受到下部磁場的作用，可以誘導並改變全體下洗流的鉛垂方向和水平方向的速度分量的分配比率，另外可增大旋性下洗流中所含離子的比例，並加大下部「旋轉磁場」的轉速，以「洛倫茲力」作用將「旋性下洗流」向中心收縮，配合下部「渦流邊緣吸入流」形成一個類「吸管式龍卷風」；「旋性下洗流」是周圍空氣流場受渦流誘導產生升力的現象和必然結果，但在前飛時，過高的「中心渦管」和過厚的「剪切流層」在飛行中會被前方來流吹襲向後拉伸成脫體渦，造成較大的誘導阻力和損耗，則應盡量降低「中心渦管」的高度，或用磁場加以「固化」，而在垂直升降及中低空懸停時，可增加「中心渦管」的高度和強度（直徑一定時），把更多的渦量或旋轉量集中於「中心渦管」，使受吸引和誘導的周圍空氣的質量更大，則「旋性下洗流」的速度更小，即提高了誘導比和效率；渦流的邊緣因為吸力較強，會從周圍甚至機體下部吸入一定量的「渦流邊緣吸入流」；對於空氣渦流，其「中心渦管」所擴散的渦量可以占重要地位；而對於強磁場中的「離子混合氣渦流」，因為周圍空氣和渦流的外層反復電離和反復中和而受磁場影響，兩者可有更強的相互作用，再加上機體表面使渦流面呈向中心凸起的凸曲面或錐形面，則其「平面渦流」擴散的渦量可以佔主要部分，前飛時可降低「離子混合氣中心渦管」，懸停或升降時由空氣和等離子體相混和，經磁場調節收縮後形成高而強的「中心渦管」。所以，除了「中心渦管」的「抽真空現象」得到低氣壓的升力外，升力表面流體的速度、「剪切流層」或「壓力梯度層」的厚度、被誘導的周圍空氣的質量及「下洗速度」等，是空氣動力誘導升力的因素，而這些因素對於現有固定機翼來說，不論是否有「翼型」，也不管機翼是否屬於超音速或亞音速翼型，它們都是由來流和機翼之間的「沖量」所決定，對於狹義的閉合的渦流來說則是由「渦量」決定的。

兩大類渦流凝聚器的共同點是：流體都經過整流和控制，都形成「立體渦流」和「平面渦流」及「中心渦管」三者合一的「復合渦流」，並在升力面上都可以實現多個立體渦流的嵌套，但都只能共同形成一個平面渦流和一個中心渦管，都可以在表面形成表面凸起和鼓包、附面層抽吸和吹除等等控制措施，提高升力效率。

兩大類渦流凝聚器的區別點是：機械方式凝聚器的整流通道全部由機械部件組成，包含底部渦流軌道、側部壓氣面板、頂部扭壓面三大組件，通過機械力效應實現氣體的凝聚、約束、整形等；電氣方式凝聚器的整流通道則是一個旋渦形磁場和中心感應線圈的脈沖磁場，用電磁力效應實現離子混合氣的「渦流復合體」；渦流的工質也區分為氣體和離子混合氣。

機械方式凝聚器的底部渦流軌道的外側為環形凹槽，環形凹槽的外側為側部壓氣面板，側部壓氣面板的中上部為頂部扭壓面，其側部壓氣面板及頂部扭壓面都可轉動或固定或自然延伸而成；環形凹槽的內表面的橫剖視形狀是光滑的凸曲線，可以在流體的損失和扭轉效率之間作實際的選擇；環形凹槽、側部壓氣面板二者內表面的橫向剖視形狀的優選方案是圓弧段，可有最小的流體損失，頂部扭壓面的內表面的橫剖視形狀的優選方案是漸開線（螺線）段，可以最高效率扭轉流體；側部壓氣面板和頂部扭壓面的內表面上可有氣流旋轉膛線或固定翼飛機上的渦流發生片，兩者都可加強氣流在垂直面上的旋轉，但側重點不同，氣流旋轉膛線加強的是垂直面上的旋轉氣流的外側部分，而渦流發生片加強的是其內側部分；立體渦流在凹槽表面的外側因為離心作用形成正壓，沒有升力，而在凹槽表面的內側形成負壓。

飛行汽車的渦流凝聚器是用離心機從上部吸入空氣，並通過旋轉以離心作用向四周甩開得到高速甚至高亞音速氣流；在離心機進氣口上方設有「進氣導流葉片」，在初始時保證平面渦流的順利形成，防止出現「啟動困難」，也可調節中心渦管的高度和強度。

噴氣直升機的渦流凝聚器的氣流來源是發動機的噴氣，如發動機的噴氣超過音速，則須經過引流通道（漸開線形凹槽）的減速才能得到所需亞音速氣流；噴氣扁管或發動機燃燒室內專用的螺旋形氣流產生裝置可直接裝於環形凹槽的進氣口處，此時可取消漸開線形凹槽，但須保證噴氣速度為亞音速；在凝聚器的圓面中心區域設有「中心渦管發生器」，在初始時保證平面渦流的順利形成，防止出現「啟動困難」，並可通過調節中心渦管的高度和強度，在飛行中調節和控制升力效率和參數。

碟形飛行器的渦流凝聚器的等離子體立體渦流在強磁場的約束下其流體速度可以超音速，卻不會形成激波；飛行器表面通過一種獨特的新型離子加速器以多漸開線的方式盤繞成一個旋渦形狀，其處於圓心和圓周邊緣的內外開口所發出的磁力線而形成了一種獨特的「旋渦形磁場」，其磁力線大多有指向圓心的垂直方向分量和沿圓周切線的平行方向分量，並大多還有垂直於圓面的垂直方向分量，離子流動時切割垂直方向分量受「洛倫茲力」得到向心力，而平行方向分量也能約束離子，最終流體沿錐形表面以環形軌道流動，成為渦流，即此獨特的磁場也對渦流起到保留和約束的「容器」般的作用效果；但與正離子同方向的負離子受到離心力並且使得正負電荷產生分離而不穩，為了讓流體電荷分布均勻和得到穩定性，也必須象「托卡馬克裝置」中的等離子體流一樣呈螺線管般旋轉，由中心感應線圈在等離子體噴流形成的環形迴路中產生感生電流而在流體內形成圈向磁場，並與「旋渦形磁場」的平行方向分量疊加而形成螺旋形的總磁場，使等離子體沿磁力線產生螺旋形扭轉並旋進，即也隨著螺線管一樣的磁場旋轉，最終得到「立體渦流」，並隨時有沿大圓面的周向速度減低的部分離子脫離出來，經過「旋渦形磁場」的磁力線的導引，向圓心旋進並再次相互剪切加速而成為「平面渦流」，因此是兩種渦流相疊加的形式，再由「平面渦流」向圓心擠壓，向上堆積形成明顯高大的「中心渦管」（也屬於二維平面類型的渦流），並在磁場和離心作用下向外旋開擴散，誘導周圍空氣成為旋性下洗流；要保證以部分負離子的噴射方向與正離子相反，同時另一部分電子流的運動方向與正離子相同；渦流的「固化」是相對的，只要求也只能把渦流的主體（立體渦流）高度電離和「固化」，是完全的等離子體態，而同時要保證渦流的外層（平面渦流和中心渦管）要容易回復成空氣分子，好與周圍空氣有強相互作用，是包含了大量空氣的部分電離；此種離子加速器作為渦流凝聚器的構件，同時是等離子體噴流設備的主要組成，也是碟形飛行器的一種主要的推進發動機，身兼多種角色。
你好,希望採納！

⑶ 高分子減阻劑的生產工藝

減阻劑的聚合方法主要有溶液聚合、本體聚合等工藝路線。本體聚合法聚合初期轉化率不高，體系粘度不大，散熱容易，但轉化率提高後， 體系粘度增大，產生凝膠效應，如不及時散熱，易引起爆聚，但因為本體聚合法轉化率較高，因此應用廣泛。趙夢奇等加入少量1， 5-己二烯交聯劑， 本體聚合法合成了超高分子量的聚合物， 產品的抗剪切穩定性及產品的相對分子質量得到提高，但聚合物的減阻率僅為39.1%，其認為這是由於聚合物的分子量分散度低導致聚合物溶解性差，減阻率低。本體聚合是不加溶劑，主要使單體與催化劑體系在一定條件下反應，體系中只有單體及催化劑。其特點是，產品純，無需復，的產品分離操作，產品直接粉，調製成劑使用。但該方法的反應熱不易散出，反應中容易，生飛溫現象，因此實驗設備中，攪拌及控溫系統成為生產的關鍵。
溶液聚合法可以及時將聚合過程中產生的熱量排出，避免局部過熱，減少凝膠效應。但由於溶劑的稀釋作用單體轉化率較低，單體和溶劑分離回收費用高，聚合體系粘度大，現場應用困難。通過改進裝置和加入一些添加劑，溶液聚合法取得了一定的成就。

⑷ 橡樹嶺國家實驗室怎麼樣好不好

好。有實力。設立背景
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實驗室鳥瞰圖
第二次世界大戰期間，為了趕在德國之前造出原子彈，美國啟動了「曼哈頓工程」。作為曼哈頓工程的一部分，1943年2月，在田納西州諾克斯維爾以西30公里處的柯林頓小鎮，從事核武試驗研究的柯林頓實驗室破土動工（後改稱為橡樹嶺國家實驗室ORNL）。
一年之內，在一片荒無人煙的不毛之地建成了一座秘密城市「橡樹嶺」以及用於核武試驗研究的國家實驗室。很長一段時間，在公開出版的地圖上是找不到橡樹嶺的。即使在2013年，用GPS也只能查出該實驗室所在的街道，但找不到它具體的門牌號碼位置。

歷史沿革
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實驗室入口標志
20世紀50、60年代，ORNL是從事核能和物理及生命科學相關研究的國際中心。70年代成立美國能源部後，ORNL的研究計劃擴展到能源產生、傳輸和保存領域。
到21世紀初，該實驗室用和平時期同樣重要但與曼哈頓計劃時期不同的任務支持著美國。

科研實力
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ORNL擁有眾多的重要科學研究設施，向更高層次發展，建設了新的納米材料科學中心、基因科學中心、每秒進行40*1012次計算的世界上最大的超級計算機中心等，負責由6個美國實驗室共同合作建設的美國最大的民用科學研究項目——價值14億美元的散裂中子源，設有多個核科學實驗室如高通量同位素反應推等，逐漸發展成為大型綜合性研究基地，對美國的發展做出了巨大貢獻。
ORNL現有雇員4600人，包括科學家和工程師3000人。ORNL每年接待客座研究人員3000名，為期2周或更長的時間，其中約有25%的客座人員來自工業部門。每年接待參觀者30000人，另外加上進大學前的10000名學生。
ORNL每年的經費超過16.5億美元，其中80%來自能源部，20%來自聯邦政府和私營部門的客戶。其2003財政年度的經費首次超過10億美元。田納西大學 - Battelle紀念研究所已經提供數百萬美元，用於支持大橡樹嶺地區的數學和科學教育、經濟發展和其他項目。
ORNL正計劃投資3億美元，為下一代大科學研究提供現代化的場所。經費由聯邦政府、州政府和私營部門提供，用於建造11個新的裝置，包括功能性基因組中心、納米材料科學、先進材料表徵實驗室和計算科學聯合研究所。
投資16億美元的散裂中子源SNS是世界上最大的民用科學項目，ORNL從而成為世界上首屈一指的中子科學研究中心。[1]

研究領域
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ITER示意圖
ORNL的任務是開展基礎和應用的研究與開發，提供科學知識和技術上解決復雜問題的創新方法，增強美國在主要科學領域里的領先地位；提高潔凈能源的利用率；恢復和保護環境以及為國家安全作貢獻。
隨著現代設施的建設使前沿研究成為可能，ORNL正在對未來的大科學任務進行重新定位，涉及先進的計算、先進材料、生物系統、能源科學、納米技術、國家安全、中子科學、研究設施和其他有關的研究領域。
ORNL從事跨越廣泛領域科學學科的研發活動，ORNL在許多科學領域處於國際領先地位。它主要從事以下科學領域的研究，包括中子科學、復雜生物系統、能源、先進材料、國家安全和高性能計算等。
1、中子科學
2、生物系統
3、能源
·生物能項目
·電力傳輸技術技術
·能源效益和電力技術
·能源效率和可再生能源（EERE）
·工業技術項目
·美國參與國際熱核聚變實驗堆項目
4、先進材料
·催化作用基礎和應用研究中心
·結構材料缺陷物理中心
·納米材料科學中心
·高溫材料實驗室
·工業技術項目
5、國家安全
6、高性能計算
7、納米技術
·生物和納米尺度系統組
· 納米應用中心
— 超導線（Superconcting Wires）
ORNL通過絕緣納米點的三維自組裝研製出高溫超導線。分布在厚膜超導第二代線的整個厚度上的納米點陣列作為有效磁通釘扎中心，滿足了最實際的功率應用的要求。2006年，該項成就作為「最佳之最佳」被《納米技術摘要》專業雜志授予國際納米技術50強獎。2008年，該實驗室的Amit Goyal博士因開發區出此項技術獲得發明者獎。
— 診斷(Diagnostics)
ORNL正在開發和實施直接操縱轉錄過程的納米結構器件 – 憑借轉錄過程，細胞內的基因可通過電子控制被誘導或壓抑。該方法是利用細胞滲透納米電極作為細胞界面的納米功能，使拴系的遺傳物質可被引入到一個細胞和通過多尺度設備平台應用的外部刺激進行監管。該研究平台是一個包括了解在一個單細胞內單個基因功能廣泛應用的有力工具。
— 納米發酵(Nanofermentation)
納米發酵採用自然金屬還原菌株創造定製的各種重要工程材料的單晶納米顆粒。細菌可以在工業生物加工中用於製造混合金屬氧化物的發現，取得了大規模納米粉體合成的突破。顆粒的大小和形態可由集中方法加以控制，包括溫度、孵化時間和選擇電子供體或某些化學添加劑。
採用熟悉、成熟的工業設備和簡單的發酵做法，納米發酵在室溫或接近室溫進行。該菌株是完全自然的，並不危險。操作過程可在使產品符合特殊需要的廣泛條件下進行，並可容易地按比例增加。納米發酵產生廣泛成分的極其細微，控制良好並具有很強的結晶產品。
— 納米強化合金(Nano-Strengthened Alleys)
ORNL的革命性的快速紅外線加熱過程式控制制在納米級晶粒細化到生產具有優越的抗拉強度和抗疲勞性能的高性能鍛件。ORNL正與鍛造業協會一起使這個研發100大獎獲獎技術實現商業化。
— 超疏水材料(Superhydrophobic Materials)
ORNL開發了具有通過減少摩擦和減少腐蝕，以減少能量損耗潛力的超疏水（防水）納米結構材料。ORNL正致力於將超疏水氧化物為基礎的粉末商業化。這種粉末具有精確重復和每個粒子表面有高度統一尺寸的納米特性。
這些功能都塗有一個含氟化合物處理單層。這些超防水材料有許多一般的和高級的用途，包括針對減阻和強化傳熱的節能應用、新型感測器和生物醫學的應用。ORNL目前正在努力提高粉末的質量和開發粘結劑系統。
— 實時表徵(Real–Time Characterization)
ORNL開發了一種技術，利用商用微分遷移率分析儀實時抽樣氣相工藝生產的納米顆粒。已對金屬氧化物顆粒和碳納米材料的生產工藝進行了演示。該系統在Luna nanoWorks公司的等離子體電弧反應器上進行了試驗。
·納米尺度科學和設備組
納米尺度科學和設備組是ORNL生物科學部的一部分。其研究領域包括：吸收引起的應力、納米電子機械繫統和微電子機械繫統感測器、納米尺度分子力學、介面的物理和化學、掃描探針顯微鏡和分子梳。
通過開展這些領域的研究，建立一個許多傳統上單獨的科學領域令人興奮的融合基礎，分子生物學，流體力學，量子力學和光子學之間一度明顯的邊界劃線被跨越。所取得的技術進展有可能造福人類，從對癌症的改進檢查和治療，地雷的探測，人工恢復視覺和聽覺受損的視力和聽力，到保護平民和部隊防止常規武器以及核武器和生化武器的襲擊。
·生物和納米尺度組
橡樹嶺國家實驗室
生物和納米尺度組的納米技術研究包括以下幾個項目：利用納米類似物的納米感測和驅動；生物功能表面分子尺度通過掃描探針光刻；和生物分子介面納米尺度設備圖案化。這些項目針對設計，建造和實施對介面、模仿或表徵生物系統有用的納米結構。
8、其他研究領域
除主要的重點領域之外，ORNL還在以下科學領域開展世界一流水平的研究：
·化學科學領域
ORNL採用實驗、理論和計算的方法開展化學的基礎和應用研究，包括：化學生物科學、流體界面反應、結構和運輸、地球化學與水溶液化學、多種多樣催化作用、 激光光譜學、質譜測定法、材料化學、分子變換和燃料化學、 中子科學、聚合物，合成與表徵、 放射性材料表徵、分離化學、表面科學與界面化學、以及理論、建模和模擬。
·核物理領域
研究的重點領域是，在實驗方面，重點放在重離子和原子物理；在理論研究上，重點放在核物理、天體物理和核 - 粒子界面的物理。[1]

大事記
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1939年 發現核裂變
1942年 橡樹嶺被選為二戰曼哈頓計劃的場地
1943年 世界上第一台連續運轉造價1200萬美元的石墨反應堆經過9個月的建造達到臨界
1944年 石墨反應堆生產出鈈，為生產結束二戰的原子彈所需鈈的Hanford反應堆做好准備
1945年 在石墨反應堆上發現元素61（鉕）；在反應堆上首次開展中子散射研究（實驗者為Ernie Wollan和Cliff Shull（右圖）; 後者因在石墨反應堆上所做的開拓性工作榮獲1994年諾貝爾物理獎）
1946年 首次將反應堆生產的放射性同位素送到癌症醫院；提出壓水反應堆的設想 (後用於核電和潛水推力)；設計出放射探測器和劑量儀
1947年 老鼠用來研究輻射對哺乳動物的遺傳影響；原子委員會成立
1948年 設計用於研究反應堆的燃料成分；材料實驗反應堆在ORNL設計，建在愛達荷州
1949年 在ORNL開發出普雷克斯過程，後來在世界范圍內成為從用過的反應堆燃料中回收鈾和鈈的方法
1950年 橡樹嶺反應堆技術學校成立；低流強測試反應堆首次運行
1951年 整體屏蔽反應堆開始運行；測量中子半壽命；安裝5 MW靜電加速器
1952年 建造ORNL第一台重離子迴旋加速器；根據對被輻照老鼠胚胎的研究，ORNL告戒不要對可能懷孕的婦女進行X光檢查；均勻反應堆實驗首次運行
1953年 在ORNL安裝當時世界上功率最大的橡樹嶺自動計算機和邏輯機；ORNL為軍隊在遙遠場地使用所設計的可移動反應堆
1954年 ORNL生態計劃開始；測試ORNL實驗飛機反應堆；塔式屏蔽設施首次運行，為倒運的核飛機計劃提供數據和利用兩種不同反應物對撞分子束流首次詳細研究化學反應
1955年 在聯合國和平利用原子大會上ORNL小的「游泳池」式反應堆展示給艾森豪威爾總統；Alvin Weinberg 被任命為ORNL所長，在此職位歷時18年
1956年 核糖核酸（RNA）被發現；展示首例骨髓移植。國家科學院委員會根據ORNL老鼠數據就輻射對人類遺傳效應進行預測
1957年 在ORNL領導的影響下，對可允許的醫用輻射水平和工作地點的放射性核素作出決定；ORNL第一台聚變研究裝置建成
1958年 橡樹嶺研究反應堆開始運行；美國首次尋找高水平核廢料儲存地的努力由ORNL開始
1959年 發現老鼠的雄性取決於Y染色體的存在；ORNL研究人員對用於美國第一台核動力民用船隻的掩映隊屏蔽進行了鑒定
1960年 製作出用作個人輻射監視器的袖珍嘯聲器；測量化學製品對老鼠的遺傳影響的實驗計劃啟動
1961年 開始開發放射性同位素加熱源，為空間衛星提供動力；在ORNL反應堆上開發出嬗變攙雜法；後用於製造電子學部件
1962年 開展輻射防護物理研究；研究反應堆竣工；藉助計算機模擬發現離子溝道效應；軍民研究計劃啟動；木實驗台用放射性同位素銫-137作標記；分析表明核武器實驗產生的放射性微粒具有危害性
1963年 輻射屏蔽信息中心成立；橡樹嶺等時性迴旋加速器首次運行
1964年 成為第一個僱傭社會科學家（開始時進行軍民研究）的國家實驗室；在聯合國大會上介紹ORNL核脫鹽概念
1965年 高通亮同位素反應堆(HFIR)和熔鹽反應堆運行(MSR)
1966年 石墨反應堆被命名為國家歷史性里程碑；開發出評價核臨界安全的KENO蒙特卡洛代碼
1967年 Walker Branch Watershed研究設施對生態系統研究開放；ORNL被選為領導國際生物計劃下美國的生態系統研究；在ORNL高速離心機中分離出病毒；開發出評估輻射屏蔽保護能力的模擬代碼
1968年 使用鈾233，第二個熔鹽反應堆運行（這是第一台使用這種燃料的反應堆）；發明醫療診斷用的快速離心分析儀；用ORNL開發的區域離心機產生出超純疫苗；設計出能更好抗中子誘導膨脹的不銹鋼合金
1969年 利用新的橡樹嶺電子直線加速器首次進行了中子截面測量；ORNL成為與遙感結合在一起的地理信息系統的領導者；設計出Apollo 11月亮岩石收集器
1970年 提出SCALE標准，幫助確保用過核燃料的安全儲存和運輸；ORNL第一台用於等離子體物理實驗的托卡馬克聚變研究裝置運行
1971年 水生態實驗室成立；獲得環境影響說明所需的魚最喜歡水溫的數據；在加速器研究中確定了變形的鈾234原子核的可能形狀
1972年 能量守恆研究計劃啟動；老鼠胚胎冷凍、解凍和移植到母性老鼠中，生出健康的幼鼠；在生物反應堆中，發現花園土壤的細菌去掉來自工業廢水的硝酸鹽和稀有金屬；發現四極磁鐵大共振；廣泛研究出現這些原子核大振盪的模式
1973年 對月球岩石的組成進行分析；製作出超聲波魚標記，用來測量和傳送魚最喜歡的水溫
1974年 Herman Postma被任命為ORNL所長，歷時14年；開發出鉻鉬鋼；在世界范圍內，用於電力事業鍋爐和煉油鍋爐
1975年 開發出生態系統的計算機模型，使ORNL成為系統生態學方面的領先者；開發出將核燃料密封在空間探測器用的結實銥合金
1976年 試驗性的ANFLOW生物反應堆安裝在橡樹嶺市污水處理廠；改進從煤生產液態和氣體燃料並確定它們生物效應的計劃啟動
1978年 吉米.卡特總統訪問ORNL；開發出為裂變能源研究設備添加燃料的芯塊注入法，在世界范圍內被廣泛採用
1979年 ORNL的中性注入器幫助普林斯頓等離子體物理實驗室使聚變等離子體溫度創造記錄；ORNL幫助核控制委員會確定三里島核電廠事故的起因和後果；發現乙亞硝基脲是誘發老鼠變異最有效的化學製品；在研究老鼠中，發現食品防腐劑中的亞硝酸鹽與食品和葯物胺發生反應，形成引起癌症的硝基胺
1980年 Holifield重離子研究裝置（HHIRF）作為核物理用戶裝置對外開放;國家小角度散射研究中心開放後，HHIRF成為用戶設施；國家環境研究園(12400英畝) 開放；發現新的離子注入技術能改進物質表面的性能；ORNL用氮離子注入鈦合金後，製造出壽命更長的人造關節；建立計算機模型，預測電站對哈得孫河魚的影響；ORNL研究人員啟動遙控技術研究，成為世界上製造承擔危險任務機器人的領先者
1981年 開發出晶須韌化、抗斷裂陶瓷，用於工廠的切削工具
1982年 為提高冷凍機和加熱泵的效率，制定了標准，擬訂了設計；制定了絕緣標准，後被聯邦政府部門採用；開發出改進的鎳鋁化物合金，用於鋼材和汽車部件的商業化生產；在大線圈測試設備上由聚變能研究人員對超導磁鐵成功地進行了測試；二氧化碳信息分析中心成立，該中心是世界上有名的全球變化數據存儲中心
1984年 利用菠菜和藻類中的光和作用，開始進行從水產生含有巨大能量氫的實驗
1985年 開發出用碘123示蹤的脂肪酸，用於醫療掃描診斷心臟病；田那西大學和橡樹嶺國家實驗室建立科學聯盟；開發出膠鑄，現商業上用於形成微渦論的陶瓷部件
1986年 ORNL確定切諾爾貝力核電站事故何時發生和為什麼釋放出那麼多的放射
1987年 高溫材料實驗室作為用戶裝置對謀求製造能效高發動機的工業界研究人員開放；激光器用來製造高溫超導材料；鑒於能源部對實驗室反應堆安全管理的擔憂，ORNL所有反應堆關閉
1988年 為開展聚變能源研究，利用仿星器，啟動先進環形裝置；Alvin Trivelpiece被任命為ORNL所長，歷時12年
1989年 為核控制委員會重新頒發核電廠運行許可證，提供了「一般環境影響報告」第一草案
1990年 ORNL的酸雨研究導致控制工業上的硫和氧化氮的排放 ；原子序數對比電子顯微鏡看到一列一列的原子；計算機代碼幫助部隊更好地在戰場部署兵力和裝備；確認中子內存在誇克
1991年 在HHFIR上進行的中子活化分析否定了美國一位總統死於砷中毒的說法；寫出軟體，通過將到處分散的PC機連起來的辦法解決問題
1992年 喬治.布希總統參觀ORNL；發明錸188同位素產生器，在世界范圍內治療癌症和心臟病患者；發明薄膜微型鋰電池；發現和克隆老鼠刺豚鼠基因；發現變異基因引起肥胖症、糖尿病和癌症；開發出圖形輸入語言（GRAIL），用於在計算機上識別DNA序列中的基因
1993年 發明光學活組織切片檢查技術，不動手術就能發現食道中的癌症腫瘤；UT-ORNL名列前500台超級計算機
1994年 發明「晶元實驗室」，現商業上用於蛋白質分析和毒品發現實驗；發明質譜測定技術，用於探測污染物、爆炸物和蛋白質；開發出ALLIANCE軟體，使一組一組的機器人配合工作；為在新的並行超級計算機上運行未來氣候模型准備了代碼
1995年 啟動當時世界上最快的超級計算機Intel Paragon XP/S 150；發明了製造高溫超導線的RABiTSTM方法；開發出超級計算機數據存儲和檢索超高速系統；ORNL的DNA蛋白質晶體搭載哥倫比亞號宇宙太空梭在宇宙中生長；為海軍開發出探測過往潛水艇的信號分析系統
1996年 修改了大眾冷凍機模型，將能耗降低一半；發現石墨泡沫導熱異乎尋常的好；設計出心跳探測器，發現藏在車內的恐怖分子和罪犯；可查找的電子簿式視窗幫助合作者通過國際網路運行實驗
1997年 開發出檢驗俄羅斯武器等級的鈾轉換為反應堆等級燃料的設備；初步設計質譜儀，幫助海軍發現生化威脅；第一次被批准公布在遺傳上設計的微生物製造出增強受損錄象帶信號的VITALE，幫助警察解決犯罪問題；世界上最大的集水區實驗說明乾旱和大雨對森林的影響；首次被批准公布經過遺傳工程處理得到的微生物
1998年 發明MicroCAT掃描儀；繪制出變異老鼠內部變化圖；戶外FACE實驗表明膠皮糖香樹在濃化CO2大氣中長得更快；ORNL的技術幫助半導體公司發現引起計算機晶元中缺陷的問題
1999年 副總統戈爾在散裂中子源破土動工儀式上講話；發明迅速探測人體疾病的多功能生物晶元；開展合金研究導致造紙廠的鍋爐更新改進或新的鍋爐，使其更加安全
2000年 Bill Madia 被任命為ORNL所長；兩台新的超級計算機投入運行；ORNL在國際蛋白質結構預測競爭中，位於前100名的第四名；田那西大學-橡樹嶺國家實驗室開放國家運輸研究中心；開發出節能加熱泵水加熱器；ORNL幫助將3個人類染色體排序；聚變能理論學家開始設計准-磁場極向仿星器
2001年 HHFIR在更換錇反射器和增加研究建築後重新運行；為半導體公司設計出檢查三維缺陷直接到數字的全息照相術；GRAIL用於《科學》和《自然》關於人類基因組排序方面具有里程碑性的論文；能源部部長 Spencer Abraham訪問ORNL，將DOE的土地轉給ORNL用於新的建設；與工業夥伴開發出超導變壓器和高溫超導電纜
2002年 ORNL-Cray夥伴最快的超級計算機目標；UT-ORNL計算機科學聯合研究所破土動工；3億美元現代化計劃開始動工興建；能源部批准在ORNL建立那米階段材料科學中心；人類生活家園櫥窗中展示的ORNL能源技術；錒-225從ORNL運到醫院治療白血病
2003年8月1日起，Jeff Wadsworth擔任橡樹嶺國家實驗室所長
2003年 私人資助的設施：在能源部立契約轉讓的土地上建造300，000平方英尺的設施中，將有最先進的能源和計算科學實驗室。

⑸ 誰能幫我寫個《汽車凹坑型非光滑表面減阻特性的分析與優化》的論文

[摘要]本文中研究了凹坑型非光滑車身表面的減阻特性．首先探討了凹坑單元體矩形、菱形、等差等不同排列方式的減阻效果，選取了減阻效果較好的矩形排列方式；然後以單元體直徑D、橫向間距W和縱向間距L為設計變數，以氣動阻力最小為目標，採用拉丁方試驗設計方法進行優化；接著利用CFD模擬得到各樣本點的響應值，並據此建立Kriging近似模型；最後在驗證了近似模型的可信度基礎上，以近似模型進行全局優化：結果表明：凹坑單元體矩形排列最大可達7. 62%的減阻效果。
關鍵詞：汽車；凹坑型非光滑表面；減阻；CFD模擬；Kriging模型；優化
Analysis and Optimization on the Drag Rection Characteristics of Car with Pit-type Non-smooth Surface
[Abstract]Drag rection characteristic of pit-type non-smooth car body surface is studied in this paper. Firstly the drag rection effects of rectangle, thombus and equal-different pit arrangement are investigated, and the rectangular arrangement with better drag rection effect is chosen. Then an optimization by the design of experiment with Latin Hypercube scheme is performed with the diameter and longitudinal and transverse spacing of pit as design variables and minimizing drag as objective. Next, the responses of different sample points are obtained by CFD simulation, and based on which a Kriging metamodel is built. Finally after the confidence of metamodel is verified a global optimization with the metamodel is concted. The results show that a maximum drag rection effect up t0 7.62% can be achieved with rectangular pit arrangement.
Keywords: car; pit-type non-smooth surface; drag rection; CFD simulation; Kriging model; optimization
前言
日前汽車空氣動力學的氣動阻力特性優化主要通過車身的流線形化和局部改進等方法來實現，由於這些方法研究日益成熟，降低阻力的空間越來越小，汽車減阻進入一個瓶頸期。近年來，基於工程仿生學理論的凹坑型非光滑表面結構的減阻研究迅速發展。其中最典型的應用便是高爾夫凹坑球面。高爾夫球在飛行過程中由於凹坑的存在使空氣形成的邊界層緊貼球的表面，使平滑的氣流順著球形多往後走一些，延遲了邊界層與球體的分離，減小了尾流區，減少了前後的壓差阻力，從而使凹坑型球面的高爾夫球比光滑球面的高爾夫球飛得更遠。
受其啟發，本文中將凹坑型非光滑表面運用在汽車表面上，並通過CFD數值模擬，研究其減阻效果。首先研究了凹坑單元體不同排列方式對汽車減阻效果的影響；然後以減阻效果最佳的排列方式為基礎，選取相關設計變數，運用拉丁方試驗設計方法選出樣本點；接著建立了Kriging近似模型-3-；最後通過多島遺傳演算法對近似模型進行全局尋優。
1 原車模型CFD計算與試驗驗證
1.1計算模型的建立
採用UG軟體建立了某轎車1:1的實車模型。對模型進行了適當的簡化，忽略了門把手、雨刮器、雨水槽等，同時對底盤進行了平整化處理，從而提高了分析效率。轎車模型的長×寬×高分別為5 088×2 036x1 497( mm)，整車模型如圖1所示。
1.2建立計算網格及求解
整車計算域為一圍繞車身的長方體，人口距模型前端3倍車長，出口距模型後端7倍車長，總高度為5倍車高，總寬度為7倍車寬。採用ANSYS ICEM CFD軟體生成非結構化的四面體網格，在車身要凹坑非光滑處理的表面上進行網格加密，以便更加准確地獲取所需的流場信息，同時在車身表面拉伸出與其平行的三稜柱網格作為附面層，以消除壁面函數的影響。為避免網格差異對模擬結果的影響，在模擬過程中，保持棋型相同部分的網格尺寸不變。每次模擬生成的整車總網格數約為360多萬。
邊界條件的設置如下：計算域入口設置為速度人口邊界，速度為40m/s，計算域出口為壓力出口邊界，車身表面設置為無滑移壁面邊界條件，計算域地板設置為移動壁面邊界條件，計算域上表面及左右側面均為滑移壁面邊界條件。選用Relizable k-ε湍流模型，採用二階迎風格式進行離散求解，計算域溫度為常溫進行CFD穩態模擬計算。
1.3風洞試驗驗證
通過風洞試驗來驗證邊界條件和湍流模型設置的准確性。試驗模型根據CAD模型通過數控加工中心加工成1：3的模型，從而保證了試驗用物理模型與數值模擬用CAD模型的一致性。在湖南大學風工程試驗研究中心HD-2風洞中進行測力試驗，用六分力浮框式測力天平測量模型的氣動力。試驗風速為40 m/s，啟動地面附面層抽吸裝置，消除了由
於風洞試驗引起的地面邊界層的影響。轎車模型風洞試驗如圖2所示。
通過風洞試驗測得模型的風阻系數CD，並將CFD模擬結果與試驗進行對比，如表1所示。風阻系數的相對誤差為3. 86%，在工程允許誤差5%以內，從而驗證了數值模擬的可靠性。
2 非光滑處理區域的選定與單元體尺寸的估算
非光滑處理區域應該選在能較好控制尾流區的表面，以減小湍能損失和壓差阻力，而車身頂蓋是對尾流區域影響最大的表面，故本文中主要研究對車身頂蓋進行凹坑非光滑處理後的減阻效果，凹坑非光滑區域如圖3所示。
有關研究表明，無論是氣流分離所引起的壓差阻力還是由於氣體的黏性作用而引起的摩擦阻力，它們總是和邊界層及其厚度有關。仿生非光滑減阻方法的實現途徑就是通過對邊界層的控制來減少湍流猝發強度，減小湍動能的損失。可見，非光滑結構的選擇應該和邊界層有關，非光滑單元體的尺寸高度或深度應該小於車身表面到對數律區之間的距離。目前國際上關於凹坑減阻的研究仍然較少，沒有形成理論體系。因此，在研究初期凹坑型單元體尺寸主要是根據邊界層的厚度來確定。
平板層流邊界層的厚度計算公式為
3 凹坑結構尺寸設計與排列方式
3.1 凹坑結構尺寸設計
在進行凹坑型單元體排列時主要考慮單元體的尺寸：直徑D、橫向間距W、縱向間距L和凹坑深度S，見圖4。為了設計與排列方便，取深度S為直徑D的一半。根據計算模型最大邊界層厚度、車身頂蓋的尺寸、汽車行駛速度和凹坑單元體之間防干涉的要求，給定D、W、L和S的取值范圍分別為[10，40]、[60，160]、[60，160]和[5，20]，單位為mm。
3.2 凹坑單元體排列方式的影響
根據大量的仿生學實驗可知，例如土壤動物蜣螂在土中運動自如一方面得益於其體表的非光滑單元體凹坑形狀，另一方面得益於其凹坑單元體的排列方式。為此在研究凹坑型非光滑車身表面的減阻性能時，要考慮其排列方式的影響。本文中選取了常見的3種排列方式：矩形排列、菱形排列和等差排列，如圖5所示。
本文中選取D= 15mm，形=120mm．￡=120mm．對這3種排列方式進行CFD模擬，其結果見表2。
由表2可知，3種凹坑型單元體排列方式中矩形排到減阻效果最佳，降阻率達2. 13%。
4 凹坑型非光滑表面優化設計
4.1 優化流程與設計變數的選取
根據3種排列方式的CFD模擬結果知，矩形排列方式減阻效果最佳，故以矩形排列凹坑型非光滑表面作為優化對象。整個分析與優化過程如下：(1)確定設計變數，使用拉丁方設計方法選取樣本點；(2)通過CFD模擬得出各樣本點的響應值，並以樣本點和響應值構建近似模型；(3)選取3組新的樣本點驗證近似模型的精度，若不精確則須重新選取樣本點；(4)在驗證近似模型可信度的基礎E，利用優化演算法在滿足約束條件的區域內實現全局尋優，得到最優解，最後再回代到模擬模型中校核計算，如圖6所示。
以D、W和L為設計變數，尋求最優的組合，以達到最大的減阻效果，即求得最小CD值。
4.2試驗設計 ，
根據設計變數的取值范圍，採用拉丁方抽樣方法。選取20組樣本點進行CFD模擬計算，得到20組響應值。各設計變數對CD值的影響關系如圖7所示，D等表示單個設計變數對CD的影響，D-W等表示兩個變數對CD交互影響，D�0�5等表示設計變數平方對CD的影響。
從圖7可見，對CD影響最大的設計變數是L，D次之，W影響最小。D與形之間的交互效應最為明顯，L和D次之，形和￡之間的交互效應最小。雖然W對氣動阻力的影響較小，但是W與其他參數之間交互效應對CD的影響不能忽視。
4.3近似模型的建立
近似模型是指在不降低計算精度情況下構造的一個計算量小、計算周期短，但計算結果與數值分析或物理實驗結果相近的數學模型；用於代替計算代價高昂的模擬分析軟體，大幅提高分析效率，同時剔除模擬軟體的「計算雜訊」。用於構建近似模型的方法主要有：響應面模型、Kriging模型、徑向基神經網路模型和泰勒級數模型等。
與其他模型相比，Kriging模型構建的近似面可以覆蓋所有的樣本點，近似面質量很高，因此採用Kriging模型構建近似模型。
為r檢驗所建立的近似模型的擬合精度，在設計空間中選取試驗設計方案外的任意3個實驗點進行CFD模擬，並與近似模型的計算結果進行對比，如表3所示。
由表3可知，驗證點的CFD值與近似模型值相差均在2%以內，這表明所建立的近似模型可以很好地描述設計變數與響應值之間的關系，可信度較高，可取代直接的CFD計算。
4.4優化結果與分析
多島遺傳演算法(multiple island genetic algorithm，MIGA)建立在傳統遺傳演算法基礎上。它小同於傳統遺傳演算法的特點是：每個種群的個體被分成幾個子群，這些子群稱為「島」：傳統遺傳演算法的所有操作，例如：選擇、交叉、變異分別在每個島上進行，每個島上選定的個體定期地遷移到另外島上，然後繼續進行傳統遺傳演算法操作。遷移過程由遷移間隔和遷移率這兩個參數進行控制。遷移間隔表示每次遷移的代數，遷移率決定在一次遷移過程中每個島上遷移的個體數量的百分比。多島遺傳演算法中的遷移操作保持了優化解的多樣性，提高了包含全局最優解的機會。
本文中採用多島遺傳演算法對所建立的近似模型進行尋優，初始種群個數為50，島數為10，迭代代數為100，最終得出近似模型最優解為D= 40mm，W=100mm，L=69mm。對得到的最優解進行CFD模擬，相對誤差為0. 80%。
對車身表面進行凹坑型非光滑處理後，最大的降阻率可達7. 62 ％，其具體數值見表4。
圖8和圖9分別給出了原車與優化後的汽車尾部壓力雲圖和速度流線圖。
對比圖8和圖9可以看出，優化後汽車尾部的負壓區域明顯減小，正壓區顯著增大，進而減小了前後壓差阻力，同時改善了尾部的渦流，減小了車輛的氣動阻力，降低了汽車的燃油消耗。
5結論
(1)在車身表面進行凹坑型非光滑處理具有良好的減阻效果，能有效降低汽車的氣動阻力，進而降低油耗，提高燃油經濟性。
(2)凹坑型非光滑表面的減阻特性與凹坑單元體的排列方式有關，其中矩形排列方式減阻效果較佳。選取矩形排列時凹坑單元體直徑、橫向間距和縱向間距作為設計變數進行試驗設計，建立近似模型，並採用多島遺傳演算法進行優化，優化後最大降阻率可達7. 62%。
(3)試驗設計、近似模型和優化演算法相結合的方法，能為車身凹坑型非光滑表面減阻的研究和優化提供一定的工程指導。
參考文獻
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（來源：中國技師網）

⑹ 流阻的常用的流阻測試方法

隨著國內外減阻技術的發展,根據不同的減流阻性能測試的需要,涌現出不同的流阻測試方法。流阻測試裝置研製及塗層減阻性能研究。 將試驗模型與應變式天平相連,模型在流體流動(水流)中受到的阻力會使與其相連的應變式天平變形,這個變形通過電阻應變片轉化為電信號,然後通過電橋電路測量,並以電壓值的形式顯示出測量值。應變天平的應變值通過放大器放大,用精密數字示波器讀出,將數據採集到微型計算機上進行處理後,將電壓值換算成阻力值,通過比較不同模型的阻力值大小來檢測模型的減阻性能。
余永生等人採用了應變式單分量阻力天平原理對四類不同的壁面(親水性光滑壁面、親水性粗糙壁面、疏水性光滑壁面和疏水性粗糙壁面)的平板模型減阻性能進行了研究。實驗在北京大學低湍流度水洞中進行,該水洞試驗段為6.Omxo.4mxo.4m。實驗平板模型尺寸分別為950mmx392mmxsrnrn。

⑺ 手機熱壓膜怎麼拆除

減阻研究是目前航空航天技術領域的一重要課題,行器在飛行過程中會受到壓差阻力、摩擦阻力及激波阻力(超音速時)的作用。其中摩擦阻力佔主要部分，會限制飛行器速度的進一步提高、加劇飛行器表面材料損傷、增加燃料的消耗量及尾氣排放。減小摩擦阻力對改善飛行器的綜合性能、提高航速和航程、節約能源有具有重要的意義，在全球都注重環境友好的當下更凸顯其重要性。
面向航空的減阻研究，需要考慮到航空領域的大部分流動都是高雷諾數、具有湍流特性的流動，且由於摩擦阻力是總阻力的主要組成，所以減阻應著眼於改變附面層尤其是改變湍流邊界層的研究。近年來微技術和製造工藝的發展為湍流邊界層控制創造了新機遇，提出了主動和被動流動控制的概念，本發明涉及的溝槽薄膜減阻控制屬於被動流動控制的范疇。
自然界中一些利用邊界層形狀控制來減小摩擦阻力的現象為我們提供了啟發，鳥類羽毛的表面結構及鯊魚表皮的結構就是例證。鳥類羽毛有均勻且平行分布的溝槽結構，不同種類不同飛行速度的鳥類，其羽毛表面的溝槽結構也不同。而當鯊魚快速游動時，其表皮上有精細間隔的鱗脊，鱗脊間有圓谷，鱗脊的排列基本上與流動方向平行，鯊魚皮上的鱗脊可以使邊界層穩定，減小快速游動時所受到的阻力。
本發明涉及內容是利用溝槽薄膜改變邊界層來減小摩擦阻力。薄膜上溝槽的尺度對減阻效果有著極為重要的影響，隨著航空航天技術的進一步發展，如何高效地製造出精度更高\適用性更好、減阻效果更佳的溝槽薄膜，並探索出不同情況下的最佳溝槽尺寸是需要解決的重要問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種簡易熱壓膜裝置，解決現有技術中壓膜機結構過於冗雜，缺少成本低廉、高效快捷的壓膜方式的技術問題：
本發明提出的解決上述技術問題的技術方案如下：
一種簡易熱壓膜裝置，包括兩側機架板，兩機架板中間設置有加熱輥、膠輥和連軸，每塊機架板外側各設置有一個傳動構件，連軸兩端分別貫穿兩側的機架板與相應傳動構件焊接為一體，在一側機架板外側還通過軸承及軸承座設置有豎直蝸桿，蝸桿上部設置有轉盤和手柄，傳動構件一端加工有斜螺紋，與蝸桿配合傳動，另一端開有水平滑槽，加熱輥的兩端分別穿過機架板上開的豎直槽，嵌入傳動構件的水平滑槽內，加熱輥與加熱裝置相連，表面刻有溝槽，膠輥端部通過軸承固定在機架板上，該裝置還包括塑料托板。
所述的加熱輥上設置有溝槽，加熱輥軸的位置由機架板上豎直滑槽與傳動構件上水平滑槽所限定，轉動手柄可控制其上下移動。加熱輥可以由兩端可拆卸的軸端及中間主輥體構成，軸端與主輥體之間通過螺紋連接，兩端螺紋一左旋一右旋。這樣設計可方便安裝與拆卸。
所述的膠輥兩側通過方形軸承座與機架板固定，在方形軸承座下方各設置有一個壓力感測器，轉動手柄可調節加熱輥與膠輥的壓力。
本發明提供的簡易熱壓膜裝置，結構簡潔、構件數目少，方便安裝、拆卸及更換加熱輥。機構整體尺寸可根據所需薄膜尺寸作相應變化，制備溝槽薄膜時可以根據需要簡便高效地加工相應尺寸的薄膜，是一種成本低廉、簡單可控的薄膜制備工藝，可為壁面控制減阻的研究提供支持和便利。
附圖說明
圖1為本發明的整體結構示意圖；
圖2為本發明的連軸與傳動構件的結構示意圖；
圖3為本發明的機架板的正視圖；
圖4為本發明的加熱輥的剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明，以便讓本發明的實施方案及優點更清楚易懂。但需說明的是，此實施例僅用於解釋本發明，不用於限制本發明的范圍，且以下省略對公知結構的描述以使說明更加簡潔明了。
實施例：
如圖1所示：一種簡易熱壓膜裝置，包括兩側機架板1、2，兩機架板中間依次設置有加熱輥9、膠輥10和連軸6，加熱輥與加熱裝置相連，膠輥端部設置有電機(未畫出)，連桿兩側設置有傳動構件7、8，與連桿6焊接為一體，該構件右側設置斜螺紋與蝸桿5配合，蝸桿依靠軸承座固定在機架板上(未畫出)，蝸桿上部設置有轉盤3和手柄4，膠輥用方形軸承座11固定在機架板上，機架板前側設置有塑料托板12。
所述機架板12及傳動構件7、8上水平滑槽應適當長，使得加熱輥9與膠輥10可壓緊。
加熱輥9上刻有溝槽，可根據所需薄膜溝槽形狀，更換加熱輥。
更換加熱輥9時，將兩側細軸端部分擰出，即可取出中間刻有溝槽部分的主輥體。
加熱輥9位置由機架板上豎直滑槽與傳動構件7、8上水平滑槽所限定，轉動手柄4可使其上下移動。
所述的兩側方形軸承下方各設置有一個壓力感測器(未畫出)，轉動手柄4可調節加熱輥9與膠輥10之間的壓力。
採用聚合物薄膜，在熱壓完成後，薄膜發生彈塑性變形。薄膜表面彈性變形恢復，對溝槽尺寸參數造成一定的影響。其中，溝槽深度恢復到所壓深度的50％左右；溝槽頂角隨所壓深度和彈性變形恢復量而定。
綜上所述，根據上述的設計方式，本發明提供了一種簡易熱壓膜裝置。結構簡單，成本低廉，為飛行器的壁面控制減阻的研究提供實驗條件和設備支持。
本發明所屬技術領域的技術人員可以對本發明做各種修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應包含於本發明的保護范圍之內。

⑻ 使用Logisim搭建一個Mealy型有限狀態機+檢測串列輸入字元串中的能匹配正則表+

摘要 https://m..com/from=1099a/bd_page_type=1/ssid=0/uid=0/pu=sz%401320_480%2Ccuid%%2Ccua%401170_2532_iphone_12.25.0.10_0%2Ccut%40iPhone14%252C5_15.0%2Cosname%40boxapp%2Cctv%401%2Ccfrom%401099a%2Ccud%%2Cta%40zbios_1_15.0_6_12.25%2Cusm%403%2Cvmgdb%400020100228y/id=/w=0_10_/t=zbios/l=1/tc?clk_type=1&vit=osres&l=1&id=&t=zbios&ref=www_zbios&from=1099a&ssid=0&lid=10735719298288240104&bd_page_type=1&pu=sz%401320_480%2Ccuid%%2Ccua%401170_2532_iphone_12.25.0.10_0%2Ccut%40iPhone14%252C5_15.0%2Cosname%40boxapp%2Cctv%401%2Ccfrom%401099a%2Ccud%%2Cta%40zbios_1_15.0_6_12.25%2Cusm%403%2Cvmgdb%400020100228y&order=1&fm=alop&isAtom=1&waplogo=1&clk_info=%7B%22tplname%22%3A%22www_normal%22%2C%22srcid%22%3A1599%2C%22jumpT

⑼ 誰能告訴我有關力學的知識。。盡量要詳細

力學是研究物質機械運動規律的科學。自然界物質有多種層次，從宇觀的宇宙體系，宏觀的天體和常規物體，細觀的顆粒、纖維、晶體，到微觀的分子、原子、基本粒子。通常理解的力學以研究天然的或人工的宏觀對象為主。但由於學科的互相滲透，有時也涉及宇觀或細觀甚至微觀各層次中的對象以及有關的規律。
力學又稱經典力學，是研究通常尺寸的物體在受力下的形變，以及速度遠低於光速的運動過程的一門自然科學。力學是物理學、天文學和許多工程學的基礎，機械、建築、航天器和船艦等的合理設計都必須以經典力學為基本依據。
機械運動是物質運動的最基本的形式。機械運動亦即力學運動，是物質在時間、空間中的位置變化，包括移動、轉動、流動、變形、振動、波動、擴散等。而平衡或靜止，則是其中的特殊情況。物質運動的其他形式還有熱運動、電磁運動、原子及其內部的運動和化學運動等。
力是物質間的一種相互作用，機械運動狀態的變化是由這種相互作用引起的。靜止和運動狀態不變，則意味著各作用力在某種意義上的平衡。因此，力學可以說是力和(機械)運動的科學。
力學在漢語中的意思是力的科學。漢語「力」字最初表示的是手臂使勁，後來雖又含有他義，但都同機械或運動沒有直接聯系。「力學」一詞譯自英語mechanics(源於希臘語μηχανη——機械)。在英語中，mechanics是一個多義詞，既可釋作「力學」，也可釋作「機械學」、「結構」等。在歐洲其他語種中，此詞的語源和語義都與英語相同。漢語中沒有同它對等的多義詞。mechanics在19世紀50年代作為研究力的作用的學科名詞傳入中國時，譯作「重學」，後來改譯作「力學」，一直使用至今。「力學的」和「機械的」 在英語中同為mechanical，而現代漢語中「機械的」又可理解為「刻板的」。這種不同語種中詞義包容範圍的差異，有時引起國際學術交流中的周折。例如機械的(mechanical)自然觀，其實指用力學解釋自然的觀點，而英語mechanist是指機械師，不是指力學家。

【發展簡史】

力學知識最早起源於對自然現象的觀察和在生產勞動中的經驗。人們在建築、灌溉等勞動中使用杠桿、斜面、汲水等器具，逐漸積累起對平衡物體受力情況的認識。古希臘的阿基米德對杠桿平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等作了系統研究，確定它們的基本規律，初步奠定了靜力學即平衡理論的基礎。
古代人還從對日、月運行的觀察和弓箭、車輪等的使用中，了解一些簡單的運動規律，如勻速的移動和轉動。但是對力和運動之間的關系，只是在歐洲文藝復興時期以後才逐漸有了正確的認識。
伽利略在實驗研究和理論分析的基礎上，最早闡明自由落體運動的規律，提出加速度的概念。牛頓繼承和發展前人的研究成果(特別是開普勒的行星運動三定律)，提出物體運動三定律。伽利略、牛頓奠定了動力學的基礎。牛頓運動定律的建立標志著力學開始成為一門科學。
此後，力學的研究對象由單個的自由質點，轉向受約束的質點和受約束的質點系。這方面的標志是達朗貝爾提出的達朗貝爾原理，和拉格朗日建立的分析力學。其後，歐拉又進一步把牛頓運動定律用於剛體和理想流體的運動方程，這看作是連續介質力學的開端。
運動定律和物性定律這兩者的結合，促使彈性固體力學基本理論和粘性流體力學基本理論孿生於世，在這方面作出貢獻的是納維、柯西、泊松、斯托克斯等人。彈性力學和流體力學基本方程的建立，使得力學逐漸脫離物理學而成為獨立學科。
從牛頓到漢密爾頓的理論體系組成了物理學中的經典力學。在彈性和流體基本方程建立後，所給出的方程一時難於求解，工程技術中許多應用力學問題還須依靠經驗或半經驗的方法解決。這使得19世紀後半葉，在材料力學、結構力學同彈性力學之間，水力學和水動力學之間一直存在著風格上的顯著差別。
20世紀初，隨著新的數學理論和方法的出現，力學研究又蓬勃發展起來，創立了許多新的理論，同時也解決了工程技術中大量的關鍵性問題，如航空工程中的聲障問題和航天工程中的熱障問題等。
這時的先導者是普朗特和卡門，他們在力學研究工作中善於從復雜的現象中洞察事物本質，又能尋找合適的解決問題的數學途徑，逐漸形成一套特有的方法。從20世紀60年代起，計算機的應用日益廣泛，力學無論在應用上或理論上都有了新的進展。
力學在中國的發展經歷了一個特殊的過程。與古希臘幾乎同時，中國古代對平衡和簡單的運動形式就已具備相當水平的力學知識，所不同的是未建立起像阿基米德那樣的理論系統。到明末清初，中國科學技術已顯著落後於歐洲。

【學科性質】
物理科學的建立是從力學開始的。在物理科學中，人們曾用純粹力學理論解釋機械運動以外的各種形式的運動，如熱、電磁、光、分子和原子內的運動等。當物理學擺脫了這種機械(力學)的自然觀而獲得健康發展時，力學則在工程技術的推動下按自身邏輯進一步演化，逐漸從物理學中獨立出來。
20世紀初，相對論指出牛頓力學不適用於高速或宇宙尺度內的物體運動；20年代，量子論指出牛頓力學不適用於微觀世界。這反映人們對力學認識的深化，即認識到物質在不同層次上的機械運動規律是不同的。所以通常理解的力學，是指以宏觀的機械運動為研究內容的物理學分支學科。許多帶「力學」名稱的學科，如熱力學、統計力學、相對論力學、電動力學、量子力學等，在習慣上被認為是物理學的其它分支，不屬於力學的范圍。
力學與數學在發展中始終相互推動，相互促進。一種力學理論往往和相應的一個數學分支相伴產生，如運動基本定律和微積分，運動方程的求解和常微分方程，彈性力學及流體力學和數學分析理論，天體力學中運動穩定性和微分方程定性理論等，因此有人甚至認為力學應該也是一門應用數學。但是力學和其它物理學分支一樣，還有需要實驗基礎的一面，而數學尋求的是比力學更帶普遍性的數學關系，兩者有各自不同的研究對象。
力學不僅是一門基礎科學，同時也是一門技術科學，它是許多工程技術的理論基礎，又在廣泛的應用過程中不斷得到發展。當工程學還只分民用工程學(即土木工程學)和軍事工程學兩大分支時，力學在這兩個分支中就已經起著舉足輕重的作用。工程學越分越細，各個分支中許多關鍵性的進展，都有賴於力學中有關運動規律、強度、剛度等問題的解決。
力學和工程學的結合，促使了工程力學各個分支的形成和發展。現在，無論是歷史較久的土木工程、建築工程、水利工程、機械工程、船舶工程等，還是後起的航空工程、航天工程、核技術工程、生物醫學工程等，都或多或少有工程力學的活動場地。
力學既是基礎科學又是技術科學這種二重性，有時難免會引起分別側重基礎研究和應用研究的力學家之間的不同看法。但這種二重性也使力學家感到自豪，它們為溝通人類認識自然和改造自然兩個方面作出了貢獻。

【學科分類】
力學可粗分為靜力學、運動學和動力學三部分，靜力學研究力的平衡或物體的靜止問題；運動學只考慮物體怎樣運動，不討論它與所受力的關系；動力學討論物體運動和所受力的關系。
力學也可按所研究對象區分為固體力學、流體力學和一般力學三個分支，流體包括液體和氣體；固體力學和流體力學可統稱為連續介質力學，它們通常都採用連續介質的模型。固體力學和流體力學從力學分出後，餘下的部分組成一般力學。
一般力學通常是指以質點、質點系、剛體、剛體系為研究對象的力學，有時還把抽象的動力學系統也作為研究對象。一般力學除了研究離散系統的基本力學規律外，還研究某些與現代工程技術有關的新興學科的理論。
一般力學、固體力學和流體力學這三個主要分支在發展過程中，又因對象或模型的不同出現了一些分支學科和研究領域。屬於一般力學的有理論力學(狹義的)、分析力學、外彈道學、振動理論、剛體動力學、陀螺力學、運動穩定性等；屬於固體力學的有材料力學、結構力學、彈性力學、塑性力學、斷裂力學等；流體力學是由早期的水力學和水動力學這兩個風格迥異的分支匯合而成，現在則有空氣動力學、氣體動力學、多相流體力學、滲流力學、非牛頓流體力學等分支。各分支學科間的交叉結果又產生粘彈性理論、流變學、氣動彈性力學等。
力學也可按研究時所採用的主要手段區分為三個方面：理論分析、實驗研究和數值計算。實驗力學包括實驗應力分析、水動力學實驗和空氣動力實驗等。著重用數值計算手段的計算力學，是廣泛使用電子計算機後才出現的，其中有計算結構力學、計算流體力學等。對一個具體的力學課題或研究項目，往往需要理論、實驗和計算這三方面的相互配合。
力學在工程技術方面的應用結果形成工程力學或應用力學的各種分支，諸如土力學、岩石力學、爆炸力學復合材料力學、工業空氣動力學、環境空氣動力學等。
力學和其他基礎科學的結合也產生一些交又性的分支，最早的是和天文學結合產生的天體力學。在20世紀特別是60年代以來，出現更多的這類交叉分支，其中有物理力學、化學流體動力學、等離子體動力學、電流體動力學、磁流體力學、熱彈性力學、理性力學、生物力學、生物流變學、地質力學、地球動力學、地球構造動力學、地球流體力學等。

【主要理論】
1.物體運動三定律。
2.達朗貝爾原理
3.分析力學理論
4連續介質力學理論
5.彈性固體力學基本理論
6.粘性流體力學基本理論

【研究方法】

力學研究方法遵循認識論的基本法則：實踐——理論——實踐。
力學家們根據對自然現象的觀察，特別是定量觀測的結果，根據生產過程中積累的經驗和數據，或者根據為特定目的而設計的科學實驗的結果，提煉出量與量之間的定性的或數量的關系。為了使這種關系反映事物的本質，力學家要善於抓住起主要作用的因素，屏棄或暫時屏棄一些次要因素。
力學中把這種過程稱為建立模型。質點、質點系、剛體、彈性固體、粘性流體、連續介質等是各種不同的模型。在模型的基礎上可以運用已知的力學或物理學的規律，以及合適的數學工具，進行理論上的演繹工作，導出新的結論。
依據所得理論建立的模型是否合理，有待於新的觀測、工程實踐或者科學實驗等加以驗證。在理論演繹中，為了使理論具有更高的概括性和更廣泛的適用性，往往採用一些無量綱參數如雷諾數、馬赫數、泊松比等。這些參數既反映物理本質，又是單純的數字，不受尺寸、單位制、工程性質、實驗裝置類型的牽制。
力學研究工作方式是多樣的：有些只是純數學的推理，甚至著眼於理論體系在邏輯上的完善化；有些著重數值方法和近似計算；有些著重實驗技術等等。而更大量的則是著重在運用現有力學知識，解決工程技術中或探索自然界奧秘中提出的具體問題。
現代的力學實驗設備，諸如大型的風洞、水洞，它們的建立和使用本身就是一個綜合性的科學技術項目，需要多工種、多學科的協作。應用研究更需要對應用對象的工藝過程、材料性質、技術關鍵等有清楚的了解。在力學研究中既有細致的、獨立的分工，又有綜合的、全面的協作。

【應用領域】
力學是物理學、天文學和許多工程學的基礎，機械、建築、航天器和船艦等的合理設計都必須以經典力學為基本據。機械運動是物質運動的最基本的形式。機械運動亦即力學運動。
在力學理論的指導或支持下取得的工程技術成就不勝枚舉。最突出的有：以人類登月、建立空間站、太空梭等為代表的航天技術；以速度超過5倍聲速的軍用飛機、起飛重量超過300t、尺寸達大半個足球場的民航機為代表的航空技術；以單機功率達百萬千瓦的汽輪機組為代表的機械工業，可以在大風浪下安全作業的單台價值超過10億美元的海上採油平台；以排水量達5×105t的超大型運輸船和航速可達30多節、深潛達幾百米的潛艇為代表的船舶工業；可以安全運行的原子能反應堆；在地震多發區建造高層建築；正在陸上運輸中起著越來越重要作用的高速列車，等等，甚至如兩彈引爆的核心技術，也都是典型的力學問題。

【重要著作】
1687年7月出版的《自然哲學的數學原理》（拉丁文：Philosophiae Naturalis Principia Mathematica），牛頓介紹了力學的基本運動三定律與基本的力學量。

【著名人物】
1.阿基米德
古希臘的阿基米德對杠桿平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等作了系統研究，確定它們的基本規律，初步奠定了靜力學即平衡理論的基礎。
2.伽利略
伽利略在實驗研究和理論分析的基礎上，最早闡明自由落體運動的規律，提出加速度的概念。
3.牛頓
牛頓繼承和發展前人的研究成果(特別是開普勒的行星運動三定律)，提出物體運動三定律。

【發展趨勢】
（1）固體力學
經典的連續介質力學將可能會被突破。新的力學模型和體系，將會概括某些對宏觀力學行為起敏感作用的細觀和微觀因素，以及這些因素的演化，從而使復合材料(包括陶瓷、聚合物和金屬)的強化、韌化和功能化立足於科學的認識之上。
固體力學將融匯力-熱-電-磁等效應。機械力與熱、電、磁等效應的相互轉化和控制，目前大都還限於測量和控制元件上，但這些效應的結合孕育著極有前途的新機會。近來出現的數百層疊合膜「摩天大廈」式的微電子元器件，已迫切要求對這類力-熱-電耦合效應做深入的研究。以「Mechronics」為代表的微機械、微工藝、微控制等方面的發展，將會極大地推動對力-熱-電-磁耦合效應的研究。
（2）流體力學
今後，空天飛機和新一代的超聲速民航機的成功研製將首先取決於流體力學的進展。在有關的高溫空氣動力學中必須放棄原先的熱力學平衡的假定。吸氣式發動機中H2，O2在超聲速流動狀態下的混合、點火等，都是過去的理論和實踐未能解決的難題。超聲速流邊界層的控制、減阻以及降噪控制等也帶來一系列新問題。
（3）一般力學
一般力學近來已開始進入生物體運動問題的研究，研究了人和動物行走、奔跑及跳躍中的力學問題。這種在宏觀范圍內對生物體進行的研究，已經帶來了一些新的結果。億萬年生物進化的結果，的確把優化的運動機能賦與了生存下來的物種。對其進一步研究，可以提供生物進化方向的理性認識，也可為人類進一步提高某些機構或機械的性能提供方向性的指導。以下幾個方面的問題應當給予充分重視：(1)固體的非平衡/不可逆熱力學理論；(2)塑性與強度的統計理論；(3)原子乃至電子層次上子系統(原子鍵，位錯，空位等缺陷)的動力學理論。為深入進行這些研究，應當充分利用與開發計算機模擬(如分子動力學)和現代宏、細、微觀實驗與觀測技術。

工科離不開力學，
在工科基礎課中，開設了不同的力學課程：
理論力學，假設物體不發生變形，用傳統數學物理方法研究一切質點，物體的運動，靜力學和動力學原理，機械原理的理論基礎。
材料力學，傳統方法研究物體在各種載荷下，包括靜力，靜扭矩，靜彎矩，振動，碰撞等，機械零部件和裝配設計，機械加工的理論基礎。
流體力學，研究一切流體在容器、管道中運動規律和力學特性，液壓、氣動、熱分析的理論基礎。
分析力學，使用計算數學方法分析力學
有限元素法，把受力對象拆解成有限個元素，對每個元素進行受力分析，通過聯立偏微分方程組，用泛函求解，計算出每個元素，每個節點的應力應變。聯立方程組可化為剛度矩陣和自由度組成的矩陣方程。