作者:Mark O. Robbins 来源:APL 发布时间:2016/7/4 14:39:34
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科学家利用仿真模型计算球体粗糙度

 

科学界将球体用于各种事情,比如假肢、汽车、分子化学,但这种几何形状何时被引入试验始终存在一点不确定性。虽然肉眼看来球体可能又滑又圆,但它们的表面远非如此。即便是滚珠,若仔细观察,也会发现上面布满了凸起和低凹处。这些不连贯会改变球体同世界相互作用的方式,并且引发从表面测量到电流强度的一系列问题。

近日,在美国物理联合会下属《应用物理快报》上,一个由来自大西洋两岸的研究人员组成的团队解释了其创建的仿真模型。该模型能帮助科学家以数学的方式矫正同球体粗糙度相关的任何错误。

“测量表面的设备通常利用触针这种球体。”德国卡尔斯鲁厄理工学院材料学家、上述团队负责人Lars Pastewka介绍说,研究人员假定,触针是平滑的且表面粗糙度可被忽略。

他同时表示,该团队的运算旨在告诉科学家应在何时担心表面粗糙度,而这会让测量变得更加精确。

Pastewka和团队在原子水平上研究了球体表面。他们分析了接触面——那些不规则的凸起和低凹处——如何同其碰触的表面相互作用。通过运行仿真,Pastewka提出了一个数学表达式。该表达式表明了拥有不同类型的凸起和低凹处的球体在接触各种程度的压力时将如何变化。

虽然创建一个近乎完美的球形物体是可能的,但大多数科学家做不到这一点。知道如何以数学的方式矫正缺陷,是解决该问题的最便宜和最可行的方式(来源:中国科学报 宗华)

 
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