多场耦合作用下静电纺丝机理的研究的开题报告.docx

多场耦合作用下静电纺丝机理的研究的开题报告
开题报告
题目：多场耦合作用下静电纺丝机理的研究
一、研究背景和意义
静电纺丝作为一种制备纳米纤维的重要方法，广泛应用于材料科学、生物科学、纺织科学、医学等领域。纳米纤维的尺度特征往往决定其优异的性质和广泛的应用。然而，静电纺丝机理涉及到多个物理场的集成作用，如静电场、气流场、传热传质场等。多场复杂耦合问题是静电纺丝机理的重要研究内容。
本文旨在探究多场耦合作用下静电纺丝机理的基础问题，包括电荷传输机理、颗粒运动和沉积机制、电场-气流-传热传质场的相互作用机制等。该研究可为纳米材料制备、新型纳米纤维的应用和基础研究提供重要的理论基础。
二、研究流程和方法
研究流程设计如下：
1.分析静电纺丝的物理原理和机理，确定多场复杂耦合问题的数学模型和计算方法。
2.对不同机理因素的耦合作用逐一进行分析、解耦，研究单项因素对静电纺丝的影响规律。
3.建立多场复杂耦合数学模型，使用计算模拟和实验方法进行验证和优化，探究这些因素之间的相互作用规律和系统行为。
4.设计实验程序，通过实验计算、数据分析、参数优化等方法来验证理论预测，确定静电纺丝的优化参数和条件。
基于上述研究流程，采用数值模拟和实验方法，分析多场耦合作用下静电纺丝机理的基础问题，建立多场耦合数学模型和实验验证平台，探究纳米材料的制备机制和物理特性。
三、研究的预期成果
1.分析多场复杂耦合机理下静电纺丝的基础问题，建立多场耦合数学模型和验证平台。
2.通过数值模拟和实验方法，研究静电纺丝机理中的单项因素和相互作用规律，促进静电纺丝技术的优化和发展。
3.确定静电纺丝的优化参数和条件，为纳米材料制备和新型纳米纤维的应用提供重要的理论基础。
四、研究的可行性分析
本文研究基于静电纺丝基础理论和多场复杂耦合机理，采用数值模拟和实验方法进行验证和优化。通过对静电纺丝中的单项因素和相互作用机理进行分析和解耦，建立多场复杂耦合数学模型和实验验证平台。实验所需要的设备已具备条件，理论计算和数据分析软件也已具备，具有可行性。
五、研究计划和时间表
2019年12月-2020年2月：文献调研和研究背景分析
2020年3月-2020年4月：建立数学模型和计算模拟
2020年5月-2020年7月：设计实验方案和验证平台，进行实验和数据分析
2020年8月-2020年10月：分析实验数据和模型计算结果，进行理论验证
2020年11月-2020年12月：总结研究成果，撰写论文并进行答辩
六、研究团队和经费预算
本研究计划由团队合作完成，包括教师导师和学生研究生。经费预算包括实验设备及耗材费用、图书、计算软件和会议差旅等。总预算为20万元。团队将积极争取项目经费，确保研究的正常进行。