微細(xì)觀角度下液晶的流動效應(yīng)和磁效應(yīng).pdf

1、液晶由于其在光學(xué)設(shè)備和高強(qiáng)度紡織纖維上良好的工業(yè)應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注.但由于液晶本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,和液晶研究的多學(xué)科交叉性,液晶的宏觀特性還有許多需要進(jìn)行探索或者目前還沒有被徹底了解;液晶的微觀理論,由于是多體問題,更遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有得到完善的答案.該文采用序參數(shù)可變的指向矢模型、序參數(shù)張量模型和微極電磁液晶模型,在微細(xì)觀角度下研究液晶特有的力學(xué)(流動效應(yīng))和物理(磁效應(yīng)和壁面錨定效應(yīng))特性.該文由三部分組成.第一部分采用"序參數(shù)可變的指向矢模型

2、"和"序參數(shù)張量模型",完成向列型液晶剪切流動的數(shù)值模擬.對于序參數(shù)可變的指向矢模型,該部分給出了剪切流動的主方程,進(jìn)行數(shù)值模擬,成功地描述了在不同的剪切率下,用指向矢n和序參數(shù)S表示的液晶分子團(tuán)的不同的運(yùn)動規(guī)律(包括翻滾,振蕩和穩(wěn)定),并找到了控制運(yùn)動狀態(tài)改變的特征量的臨界值.對于序參數(shù)張量模型,該部分初步給出簡化后的剪切流動的主方程,以及數(shù)值解.第二部分用數(shù)值方法模擬液晶聚合物/柔性鏈聚合物(LCP/FP)的相分離動力學(xué)過程,并用有

3、序度S和長主軸傾斜角θ構(gòu)成向量圖,用來分析方向序和剪切流動對相分離形態(tài)的影響.結(jié)果表明(液晶富)基元的長主軸有沿條狀界面平行排列的趨向,在彎曲條紋轉(zhuǎn)角劇烈處或T字口處,有序度明顯惡化;另外發(fā)現(xiàn),對系統(tǒng)加剪切流動會引起鄰近(液晶富)區(qū)域的凝結(jié),使得條紋變粗變長,同時,剪切率的大小對條紋的粗細(xì)和指向矢的分布有影響,表現(xiàn)為剪切率越大條紋拉伸越長,而指向矢的有序度越差.第三部分用微極電磁液晶模型深入研究絲狀向列型液晶的Freedericksz轉(zhuǎn)

4、變,具體給出三類畸變(沿面錨定、垂面錨定與扭曲)的臨界磁場強(qiáng)度、指向矢角度分布、最大轉(zhuǎn)角的隱式解析解(是含參變量的隱式廣義積分),并作精細(xì)數(shù)值模擬.與此同時,討論兩類重要電磁液晶模型(Leslie-Ericksen(LE)模型與微極模型)的內(nèi)在聯(lián)系,給出兩者材料系數(shù)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,以及簡化的LE模型相關(guān)公式的精度與適用范圍.該文的特色是,采用多種模型并做比較,同時考慮力學(xué)(流動效應(yīng))和物理(磁效應(yīng)和壁面錨定效應(yīng))特性,既有理論分析,又有