乌克兰国家科学院专家全职加盟哈工大船舶学院

乌克兰国家科学院专家全职加盟哈工大船舶学院乌克兰国家科学研究院流体力学研究所首席科学家SemenovYuriy教授已正式全职入职哈尔滨工程大学船舶工程学院。据澎湃新闻报道，哈尔滨工程大学船舶工程学院院长李晔在会见Sememov教授时指出，Semenov教授在流体力学和水动力学研究领域颇有建树，具有世界领先的水动力学影响研究成果，并被广泛应用于船舶与海洋工程领域，为推动世界水动力学发展做出了重要贡献，其加盟将对学院船舶与海洋工程学科建设、科学研究、人才培养及国际化交流合作等方面助益匪浅。哈尔滨工程大学船舶工程学院前身系1953年创立的哈尔滨军事工程学院（哈军工）海军工程系造船科，目前已经成为我国船舶工业、海军装备和海洋开发领域科学研究与人才培养的重要基地。其中，船舶与海洋工程学科是国家双一流建设学科，国际评估获评“世界上该领域最有实力的学科之一”。

新研究加强了对系外行星大气逃逸的了解 重点是分类和对宜居性的影响

新研究加强了对系外行星大气逃逸的了解重点是分类和对宜居性的影响系外行星的水动力逃逸系外行星即太阳系外的行星，是天文学研究的热门课题。这些行星的大气会因为各种原因离开行星进入太空。其中一个原因就是流体力学逃逸，即上层大气整体离开行星。这一过程比太阳系行星的粒子逸出过程要强烈得多。科学家们推测，在太阳系的一些行星（如金星和地球）的早期阶段，曾发生过流体动力大气逃逸现象。如果地球通过这一过程失去了整个大气层，那么它可能会变得像火星一样荒凉。然而，在地球这样的行星上已经不再发生这种强烈的逸出现象了。与此相反，太空和地面望远镜已经观测到，在一些非常靠近宿主恒星的系外行星上仍然会发生流体力学逃逸。这一过程不仅会改变行星的质量，还会影响行星的气候和宜居性。影响低质量系外行星流体动力逃逸的各种驱动机制图源：JianhengGuo大气逃逸机制在这项研究中，郭博士发现，富氢低质量系外行星的流体动力大气逸出可能是由行星内能、恒星潮汐力做功或恒星极端紫外线辐射加热单独或共同驱动的。在这项研究之前，研究人员不得不依靠复杂的模型来找出行星流体动力逸出的物理机制，结论往往模糊不清。这项研究提出，恒星和行星的基本物理参数，如质量、半径和轨道距离，足以对低质量行星的流体动力逸出机制进行分类。大气逃逸动力学新见解在质量小、半径大的行星上，足够的内能或高温可以推动大气逃逸。这项研究表明，利用经典的杰恩斯参数--行星内能与势能的比值--可以确定上述逸出是否会发生。对于内能无法驱动大气逃逸的行星，郭博士通过引入恒星的潮汐力，定义了一个升级的杰恩斯参数。有了升级后的杰恩斯参数，恒星的潮汐力和极端紫外线辐射在推动大气逸散方面的作用就可以很容易地准确区分开来。结论和影响此外，这项研究还揭示了高引力势能和低恒星辐射的行星更有可能经历缓慢的流体动力大气逃逸；否则，行星将主要经历快速的流体动力逃逸。这项研究有助于科学家了解行星的大气是如何随时间演变的，这对于探索低质量行星的演变和起源非常重要。这样，我们就能更好地了解这些遥远世界的宜居性和演化历史。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431918.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431918.htm

研究人员揭开了香槟酒优雅气泡背后的神秘面纱

研究人员揭开了香槟酒优雅气泡背后的神秘面纱这里有一些值得敬酒的科学发现：来自布朗大学和法国图卢兹大学的研究人员解释了为什么香槟酒中的气泡会以直线上升，而其他碳酸饮料，如啤酒或苏打水中的气泡则不会。发表在《物理评论-流体》杂志上的一项新研究描述了这一发现，它基于一系列数值和物理实验，当然包括倒出香槟、啤酒、气泡水和气泡酒的杯子。这些结果不仅解释了是什么让香槟酒有了气泡线，而且可能对理解流体力学领域的气泡流动具有重要意义。"这是我多年来一直在研究的类型，"布朗工程教授罗伯托-泽尼特说，他是该论文的作者之一。"大多数人从未见过海洋渗漏或曝气池，但他们中的大多数人都喝过苏打水、啤酒或一杯香槟酒。通过谈论香槟和啤酒，我们的总体计划是让人们明白流体力学在他们的日常生活中是很重要的。"浇灌香槟研究人员调查了碳酸饮料中气泡链的稳定性，如香槟和起泡酒。该团队的目标是研究碳酸饮料中的气泡链的稳定性。享受这些饮料的部分标志性体验是当饮料被倒出时形成的微小或巨大的气泡，创造出一个可见的气泡和汽水链。根据饮料及其成分的不同，所涉及的流体力学都是不同的。例如，当涉及到香槟和起泡酒时，不断出现的气泡以一字排开的方式迅速上升到顶部，并在一段时间内一直如此。这被称为稳定的气泡链。对于其他碳酸饮料，如啤酒，许多气泡偏向一侧，使它看起来像多个气泡同时出现。这意味着气泡链并不稳定。研究人员开始探索使气泡链稳定的机制，以及他们是否能够重新创建它们，使不稳定的气泡链像香槟或普罗塞克酒中的一样稳定。香槟和起泡酒的气泡链呈直线上升。许多啤酒中的气泡链在上升时偏向一侧，使其看起来像多个气泡同时上升。他们的实验结果表明，香槟和其他起泡酒中稳定的气泡链是由于作为肥皂状化合物的成分而产生的，这种成分被称为表面活性剂。这些类似表面活性剂的分子有助于减少液体和气泡之间的张力，使其顺利上升到顶部。"理论上说，在香槟中，这些作为表面活性剂的污染物是好东西，"论文的高级作者Zenit说。"这些赋予液体风味和独特性的蛋白质分子是使它们产生的气泡链稳定的原因。"实验还显示，气泡的稳定性受到气泡本身大小的影响。他们发现，有大气泡的链子有一个类似于有污染物的气泡的唤醒，导致平稳上升和稳定的链子。然而，在饮料中，气泡总是很小。这使得表面活性剂成为产生直线和稳定链的关键成分。例如，啤酒也含有类似表面活性剂的分子，但根据啤酒的类型，气泡可以以直链上升或不上升。相比之下，碳酸水中的气泡总是不稳定的，因为没有污染物帮助气泡顺利地通过链中其他气泡留下的尾流。"这种尾流，这种速度干扰，导致气泡被撞出，"Zenit说。"与其说是一条线，不如说是气泡最终以更多的锥形上升。"在论文的这张图中，研究人员显示，当在干净的液体中，气泡的频率增加到香槟酒中的气泡链的速率时，气泡链很快就失去了稳定性。资料来源：RobertoZenit提供研究人员说，这项新研究的结果远远超出了对庆祝性祝酒词的科学理解。研究结果提供了一个流体力学的一般框架，用于理解气泡流动中的集群的形成，这具有经济和社会价值。例如，使用气泡诱导混合的技术，如水处理设施的曝气池，将大大受益于研究人员对气泡如何聚集、它们的起源以及如何预测它们的出现的更清晰的理解。在自然界中，了解这些流动可能有助于更好地解释海洋渗漏，其中甲烷和二氧化碳从海洋底部涌出。研究小组进行的实验相对简单--有些甚至可以在任何当地的酒吧进行。为了观察气泡链，研究人员倒入一杯碳酸饮料，包括Pellegrino气泡水、Tecate啤酒、CharlesdeCazanove香槟和西班牙风格的Brut。为了研究气泡链以及使其稳定的原因，他们在一个小的矩形有机玻璃容器中注入液体，并在底部插入一根针，这样他们就可以泵入气体以创造不同种类的气泡链。然后，研究人员逐渐加入表面活性剂或增加气泡大小。他们发现，当他们使气泡变大时，他们可以使不稳定的气泡链变得稳定，即使没有表面活性剂。当他们保持固定的气泡大小，只添加表面活性剂时，他们发现他们也可以从不稳定的链变成稳定的链。研究人员在论文中解释说，这两个实验表明有两种不同的可能性来稳定气泡链：添加表面活性剂和使气泡变大。研究人员在计算机上进行了数值模拟，以解释他们无法通过物理实验解释的一些问题，例如计算有多少表面活性剂进入气泡，气泡的重量和它们的精确速度。他们计划继续研究稳定气泡链的力学，努力将其应用于流体力学的不同方面，特别是在气泡流中。"我们对这些气泡如何移动以及它们与工业应用和自然界的关系感兴趣，"Zenit说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361309.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361309.htm

重新定义流体力学：古老的发明引发了现代的突破

重新定义流体力学：古老的发明引发了现代的突破纽约大学库兰特数学科学研究所的一个研究小组发现了制约流体流动的新规律，与之前已知的规律相矛盾。他们的发现是基于对饮管和金属管的实验，从而推导出一个通用的数学公式，可以预测流体在任何管道或管子中的流动，这可能对医学和工程等领域产生重大影响。"我们发现，通过吸管喝水违背了所有先前已知的关于流经管道的阻力或摩擦力的定律，"纽约大学库伦特数学科学研究所的副教授和该研究的作者LeifRistroph解释说，该研究发表在《流体力学杂志》上。"这促使我们寻找一个新的定律，它可以适用于以任何速度通过任何大小的管道的任何类型的流体。""管道流动问题一直是流体力学研究中最基本和最重要的问题之一，在许多方面，该领域的发展就是为了解决这个问题，"纽约大学应用数学实验室主任Ristroph解释道，该研究就是在这里进行的。然而，在他们的工作中，Ristroph和他的同事发现，所有与压力和流速有关的已知定律只有在某些条件下才是准确的。为了得出这个结论，他们进行了一系列的实验--测量不同长度和直径的金属管道的流速和压力，并使用几种类型的液体。其目的是确定这些因素与流经管道的摩擦阻力有什么关系。"我们的数据显示，著名的和经典的流动摩擦定律只对某些流速和管道尺寸的组合是准确的，"Ristroph解释说。"我们绘制了现有定律不能很好工作的条件，我们在我们的眼皮底下发现了一个很好的例子：通过吸管喝饮料。"据认为，早在5500年前的美索不达米亚文明早期的苏美尔就已经开始使用吸管。但是以前没有研究过它们运作的流体动力学。研究人员扩大了他们的研究范围，包括几种吸管--一种薄的咖啡搅拌器类型，一种普通的苏打水类型，以及一种宽的茶饮类型--他们进行了实验，以确定在饮用过程中典型的流速的摩擦。吸管和类似大小的管道上的数据与任何已知的定律都不相符，这些定律是以其发现者--科学家EvangelistaTorricelli和JeanLéonardMariePoiseuille等人命名的。研究人员发现，每个经典定律都失败了，因为它假设管道要么非常短，要么非常长，流速要么非常慢，要么非常快。介于两者之间的情况，包括吸管，涉及复杂的因素，如流动如何沿着管道的长度变化，以及它是变得光滑和层状还是粗糙和湍流。对这种影响进行建模使研究小组能够得出一个单一的数学公式，其预测结果与所有管道和吸管以及所有被测试的流体和流速的实验测量结果相匹配。"一个通用的公式可能非常有用，例如，在理解和模拟循环系统中的血液流动方面，"Ristroph观察到。"我们的静脉、动脉和毛细血管基本上是具有许多不同直径、长度和流速的管道。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363273.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363273.htm

新研发的肝靶向非病毒基因治疗方法给血友病患者带来希望

新研发的肝靶向非病毒基因治疗方法给血友病患者带来希望近年来，基因疗法已被探索作为治疗某些遗传性疾病如囊性纤维化、血友病和镰状细胞病的手段。基因治疗的前提很简单：替换一个有缺陷的基因或添加一个新基因以试图治愈疾病或提高人体免疫系统对抗疾病的能力。在基因治疗中，遗传物质通过称为载体的载体（通常是病毒）传递到细胞中。使用病毒是因为它们可以识别并进入某些细胞以传递其遗传有效载荷。但使用病毒载体的主要缺点是它们会引起严重的免疫反应并对细胞产生毒性。使用非病毒载体可降低出现此类反应的风险。在一项临床前试验中，日本新泻大学的研究人员对狒狒使用流体动力学基因疗法（一种引入遗传物质的替代方法）来测试血友病潜在疗法的安全性和有效性。流体动力学基因传递涉及将大量DNA溶液快速注入体内。速度和体积产生压力，迫使遗传物质进入细胞。流体动力学基因疗法被认为比其他基因传递方法更简单、更有效，并且在将DNA、RNA、蛋白质和其他合成化合物传递到小动物细胞方面取得了一些成功。在之前的研究中，DNA溶液被注射到血液中，但研究人员在当前的研究中使用了更直接的方法。他们将遗传物质直接注射到狒狒的肝叶中。在X射线引导下，计算机控制的注射器将DNA溶液注射到肝（肝）静脉中，以靶向四个肝叶之一。该溶液含有一个表达因子IX的质粒，这是一个小的圆形DNA片段，用于将外来DNA转运到细胞中。缺乏称为凝血因子IX(FIX)的蛋白质，称为血友病B，会损害血液凝固。血友病B由父母遗传给孩子，但大约三分之一的病例是由自发的基因突变引起的。一个人流血的多少和出血的严重程度取决于血浆中FIX的含量。出血事件后的常规治疗是住院并持续静脉输注浓缩FIX，直到出血得到控制。在检查了该程序对凝血和FIX血浆浓度的有效性后，研究人员发现狒狒在210天内保持了治疗水平的FIX。对于基因治疗，表达的FIX的治疗水平通常被认为是正常血浆水平的5%至10%。注射到肝脏的右和左内侧叶中，特别是维持超过30%的治疗水平。研究人员还发现，在210天后将狒狒重新注射到同一个肝叶中可以使FIX水平恢复到治疗水平。关于手术的安全性，除了注射DNA溶液后肝酶会立即短暂升高外，研究人员没有发现明显的不良反应。研究人员打算继续在更大的动物群中测试他们的肝叶特异性流体动力学基因疗法，以提高分娩安全性和效率。尽管如此，他们表示他们的新疗法可以为血友病患者提供一种新的治疗模式，并热衷于继续进行临床试验。研究人员说：“我们的结果虽然只涉及五只狒狒，但提供了直接证据支持将特定于肝叶的流体动力学基因递送至肝脏的观点适用于人类，并且可以进行临床试验。”该研究发表在《分子疗法：核酸》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364365.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364365.htm

在量子系统的动力学中发现的宇宙物理学

在量子系统的动力学中发现的宇宙物理学用超冷原子气体进行的新实验揭示了所有相互作用的量子系统在突然的能量涌入后是如何演变的。“上个世纪物理学的许多重大进展都与具有许多粒子的量子系统的行为有关，”宾夕法尼亚州立大学杰出物理学教授、研究团队的领导者之一戴维·韦斯（DavidWeiss）说。“尽管存在各种各样的‘多体’现象，如超导性、超流性和磁性，但人们发现它们在接近平衡状态时的行为通常足够相似，以至于可以将它们分类为一小组通用类别。相比之下，远离平衡的系统的行为几乎没有产生这样的统一描述。”超冷原子气体的新实验揭示了量子系统动力学中的普遍物理学。宾夕法尼亚州立大学研究生袁乐是描述实验的论文的第一作者，她站在她用来创造和研究接近绝对零的一维气体的设备旁边。图片来源：大卫·韦斯，宾夕法尼亚州立大学韦斯解释说，这些量子多体系统是粒子的集合，例如原子，它们可以相对于彼此自由移动。当它们是足够稠密和足够冷的组合时（这可能会根据环境而变化），需要量子力学（在原子或亚原子尺度上描述自然属性的基本理论）来描述它们的动力学。当成对的重离子以接近光速的速度碰撞时，粒子加速器中通常会产生严重失衡的系统。碰撞产生等离子体——由亚原子粒子“夸克”和“胶子”组成——在碰撞的早期就出现，可以用流体动力学理论来描述——类似于在等离子体达到局部热平衡之前用于描述气流或其他移动流体的经典理论。但在流体动力学理论得以应用之前的极短时间内会发生什么呢？“在使用流体动力学之前发生的物理过程被称为‘水动力化’，”宾夕法尼亚州立大学物理学教授、该研究小组的另一位领导者马科斯·里戈尔（MarcosRigol）说。“已经发展了许多理论来试图理解这些碰撞中的水动力作用，但情况相当复杂，不可能像粒子加速器实验中那样实际观察到它。使用冷原子，我们可以观察氢动力化过程中发生的情况。”宾夕法尼亚州立大学的研究人员利用一维气体的两个特殊特征，即通过激光捕获并冷却到接近绝对零的气体，以了解系统在失去平衡后但在流体动力学能够实现之前的演化。 第一个功能是实验性的。实验中的相互作用可以在能量流入后的任何时刻突然关闭，因此可以直接观察和测量系统的演化。具体来说，他们观察了能量突然淬灭后一维动量分布的时间演化。韦斯说：“激光制成的陷阱中的超冷原子可以进行如此精确的控制和测量，从而真正为多体物理学带来启示。令人惊奇的是，表征相对论性重离子碰撞（实验室中发生的一些最高能碰撞）的相同基本物理特性，也出现在我们实验室中发生的能量低得多的碰撞中。”第二个特征是理论上的。以复杂方式相互作用的粒子集合可以被描述为相互相互作用要简单得多的“准粒子”集合。与大多数系统不同，一维气体的准粒子描述在数学上是精确的。它可以非常清楚地描述为什么能量在失去平衡后会在系统中快速重新分配。“这些一维气体中已知的物理定律，包括守恒定律，意味着一旦这种初始演化发生，流体动力学描述将是准确的，”里戈尔说。“实验表明，这种情况发生在达到局部平衡之前。因此，实验和理论一起提供了水动力化的模型实例。由于水动力化发生得如此之快，因此对准粒子的基本理解可以应用于任何添加了大量能量的多体量子系统。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366927.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366927.htm