90年代掀起一股电流变液研究的热潮[15-16],沈平、马红孺等[17-23]把Bergroan方法引入到电流变液研究中,并发现这种方法是非常有效的。他们用实验和谱理论计算研究电流基态结构和屈服应力的频率响应等。证明电流变液的基态结构是BCT(体心四方)结构,基态能量与邻近的FCC(面心立方)结构能量非常接近,这与以前的研究者[41-25]用偶极近似计算得到的BCT和FcC结构自由能密度相差较大,取得了很好的结果。该方法应用于电介质电流变液的一个最大长处是不需要求电势分布或电场,通过求解T矩阵的本征值和本征函数就能很方便地计算有效介电常数。从有效介电常数中可以得到电介质电流变系统的一系列性质。马红孺[26]等还发展了Fourier变换法计算了二维棋盘结构的有效介电常数并得到了与精确解一致的结果;计算了小球嵌入结构并与本征函数展开方法得到的结果作了比较;还计算了三维棋盘结构和椭球嵌入结构等。他们找到了一种快速计算方法可以比直接Fourier变换快1 000倍以上。他们还用Bergman谱方法讨论了有效介电常数的界[27]
马红孺[28.29]等用谱方法讨论了光学复合材料的三阶非线性系数,发展了谱方法应用的新领域。
电流变液的动态模拟问题一直没有彻底解决[30-32]。原因是研究者一般用偶极近似来做动态模拟。实际上大家都知道电流变系统中小球间距很小,且两种介质的失配常数较大,偶极近似显然是非常粗糙的。李向亭、马红孺[33-34]发展了Bergman谱方法,给出了计算复合介质中电场的半解析方法,定量指出了偶极近似与精确计算的差别,即只有小球球心之间的距离大于3倍半径时才能用偶极近似。用第一性原理来作动态模拟,计算中T矩阵很大,计算机无法承受。实际上计算机动态模拟问题到现在还没有真正解决。要用.BeI·gman方法做动态模拟,需要对各种位形电势展开式的系数仔细分析,选取合适的边界条件,除偶极项外,还要选取几个高阶项,再考虑介电常数的虚数项,即电导的作用,才能有望改进电流变液的动态模拟中的偶极近似问题。在这方面,K.Kim,D.Stroud[35]做了一些工作,用直接对结构矩阵求导的方法计算了复合介质中的力,并指出了应用到电流变液研究中的可能性。
对复杂体系,Bergman谱的性质和规律一直不太清楚,两种成分三维球形嵌入周期性排列的Bergman谱就非常复杂,找不到规律。李向亭,马红孺[36]对柱形嵌入的二元二维复合介质建立了本征函数求解方法,并分析了Bergman谱,发现柱之间的距离越小,Bergroan谱中的起作用的项就越少。他们[37]还建立了二维复合介质电势和电场的计算方法。
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