多尺度传递过程的研究进展
多尺度方法在复合材料力学分析中的研究进展
多尺度方法在复合材料力学分析中的研究进展摘要：本文从多尺度方法的适用情况入手，对其在复合材料力学分析当中的研究进展进行了分析阐述，科学地指明了该方法的应用前景。
关键词：力学原理；复合材料；多尺度方法；应用分析一、前言近年来，多尺度的方法在对长度和时间的尺度互相作用上得到了越来越广泛的研究，在内涵和外延上非常丰富。
由于这种多尺度方法当前在我们日常生活中普遍存在，几乎在力学、宏观、微观等很多领域都可见一斑，所以在材料形状变化和效果削减的科学研究中经常遇到。
多尺度方法融合了时间和空间尺度的双重属性，同时兼容了耦合的特征，在材料科学和工程专业中相对复杂计算中应用的非常多。
尤其是在进行同尺度之间不相关因素进行计算，复合材料以及结构不同材料进行使用能力模拟分析，甚至对材料的微观属性或者物理性能进行分析的时候，使用这种多尺度的方法效果非常明显。
由于复合材料在物理和化学特质上有着显著的差异，并且依靠宏观、微观和介观等迥异的尺度结构存在，按照相对复杂的特点构成，通常在腐蚀能力的防御上、坚硬程度的比值上比较高，而紧密程度、蠕变性能上又比较低，与其他生物质的兼容上非常突出，所以目前在土木工程施工建设以及航空航天事业的发展上，应用的非常广泛。
另外，因为复合材料属于多相品类，在力学原理和失效性能上同承重能力、外来应力、边界环境等宏观特质息息相关，并且也关系着组合能力、坚固结构、内部布局同材料本身的界面属性，所以考虑到复合材料的后期使用问题，就应当利用多尺度方法对其结构特点进行深入系统的分析研究。
因此，笔者试针对多尺度方法在复合材料力学分析这的研究进展情况，谈些粗浅的想法。
二、多尺度方法在纤维增强复合材料力学分析中的应用纤维增强复合材料即属于多相类型，在研究上一般包括细观和宏观的力学分析方法。
宏观方法主要从唯象的角度去考虑，按照均衡假定的原理，视复合材料为宏观均衡化的参照物，假设增强属性与基体是一致的，忽略分相的制约情况，而只分析复合材料的均衡反映能力。
多尺度分子通信系统中的信息传输技术
将高效调制方法与生物分子编码方案相结合，形成一套完整的信息 传输方案，以提高整个系统的性能。
编码调制联合优化策略
研究编码调制联合优化策略
针对多尺度分子通信系统中的信息传输需求，研究 编码和调制技术的联合优化策略，以提高整个系统 的性能。
优化策略性能评估
对所研究的联合优化策略进行性能评估，包括误码 率、传输速率、功率效率等指标，以验证其在实际 应用中的有效性。
纳米线通信
利用纳米线作为信息传输媒介，实现 高速、低功耗的信息传输。
微流控技术
通过微流控芯片实现微小颗粒或分子 在介观尺度上的精确操控和信息传递 。
宏观尺度信息传输策略
无线通信网络
构建无线通信网络，实现宏观尺度上的信息传输和共享。
光纤通信技术
利用光纤作为信息传输媒介，实现大容量、远距离的信息传 输。
国内在多尺度分子通信系 统研究方面起步较晚，但 近年来发展迅速，取得一 系列重要成果。
发展趋势
未来多尺度分子通信系统 研究将更加注重跨尺度信 息传输、高效能量利用和 安全性等方面。
研究内容、目的和方法
研究内容
针对多尺度分子通信系统中的信 息传输技术，研究跨尺度信息传 输、信号调制与解调、噪声抑制
等关键技术。
宏尺度
通过宏观设备与系统集成，实现跨尺度信息传输 和协同工作。
信息传输技术挑战与问题
1 2
分子通信的随机性和不确定性
由于分子通信过程中分子的随机运动和不确定性 ，导致信息传输的可靠性和稳定性受到影响。
通信延迟和带宽限制
分子通信过程中的传播延迟和有限的分子种类和 数量限制了通信系统的带宽和实时性。
3
多尺度分子通信系统中的信息传输
热能储控过程多尺度热质传递现象及机理
热能储控过程多尺度热质传递现象及机理热能储控过程是指通过储能装置将热能储存起来，以便在需要时释放出来供应能量。
在热能储控过程中，多尺度热质传递现象及机理起着重要的作用。
多尺度热质传递是指在不同尺度下的热质传递现象。
在热能储控过程中，热质传递可以发生在宏观尺度下的储能装置表面，也可以发生在微观尺度下的储能材料内部。
在宏观尺度下，热质传递主要通过传导、对流和辐射等方式进行。
传导是指热量通过物质内部的分子振动传递，对流是指热量通过流体的流动传递，辐射是指热量通过电磁波辐射传递。
在微观尺度下，热质传递主要通过分子间的碰撞和传递进行。
在热能储控过程中，多尺度热质传递现象的机理是非常复杂的。
首先，在宏观尺度下，储能装置的表面温度与环境温度之间存在温差，热量通过传导、对流和辐射等方式从高温区传递到低温区。
传导过程中，热量通过物质内部的分子振动传递，传热速率与物质的导热性能有关。
对流过程中，热量通过流体的流动传递，传热速率与流体的流速和热传导系数有关。
辐射过程中，热量通过电磁波辐射传递，传热速率与表面的辐射能力和环境的吸收能力有关。
在微观尺度下，储能材料内部的热质传递机理更为复杂。
储能材料通常由大量的微观颗粒组成，热质传递可以发生在颗粒之间的接触面上。
在颗粒之间，热质传递主要通过分子间的碰撞和传递进行。
传热速率与颗粒的热传导系数、颗粒的间隙和颗粒的接触面积有关。
此外，储能材料内部还存在着孔隙和通道等微观结构，这些结构对热质传递也有影响。
孔隙和通道的形状和尺寸可以影响热质传递的路径和速率。
热能储控过程中的多尺度热质传递现象及机理对热能储存和释放的效率有重要影响。
通过研究和优化多尺度热质传递现象及机理，可以提高热能储控系统的能量转换效率和储能性能。
例如，通过改变储能装置的表面形状和材料，可以增加热质传递的表面积和热传导率，提高热能的储存和释放速率。
通过调控储能材料的微观结构和孔隙大小，可以改善热质传递的路径和速率，提高热能的储存和释放效率。
多尺度材料的力学行为研究
多尺度材料的力学行为研究材料力学是研究材料在受力下的变形和破坏行为的科学，而多尺度材料力学研究则是在不同尺度上对材料的力学性能进行综合研究。
多尺度材料力学的发展不仅仅是为了更好地解释和预测材料力学性能的变化规律，还为新材料的设计和开发提供了思路和方法。
在多尺度材料力学研究中，首先需要从微观层面进行材料结构的分析。
由于材料的力学性能与其微观结构的相互作用密切相关，研究材料的微观结构能够揭示材料的力学行为的本质。
常用的手段包括原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等，这些手段可以观察到材料内部的晶体结构、原子排列和缺陷等信息。
除了观察材料的微观结构，还需要通过实验和计算手段来研究材料的力学行为。
实验上可以利用拉伸机、压力机等设备对材料进行拉伸、压缩等加载试验，得到材料的应力-应变曲线。
计算上则可以利用分子动力学(MD)、有限元分析(FEA)等方法模拟材料受力过程，得到材料的力学行为。
知道材料的基本力学行为后，可以进行多尺度的力学分析。
多尺度力学分析是将宏观层面和微观层面相互协调起来，从而揭示不同尺度上材料的力学行为。
通过多尺度力学分析，可以研究材料的应力传递、能量传递等物理机制，进一步理解材料的塑性、疲劳等性能。
在多尺度材料力学研究中，也有一些具体的应用。
例如，可以将多尺度力学研究应用于新材料的设计和开发。
通过对材料的微观结构和力学性能进行综合研究，可以针对特定应用需求优化材料的性能，并提出合理的加工工艺。
另外，多尺度力学研究还可以用于材料的损伤分析和维修。
通过在不同尺度上对材料的力学行为进行研究，可以分析材料的裂纹扩展、疲劳寿命等问题，为材料的维修和寿命预测提供依据。
多尺度材料力学研究是材料科学领域的一个前沿课题，对于推动材料科学的发展具有重要意义。
通过研究材料的微观结构和力学性能，在揭示材料力学行为规律的同时，也为新材料的设计和应用提供了新思路和方法。
未来，随着计算机技术和实验手段的不断发展，多尺度材料力学研究将会更加深入和广泛，为材料科学的进步做出更大的贡献。
多尺度模型的研究方法
多尺度模型的研究方法引言：多尺度模型是一种将不同尺度的信息融合起来的建模方法，通过考虑不同尺度下的特征和关联性，能够更全面地理解和解释复杂系统的行为和性质。
在科学研究和工程应用中，多尺度模型已被广泛应用于各个领域，如材料科学、生物医学、地球科学等。
本文将介绍多尺度模型的研究方法，并探讨其在不同领域中的应用。
一、多尺度模型的概念和原理多尺度模型是一种将系统的特征和行为从不同尺度上进行描述和建模的方法。
传统的单一尺度模型通常只能提供局部信息，无法全面理解系统的整体性质。
而多尺度模型则可以从宏观到微观，从整体到局部，将不同尺度的信息融合起来，以更准确地描述系统的行为。
多尺度模型的建立主要包括以下几个步骤：1. 确定尺度层次：根据研究对象的特性和问题的需求，确定所需的尺度层次，例如宏观尺度、中观尺度和微观尺度。
2. 信息融合：从不同尺度获取系统的特征和行为信息，并进行融合处理，以得到全面的描述。
3. 建立链接：通过建立不同尺度之间的关联性，将融合后的信息在不同尺度间进行传递和交互，以建立起整个多尺度模型。
4. 验证和优化：对建立的多尺度模型进行验证和优化，以提高模型的精度和可靠性。
二、多尺度模型在材料科学中的应用材料科学是多尺度模型应用最为广泛的领域之一。
材料的性能和行为往往受到多个尺度因素的影响，如晶体结构、原子间相互作用等。
通过建立多尺度模型，可以更好地理解材料的微观机制和宏观性能，并为材料的设计和优化提供指导。
例如，在材料的强度研究中，可以通过将原子尺度的位错信息与晶体尺度的应力分布相耦合，建立多尺度的位错模型，从而揭示材料的塑性行为。
此外，多尺度模型还可应用于材料的缺陷分析、界面行为模拟等方面，为材料科学研究提供了有力的工具和方法。
三、多尺度模型在生物医学中的应用生物医学领域是另一个多尺度模型应用广泛的领域。
生物系统的复杂性和多样性使得单一尺度的模型往往无法准确描述生物现象。
通过建立多尺度模型，可以将从基因组、细胞、器官到整个生物体的信息进行融合，以更好地理解生物系统的结构和功能。
多尺度科学的研究进展
·188 ·
化 学 进 展
第 17 卷
单元组成 ,层次之间没有包含和被包含的关系 。在 水平结构中 ,每一层次由不同的子系统和单元组成 。
层次理论的核心观点之一是各层次之间的过程 速率的差异[54] 。一般而言 ,处于层次系统中高层次 的动态行为常常表现出尺度大 、频率小和速率小的 特点 ;而处于层次系统中低层次的动态行为常常表 现出尺度小 、频率高和速率大的特点 。不同层次之 间有相互作用的关系 ,即高层次结构对低层次结构 有制约作用 ,而低层次系统又为高层次系统提供机 制和功能 。由于低层次结构尺度小 、频率高和速率 大的特点 ,在分析高层次行为时 ,低层次信息往往可 以以平均值的形式来表示 。层次结构既是复杂系统 演化的产物 ,又是我们分析复杂系统问题的方法 ,层 次系统的可分解性是应用层次理论的前提 。我们常 常可以根据周期 、频率 、速率 、反应时间等标准 ,同时 考虑结构和功能表现出的边界或表面特征来分解复 杂系统 。
在天 文 学 领 域 最 近 也 开 始 关 心 多 尺 度 现 象[41 ,42] :一是不同尺度的黑洞物理 ,通过天文观测测 量黑洞的主要参数 (质量和角动量) ,研究质量分布 函数 ,揭示黑洞在宇宙各种尺度上的演化和循环作 用[41] ;二是星系和大尺度结构 ,宇宙学模型是如何 制约星系形成的 ,多尺度相互作用是如何影响星系 的演化 ,各种物理性质 (如形态 、光谱) 的星系之间是
多尺度传递过程的研究进展
存档日期：存档编号:北京化工大学研究生课程论文课程名称：计算流体力学与传热课程代号：ChE515任课教师：张建文完成日期：2012 年12 月23 日专业：化学工程与技术学号：2012200028姓名：王冰洁成绩：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿多尺度传递过程的研究进展摘要：近些年来，化学家们开始关注多尺度现象，而在更广泛的意义上是关注一门新学科—多尺度科学。
本文分析了传递过程中的多尺度现象，讨论了多尺度研究的几个主要内容和方法并分析了它们的特点。
多尺度科学应作为一门独立的科学来对待，多尺度现象将是21世纪科学家们面临的最大挑战。
关键词：多尺度、传递过程、研究进展Progress in Multi-scale transfer processAbstract：In recent years, chemists have started to pay attention to the phenomenon of multi-scale,the broader sense is concerned about a new subject - Multiscale Science. This paper analyzes the multi-scale phenomena in the transfer process, and discusses several major content and method of multi-scale research and analysis of their characteristics. The multi-scale science should be treated as an independent scientific. The multiscale phenomenon will be the biggest challenge faced by the scientists of the 21st century.Keyword：Multi-scale、transfer process、progress1 引言多尺度科学[l]是一门研究不同空间尺度或时间尺度相互耦合现象的跨学科科学，是复杂系统的重要分支之一，具有丰富的科学内涵和研究价值。
多尺度离子传输
多尺度离子传输是指在不同长度尺度上，离子在固体、溶液或界面中的迁移过程。
这种传输涉及到从原子尺度到宏观尺度的多个层面，包括离子在晶格中的扩散、离子在溶液中的迁移以及离子在电极表面的传输等。
尺度层面
1. 原子尺度：在这个尺度上，离子传输主要是指离子在晶体中的跳跃扩散，通过离子在晶格空位间的跃迁来完成。
2. 分子尺度：在这个尺度上，离子传输涉及到离子在分子间的作用，例如在电解质溶液中，离子在分子间隙中的移动。
3. 宏观尺度：这个尺度上的离子传输通常是指电流在电解质溶液或电极材料中的传导过程。
### 传输机制
1. 扩散：离子在无电场作用下，从高浓度区域向低浓度区域的自发移动。
2. 电迁移：在电场作用下，离子沿着电场方向的移动。
这包括离子在电解质溶液中的电渗流和离子在电极表面的迁移。
3. 渗透：溶液中的离子通过半透膜的移动。
应用领域
多尺度离子传输在许多领域都有重要的应用，包括：
电池和燃料电池：理解离子传输机制对于提高能源存储和转换设备的性能至关重要。
电解：在电解过程中，多尺度离子传输影响产物的收率和纯度。
电镀和腐蚀：离子传输控制着金属在电镀和腐蚀过程中的行为。
药物输送：在药物输送系统中，多尺度离子传输影响着药物释放的速率和效率。
研究方法
研究多尺度离子传输通常需要结合多种实验和理论计算方法，包括：
实验技术：如核磁共振、X射线散射、电化学测量等。
理论模型：如分子动力学模拟、扩散动力学模型、电化学模型等。
在材料科学、化学工程和物理学等领域，对多尺度离子传输的研究有助于设计和优化材料和工艺，以满足各种应用的需求。
研究进展--燃料电池中的传热传质与多尺度问题
3、单电池 、
PEMFC单电池由质子交换膜、阴极、阳极和双极板（或 称集流板）构成。 目前单电池的研究热点集中于流道和电极之间的传质传 热过程，特别是对各种流场的多维、 非等温、两相流模拟 以优化电池结构和操作条件。应用数值模拟来预测基本的 物理化学过程和内部传递是一个有力的工具。迄今为止， 已发展了多种PEMFC模型模拟电池内的传质传热现象。 这 些模型基本可以分为以下三类： ①基于电池或电池组的电压-电流关系来表征其性能的经验 模型； ②气体流动过程的CFD 模型; ③综合模拟电池内部的气体流动、传质、传热和电化学 过程的模型。
直接甲醇燃料电池主要由阴、阳极极板和膜电极构成， 其中膜电极包括质子交换膜、催化剂层和气体扩散层。催 化剂层是电化学反应的场所；质子交换膜导质子阻电子， 起到隔离反应物的作用；扩散层起到支撑催化剂层、收集 电流及传导反应物的作用；阴、阳极板起到支撑、集流、 分隔的作用。DMFC工作时，甲醇水溶液注入阳极，通过 扩散层到达阳极催化剂层，在催化剂的作用下发生氧化反 应生成CO2，释 放出电子和氢质子；产生的氢质子透过质 子交换膜 至阴极与氧气反应生成水，产生的电子从阳极经 外 电 路通过负载流向阴极形成电流。其电极反应如下：
5、 总结 、
膜、电极材料及制备技术的优化与改进是PEMFC长期的 研发目标，也是直接影响电池性能的关键因素。单电池的研 究在燃料电池开发过程中起着承上启下的关键作用，它的研 究热点仍将集中于流道和电极之间的传质传热过程，通过对 各种流场的多维、非等温、多相流和多尺度的模拟，探索电 池结构和操作条件的优化。电堆和系统的研究将朝体积小、 重量轻、比功率高、成本低的方向发展。
难点： 难点：
对燃料电池整体过程的建模与预测在几何上跨3 对燃料电池整体过程的建模与预测在几何上跨3～4 个数量级； 个数量级；目前多数人仍用连续介质模型加上经验关 联式；我们在2 联式；我们在2年前就设想应用分子动力学模拟或者 DSMS来预测催化剂和交换膜中的迁移过程；目前日 DSMS来预测催化剂和交换膜中的迁移过程； 来预测催化剂和交换膜中的迁移过程 本、美国部分作者也在进行这一工作；但是如何从连 美国部分作者也在进行这一工作； 续介质跨到不连续介质，仍然是一个没有解决的问题。 续介质跨到不连续介质，仍然是一个没有解决的问题。
多尺度计算在材料设计中的应用研究
多尺度计算在材料设计中的应用研究随着材料科学和计算机科学的迅速发展，多尺度计算在材料设计中的应用研究得到了广泛关注。
多尺度计算是一种将不同尺度下的信息进行有效融合的方法，能够更好地理解材料的微观机理和性能，以及加速新材料的发现和设计过程。
在现代材料领域，多尺度计算已经成为一种强大的工具，为材料设计提供了深度和效率。
一种常见的多尺度计算方法是原子尺度的分子动力学模拟。
通过在原子层面上模拟材料的结构和行为，可以对材料的原子排列和相互作用进行详细的描述。
分子动力学模拟能够揭示材料性质的微观机制，例如材料的力学性能、热传导性能和化学反应动力学。
通过研究原子尺度的信息，可以更好地理解和解释材料的宏观性能和行为。
然而，原子尺度的分子动力学模拟也存在计算复杂度高和尺度限制的问题。
当涉及大规模的材料系统时，计算时间和计算资源的需求会迅速增加。
为了克服这些问题，研究人员开发了多尺度模拟方法，将原子尺度的模拟和宏观尺度的连续介质模拟相结合。
这种方法使得研究者在不同尺度上更加灵活地进行计算和模拟，并且能够更好地揭示材料的多尺度行为。
多尺度计算还可以应用于材料的结构设计和优化。
通过模拟不同尺度下的材料结构和性能，研究人员可以预测新材料的性能，并在计算机中进行材料结构的优化。
这种方法比传统的实验方法更加经济高效，能够减少实验时间和资源的浪费。
通过多尺度计算，研究人员可以快速筛选和设计出具有特定性能的材料，推动材料科学的进展。
除了原子尺度的分子模拟，多尺度计算还可以涵盖更大尺度的材料特性。
例如，材料的力学性能可以通过连续介质力学模拟进行预测。
连续介质模拟将材料看作是连续的、均匀的介质，通过建立数学模型和方程组，可以对材料的弹性、塑性、破坏等行为进行描述。
这种方法适用于研究宏观尺度上的材料性能，并能够揭示材料的宏观行为和响应。
多尺度计算在材料设计中也可以与人工智能相结合，提高材料设计的效率和准确性。
人工智能可以通过学习和推理，从大量的数据中提取出有用的信息和规律。
多尺度模拟技术在材料研究中的应用
多尺度模拟技术在材料研究中的应用多尺度模拟技术是近年来材料科学领域中一项重要的研究工具和方法。
它通过将微观层面和宏观层面相结合，可以解决材料研究中存在的一些难题，为人们提供更加全面深入的材料结构和性能的认识，有助于推动材料科学领域的发展。
本文将从多尺度模拟技术的原理、应用和发展趋势等方面入手，深入探讨这项技术在材料研究中的应用。
一、多尺度模拟技术的原理多尺度模拟技术是一种将不同层次、不同尺度的信息进行有效融合的方法。
其基本原理是将微观尺度上的原子、分子等精细结构和宏观尺度上的宏观物理性质进行有效耦合，建立起一个多层次、多尺度的物理模型，通过计算机模拟，实现从原子水平到宏观水平的连续和一致性。
实现这一目标的主要手段包括尺度转换、信息传递和耦合方法等。
二、多尺度模拟技术在材料研究中的应用(一)材料结构与性能分析多尺度模拟技术可以有效模拟出材料的原子结构、分子结构以及材料的宏观结构和性能，可以帮助人们进一步探究材料的结构与性能之间的关系，从而指导材料的设计和制备工作。
例如，在纳米材料的研究中，多尺度模拟可以模拟出纳米材料的结构，在原子和分子级别上研究纳米材料的物理性质。
模拟结果可以揭示纳米材料的结构缺陷形成机制，从而改进纳米材料的制备方法，提高其性能。
(二)高温、高压下材料行为研究多尺度模拟技术可以模拟高温、高压、高辐射等极端条件下材料的行为，从而研究材料的物理和化学行为特性。
例如，在科学家们研究地球内部的构成和演化过程时，多尺度模拟技术被用于模拟地球内部材料的性质。
模拟结果发现，这些材料在极端的温度和压力条件下会发生多种相变，从而对地球内部的构成和演化过程造成重大影响。
(三)材料制备和加工过程的控制与优化多尺度模拟技术也可以被应用于材料制备和加工等过程中。
利用多尺度模拟技术可以模拟出材料的微观结构和性质，从而制定合理的制备和加工策略，优化材料的制备和加工过程，提高材料性能。
例如，在材料的表面处理及涂层制备过程中，多尺度模拟技术可以模拟表面处理过程中，不同物质间的相互作用原理，从而指导涂层制备过程，提高表面性能。
多尺度复合材料力学研究进展
01 引言
03 研究方法 05 结论
目录
02 研究现状 04 研究成果 06 参考内容
引言
复合材料因其优异的性能和广泛的应用而受到全球研究者们的。特别是在现代 社会中，复合材料在航空航天、生物医疗、汽车制造等领域的应用越来越广泛， 因此对于复合材料的研究具有重要意义。多尺度复合材料力学的研究，旨在从 纳米、细观和宏观等多个尺度探究复合材料的力学行为，为其设计和应用提供 理论基础和实验依据。
本次演示旨在探讨颗粒增强金属基复合材料力学性能的多尺度计算模拟方法。 首先，我们将简要介绍颗粒增强金属基复合材料及其力学性能的基本概念，以 便为后续内容的讨论奠定基础。接着，我们将详细阐述多尺度计算模拟在颗粒 增强金属基复合材料力学性能预测中的应用。最后，我们将对多尺度计算模拟 的优缺点进行评估，并探讨未来的研究方向。
研究成果
近年来，多尺度复合材料力学领域的研究取得了众多成果。在纳米尺度方面， 研究者们成功地揭示了纳米纤维、纳米颗粒等增强相与基体之间的相互作用机 制，发现了新的力学性能增强效应。例如，通过在纳米纤维增强复合材料中引 入氧化石墨烯等纳米颗粒，可以有效地提高材料的强度和韧性。
在细观尺度方面，研究者们通过对显微组织、界面等因素对材料力学性能的影 响进行深入研究，发现了细观结构对复合材料力学性能的调控作用。例如，通 过优化细观结构参数，可以显著提高细观复合材料的强度和韧性。
二、多尺度计算模拟在颗粒增强金属基复合材料力学性能预测中的应用
多尺度计算模拟方法具有将微观和宏观尺度相结合的优势，因此在颗粒增强金 属基复合材料力学性能预测中具有广泛的应用前景。在多尺度计算模拟过程中， 我们可以利用微观尺度模型对增强颗粒和基体界面进行详细描述，同时利用宏 观尺度模型对复合材料的整体性能进行评估。
大气中多尺度相互作用的研究进展
用；绝热和非绝热条件下的相互作用；正压大气和斜压大气有无地形效应条件下波包与基本气流的相互作用；波流相互
作用中中尺度扰动波包的发展；多种尺度动能和有效位能之间的能量转换等。上述理论很好地解释了一些天气现象，比
如平流层爆发性增温现象、北半球阻塞形式的形成和维持原因、寒潮爆发过程和西太平洋副热带高压变动以及与中国降
水的相关性等。多尺度系统之间的相互作用在台风和梅雨锋暴雨过程中尤为重要，不同尺度系统相互影响以及不同尺
度系统之间的能量转换对台风和梅雨锋暴雨的发生、发展以及消亡过程有重要的影响。
关键词：多尺度相互作用；E-P 通量；波包理论；大气能量学
中图法分类号: P43
文献标志码：Ａ doi:10.3969/j.issn.1004-9045.2018.03.001
Research progress on atmospheric multiscale interaction
SHEN Xinyong1,SHA Sha1,2,LIU Liangke1,LI Xiaofan3
(1. Key Laboratory of Meteorological Disaster, Ministry of Education / Joint International Research Laboratory of Climate and Environment Change / Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters,
摘 要：大气运动的形式多种多样，大气中存在多种尺度的天气系统，大气中多尺度相互作用成为近几十年来关注的热
点问题。该文对大气多尺度作用的研究进行了总结和回顾。目前，多尺度相互作用的研究主要集中在 E-P 通量、波包理
多尺度方法在复合材料力学研究中的进展
多尺度方法在复合材料力学分析中的研究进展摘要简要介绍了多尺度方法的分量及其适用范围，详细论述了多尺度分析方法在纤维增强复合材料弹性、塑性等力学性能中的研究进展，最后对多尺度分析方法的前景进行了展望。
关键词多尺度分析方法，复合材料，力学性能，细观力学，均匀化理论1引言多尺度科学是一门研究不同长度尺度或时间尺度相互耦合现象的跨学科科学，是复杂系统的重要分支之一，具有丰富的科学内涵和研究价值。
多尺度现象并存于生活的很多方面，它涵盖了许多领域。
如介观、微观个宏观等多个物理、力学及其耦合领域［1］。
空间和时间上的多尺度现象是材料科学中材料变形和失效的固有现象。
多尺度分析方法是考虑空间和时间的跨尺度与跨层次特征，并将相关尺度耦合的新方法，是求解各种复杂的计算材料科学和工程问题的重要方法和技术。
对于求解与尺度相关的各种不连续问题。
复合材料和异构材料的性能模拟问题，以及需要考虑材料微观或纳观物理特性，品格位错等问题，多尺度方法相当有效。
复合材料是由两种或者两种以上具有不同物理、化学性质的材料，以微观、介观或宏观等不同的结构尺度与层次，经过复杂的空间组合而形成的一个多相材料系统［2］。
复合材料作为一种新型材料，由于具有较高的比强度和比刚度、低密度、强耐腐蚀性、低蠕变、高温下强度保持率高以及生物相容性好等一系列优点，越来越受到土木工程和航空航天工业等领域的重视。
复合材料是一种多相材料，其力学性能和失效机制不仅与宏观性能（如边界条件、载荷和约束等）有关，也与组分相的性能、增强相的形状、分布以及增强相与基体之间的界面特性等细观特征密切相关，为了优化复合材料和更好地开发利用复合材料，必须掌握其细观结构对材料宏观性能的影响，即应研究多尺度效应的影响。
如何建立起复合材料的有效性能和组分性能以及微观结构组织参数之间的关系，一直是复合材料研究的重点，也是复合材料研究的核心目标之一。
近年来, 随着细观力学的发展和渐近均匀化理论的深化，人们逐渐认识并开始研究复合材料宏观尺度和细观尺度之间的联系，并把二者结合起来。
二维催化材料多尺度结构和电子性质调控获新进展
二维催化材料多尺度结构和电子性质调控获新进展（学习版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制学校：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种类型的学习资料，如英语资料、语文资料、数学资料、物理资料、化学资料、生物资料、地理资料、历史资料、政治资料、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor.I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, this shop provides various types of learning materials for everyone, such as English materials, language materials, mathematics materials, physical materials, chemical materials, biological materials, geographic materials, historical materials, political materials, other materials, etc. Please pay attention to the data format and writing method!二维催化材料多尺度结构和电子性质调控获新进展--> 近日，中科院大连化物所催化基础国家重点实验室邓德会副研究员、包信和院士团队成功实现了对二维硫化钼原子晶体材料多尺度结构和电子性质的调控。
多尺度方法在微尺度黏着接触中的研究进展
（ 福 州 大 学 机 械 工 程 及 自动 化 学 院 ， 福建 福州 ３ ５ ０ １ ０ ８ ）
摘要 ： 在 简 单 介 绍 微 尺 度 黏 着 接 触 理 论 模 型研 究 的 基 础 上 阐 述 了 多 尺 度 计 算 方 法 ， 并 详 细 评 述 了 多 尺 度 方 法 在 微 尺 度 黏 着 接 触 中 的研 究 进 展 ． 最后 对 微尺 度接 触 问题 中 的影 响 因素 以及 计算 方 法可 能 的研 究方 向进行 了
德华 力等 ） 变得 非 常重 要 ， 甚 至将 成 为 主 导 因 素 ， 这 跨尺 度与跨层 次特 征 ， 以及 将相 应 的尺度 耦合 ， 提取
就是 所谓 由尺度效应 引起 的“ 表 面效应 ” ｌ １ Ｉ ２ ］ ． 出有 用 的微 观 信息 ， 是 求 解各 种 微 器 件材 料 和 表 面 近年来 ， 多 尺度方 法耦 传 统 的宏 观尺度计算 方法 建 立在 连续 介质 理论 工程 问题 的重要方法 和技术 ．
基 础上 ， 而在 微尺度 黏着 接触 行 为 中 ， 原子 间 固有 间 合 原子 区域 和 连续 区域 出现 了较 快 发 展 ， 提 出 了准
５ １ 、 混 合模 拟 方 法Ｅ 、 有 限元原 子 模 隙和表 面力 不可 忽略 ， 宏 观 尺度 分析 方法 不再 适 用 ． 连续介质方 法Ｅ 、 桥域 尺度 方 法Ｅ ］ 、 原 子 和 离散 位错 耦 合 近年来被 广泛应用 的 以原子 构型 为研 究对 象 的分 子 型方法Ｅ
探讨 ．
关 键 词 ：多 尺 度 方 法 ； 微 尺度 ； 黏着接触 中图分类号 ： Ｔ Ｈ １ １ ７ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２—５ ５ ８ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４—０ ２ ９ ９— ０ ７
多尺度传递过程研究进展
存档日期：存档编号北京化工大学研究生课程论文课程名称：计算流体力学与传热课程代号：_________ ChE515 _________任课教师：张建文完成日期：2012年12月20日专业：化学工程学号：姓名：成绩：_________________________多尺度传递过程研究进展摘要：本文介绍了化工中多尺度的研究方法以及传递研究的新进展。
着重介绍了现代化工多尺度传递过程研究的三种新方法：平均方法、直接模拟法以及耦合方法，并与传统的研究思路做比较。
最后提出了多尺度传递过程研究中出现的问题并对多尺度传递过程研究提出展望。
关键词：多尺度传递过程Advances in MultiscaleTransportProcessAbstract: This article describes a multiscale chemical method and the new advance of transport process. Mainly introduce three modern chemical multiscale methods in transport process study: average method, the direct simulationmethod,and coupling method.Finally this paper puts forward a multi scale transfer process and research problems and to propose the prospect of the study on multi scale transfer process. Key words: multiscale ,transport process一、引言1.1 化工中的多尺度问题多尺度的术语现在被广泛地使用，例如Villemaux 提出计算化学工程的多尺度应用，Lerou 和Ng 的文章《化学反应工程, 研究多目标任务的多尺度方法》等, 但不同学者所认的“尺度”的含义可能并不相同。
大气中多尺度相互作用的研究进展
大气中多尺度相互作用的研究进展沈新勇;沙莎;刘靓珂;李小凡【摘要】大气运动的形式多种多样,大气中存在多种尺度的天气系统,大气中多尺度相互作用成为近几十年来关注的热点问题.该文对大气多尺度作用的研究进行了总结和回顾.目前,多尺度相互作用的研究主要集中在E-P通量、波包理论和大气能量学等方面,大致包含均匀基本气流和非均匀基本气流下的相互作用;正压大气和斜压大气条件下的相互作用;绝热和非绝热条件下的相互作用;正压大气和斜压大气有无地形效应条件下波包与基本气流的相互作用;波流相互作用中中尺度扰动波包的发展;多种尺度动能和有效位能之间的能量转换等.上述理论很好地解释了一些天气现象,比如平流层爆发性增温现象、北半球阻塞形式的形成和维持原因、寒潮爆发过程和西太平洋副热带高压变动以及与中国降水的相关性等.多尺度系统之间的相互作用在台风和梅雨锋暴雨过程中尤为重要,不同尺度系统相互影响以及不同尺度系统之间的能量转换对台风和梅雨锋暴雨的发生、发展以及消亡过程有重要的影响.%The movement of the atmosphere displays a multitude of patterns. There are multiscale weather systems in the atmosphere. The multiscale interaction in the atmosphere has become a hot topic for decades.This paper reviewed the research progress on atmospheric multi-scale interaction. At present, the research of atmospheric interaction is mainly in E-P flux, wave packet theory and atmospheric energetics. These results generally include the interaction under uniform basic flow and non-uniform flow, under barotropic and baroclinic atmosphere, under adiabatic and non adiabatic conditions; the interaction of wave packet and basic flow with or without terrain effect under barotropic and baroclinicatmosphere; the development of mesoscale disturbance wave packets; multiscale energy conversion between kinetic energy and ef-fective potential energy during the interaction. Moreover, it can well explain some weather phenomena, such as the stratospheric sudden warming phenomenon, the formation and maintenance of the northern hemisphere's blocking form, the outbreak of cold wave, the change of the Western Pacific subtropical high and the correlation with the precipitation in China, etc. The interaction between multi-scale systems is especially important in the process of typhoon and Meiyu front rainstorm. The interaction of different scale systems and the energy transfer among different scale systems have great influence on the occurrence and development and dissipation of typhoon and Meiyu front rainstorm.【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】7页(P197-203)【关键词】多尺度相互作用;E-P通量;波包理论;大气能量学【作者】沈新勇;沙莎;刘靓珂;李小凡【作者单位】南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京210044;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京210044;上海海洋气象台,上海201306;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京210044;浙江大学地球科学学院,杭州310027【正文语种】中文【中图分类】P43引言天气图上绘制的气压场、高度场等物理量场基本呈现波状分布，可以认为是不同尺度波动叠加，其中较大尺度的Rossby波，波长可以达到106m左右，除此之外，大气中还包含声波、重力波、惯性波和其他中小尺度的波动。
多尺度方法在微_纳接触行为模拟中的应用进展_吴聪颖
多尺度方法在微/纳接触行为模拟中的应用进展＊吴聪颖,段芳莉,郭其超(重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044)摘要 多尺度方法在求解的不同区域采用不同尺度的力学模型,在精确描述材料力学行为的同时,提高了计算效率,是近年来得到较大发展和广泛应用的一种材料计算方法。
介绍了跨原子和连续介质多尺度算法的过渡区设计、基本算法,以及影响算法精度的主要因素。
评述了多尺度方法在微/纳粗糙表面接触行为研究中的应用,在三维多尺度算法中更好地控制温度将提高模拟精度。
关键词 多尺度方法 跨原子和连续介质力学 微/纳尺度接触中图分类号:O485 文献标识码:AThe Development with the Application of Multi -scale Methods in theSimulation of Micro /Nano -scale ContactWU Congying ,DUAN Fangli ,G UO Qichao(The State K ey L abo ra to ry of M echanical T r ansmissio n ,Cho ng qing U niver sity ,Cho ng qing 400044)Abstract M ulti -scale me tho ds do not adopt the same mechanical models in different areas .Because of its effi -ciency and exactness in de scribing the mechanical co nduct ,as a new method o f ma te rial computing ,it has been develo -ped rapidly and used widely .T he design o f tr ansition region and basic principle o f the ato mic -co ntinuum multi -sca lemethod are intr oduced w ith the major facto rs w hich affect the algo rithm ′s accur acy .A t the same time ,the multi -sca le methods ′applications in simulating the co ntact conduct of micr o /nano -scale ro ug h surfaces are reviewed .The accur acy of simula tion will be improv ed if the temperature is co nf rolled bet te r in 3D multi -scale methods .Key words multi -scale methods ,the atomic -continuum me thod ,micro /nano -scale co ntact ＊国家自然科学基金(50875271);重庆市自然科学基金(CST C 2009BB4200);中央高校基本科研业务费资助课题(CDJZ R -11280001) 吴聪颖:男,1987年生,硕士生 E -mail :eleven -cy @0 引言随着微/纳元器件的面世,材料的微观特性越来越受到重视。
多尺度科学的研究进展
多尺度科学的研究进展
柴立和
【期刊名称】《化学进展》
【年(卷),期】2005(017)002
【摘要】近些年来,化学家们开始关注多尺度现象,而在更广泛的意义上是关注一门新学科-- 多尺度科学--研究具有广泛时空尺度耦合现象的科学.本文分析了包括化学在内的各个学科中的多尺度现象,讨论了多尺度研究的几个主要内容和方法并展望了它的未来. 我们认为,多尺度科学应作为一门独立的科学来对待,多尺度现象将是21世纪科学家们面临的最大挑战.
【总页数】6页(P186-191)
【作者】柴立和
【作者单位】天津大学环境科学与工程学院,天津,300072
【正文语种】中文
【中图分类】B023;O64
【相关文献】
1.混凝土多尺度特征与多尺度纤维增强理论研究进展 [J], 张聪;曹明莉;许玲
2.多尺度蒸散发估测与时空尺度拓展方法研究进展 [J], 张宝忠;许迪;刘钰;陈鹤
3.颗粒气泡黏附科学——宏观尺度下颗粒气泡黏附研究进展及困境 [J], 邢耀文;桂夏辉;曹亦俊;刘炯天
4.颗粒气泡黏附科学——微纳尺度下颗粒气泡黏附试验研究进展 [J], 邢耀文;桂夏
辉;韩海生;孙伟;曹亦俊;刘炯天
5.科学发展观是蕴涵真理尺度价值尺度和审美尺度辩证统一的发展观 [J], 潘景余因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
存档日期：存档编号:北京化工大学研究生课程论文课程名称：计算流体力学与传热课程代号：ChE515任课教师：张建文完成日期：2012 年12 月23 日专业：化学工程与技术学号：2012200028姓名：王冰洁成绩：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿多尺度传递过程的研究进展摘要：近些年来，化学家们开始关注多尺度现象，而在更广泛的意义上是关注一门新学科—多尺度科学。
本文分析了传递过程中的多尺度现象，讨论了多尺度研究的几个主要内容和方法并分析了它们的特点。
多尺度科学应作为一门独立的科学来对待，多尺度现象将是21世纪科学家们面临的最大挑战。
关键词：多尺度、传递过程、研究进展Progress in Multi-scale transfer processAbstract：In recent years, chemists have started to pay attention to the phenomenon of multi-scale,the broader sense is concerned about a new subject - Multiscale Science. This paper analyzes the multi-scale phenomena in the transfer process, and discusses several major content and method of multi-scale research and analysis of their characteristics. The multi-scale science should be treated as an independent scientific. The multiscale phenomenon will be the biggest challenge faced by the scientists of the 21st century.Keyword：Multi-scale、transfer process、progress1 引言多尺度科学[l]是一门研究不同空间尺度或时间尺度相互耦合现象的跨学科科学，是复杂系统的重要分支之一，具有丰富的科学内涵和研究价值。
多尺度模拟考虑空间和时间的跨尺度与跨层次特征，并将相关尺度耦合起来，提高模拟和计算效率，是求解各种复杂的材料和工程问题的重要方法和技术。
多尺度现象存在于生活的各个方面，涵盖多个领域，如微观、细观和宏观等多个物理、力学及其耦合领域[2]。
多尺度模拟和计算是一个正在迅速发展的热点与前沿研究领域[3]，特别是在多物理的(mufti-physical)现象非常显著材料科学、化学、流体力学和生物学等领域[4]。
传递过程也称传递现象，指物系内某物理量从高强度区域自动地向低强度区域转移的过程，是自然界和生产中普遍存在的现象。
目前，传递过程中存在多尺度现象，本文主要介绍多尺度传递过程的研究进展。
2 多尺度方法综述在自然界和工程实践中，许多现象或过程都具有多尺度特征或多尺度效应[5]，同时，人们对现象或过程的观察和测量往往也是在不同尺度(分辨率)上进行的，因此，用多尺度系统理论来描述、分析这些现象或过程是十分自然的，它能够很好地表现这些现象或过程的本质特征。
时空尺度是客观世界的基本特征，跨长度、跨时间和跨层次现象以及相应的多尺度藕合是复杂系统中重要问题之一，反映物质世界的基本性质及多学科交叉的内禀特征，具有极其丰富的科学内涵[6]。
通常采用的多尺度问题研究方法有三种，其中多尺度分析越来越受重视。
(1)简单平均:将具有结构的系统作为无结构系统处理，仅考虑系统的平均参数;特点：计算方便，但分析过于粗略简单，难于处理多尺度复杂系统(2) 离散化模拟:分析结构的微观细节，实现对系统内所有现象的完整描述.特点：描述精细准确.计算量大，实现困难(3) 多尺度分析:根据系统的结构特征，区分不同尺度现象的描述性方法，通过分析小尺度上的机理建立大尺度上模型的关联性方法、结构形成的控制机制及尺度间关系的分析性方法特点：将复杂系统分尺度分析，易于实现，描述准确[7]。
这3种方法中，离散化方法是最根本(ultimate )的途径，但由于计算和测量技术的限制，目前还难以实现;平均方法无法考虑系统的结构特征，显然很难有深入的进展;当前最适用的似为多尺度方法，由于它能反映复杂系统最重要的“结构”特征，是一种简单而又有效的描述途径。
目前，已有一些多尺度分析方面见效的实例。
下面给出气固流态化的例子。
在气固两相流态化中，固体颗粒并不均匀分布于流体中，而是颗粒和流体分别聚集形成颗粒密集的“密相”和流体富集的“稀相”，即形成两“相”结构.在这种结构中，颗粒与流体之间的相互作用在稀、密两相中差别很大，并存在两相之间的相互作用.如从小(颗粒尺度)到大(设备尺度)逐渐增大观察或测量的范围(或尺度)，我们可以依次看到:(1)单颗粒尺度时，我们只观察到单颗粒与流体的作用，这是颗粒流体系统中最基本的现象.(2)如逐渐增大观察尺度，假如还未涉及稀相和密相的界面，我们观察到的只不过是颗粒数目的增加，相互作用并无实质性的变化。
然而，当观察尺度增加到聚团尺度时，颗粒流体之间的作用则发生实质性的变化—由密相过渡到稀相或由稀相过渡到密相，并涉及到密相和稀相之间的界面作用。
这一实质性变化表明了一个新尺度的出现。
(3)如果继续增大观察范围，在某一范围内又只是团聚物数目的增加，但当尺度增加到设备尺度时，除了颗粒和流体的作用外，又增加了整个系统与其边界的作用，表明了又一个新尺度。
这种随尺度变化，观察到的内容会在若干特征尺度发生质变的系统可称为多尺度系统。
显然，如果用平均方法，这种颗粒流体在不同尺度的相互作用的差别就将被磨灭、无法描述。
因此，多尺度分析是必要的。
事实上，尽管有无数颗粒存在，但这些颗粒大都在特征尺度上成群运动，只要选好特征尺度，它们的行为就可用几个尺度来描述，因此可以简化分析而又不引起大的失真。
能量最小多尺度(EMMS, Energy-Minimization Multi-Scale[8])模型就是遵循了这样的思路而提出来的。
首先对气固流态化系统的非均匀结构(可用8个参数描述)进行尺度分解，将其分解为单颗粒、颗粒聚团和设备3个尺度，分析多尺度结构中的动量和质量守恒，可得6个方程。
显然6个方程无法解出8个参数，必须寻找另外的条件。
事实上所有多尺度问题都存在多值性，因此稳定性条件是必要的。
为此，通过分析系统内的作用机制(即:流体运动趋势—阻力最小;颗粒运动趋势—势能量小)及两机制之间的协调，得到气固流态化系统的稳定性条件:对应于单位质量颗粒=min)，也就是说非均匀结构中8个参数除应满足力平的悬浮输送能耗最小(Nest=min的条件。
如此，综合6个方程和一个稳定性衡和质量守恒外，还应遵循Nest条件，就形成EMMS模型，可计算局部非均匀结构的8个参数、饱和夹带量、轴向和径向分布以及流型转变等。
这一模型已被扩展为计算工业规模装置中气固流型的软件包[9].多尺度方法成功的例子还有湍流研究中的大涡模拟和计算数学中的多尺度算法等等.随着人们对复杂系统认识的深人，多尺度方法作为一种有效的简化方法，可望在解决众多复杂问题方面得到更广泛的应用，并归纳出共性的知识[10]。
多尺度现象是客观世界所固有的普遍现象，在各门科学中都有涉及。
但多尺度科学是近几年才提出的[11,12]，是目前科学研究的热点和难点之一。
多尺度科学越来越受到关注。
2003年，美国工业与应用数学学会(SIAM)侯一钊创建了多尺度专刊《Multi-scale Modeling and Simulation》,交流多尺度问题研究方法和进展，以期形成多尺度建模与模拟的系统方法。
2004年，美国能源部(DOE)举办了二次多尺度数学研讨会，第一次是关于多尺度建模与模拟，第二次是关于多尺度问题调研，第二次是多尺度数学研究的路线[13-15]。
其目的是寻求打破目前认识复杂物理过程的障碍，这些复杂物理过程通常发生在很宽时间和长度尺度上。
而现有复杂物理系统的理论和模型，只能模拟单尺度过程或没有互相作用的分离尺度过程。
目前，针对具体多尺度问题取得了很多可喜成果。
对流体湍流问题发展了多尺度大涡模拟方法[16]。
统计细观损伤力学[17]是描写非均匀介质损伤演化的一种连接细观与宏观尺度的统计理论。
能量最小多尺度方法(ENIM S)在化学多尺度方而作了重要探索并揭示了多尺度现象的许多特性[18]。
多尺度有限元法[19]、非齐次多尺度法[20]能较好解决多孔介质中多尺度问题。
但尚未形成一套通用的多尺度方法，需要多学科交义与融合，突破多尺度理论基础，发展多尺度计算科学工程和软件工程[21]。
3 传递过程综述传递过程也称传递现象，指物系内某物理量从高强度区域自动地向低强度区域转移的过程，是自然界和生产中普遍存在的现象。
对于物系的每一个具有强度性质的物理量（如速度、温度、浓度）来说，都存在着相对平衡的状态。
当物系偏离平衡状态时，就会发生某种物理量的这种转移过程，使物系趋向平衡状态，所传递的物理量可以是质量、能量、动量或电量等。
例如物系内温度不均匀，则热量将由高温区向低温区传递。
在化工生产中所处理的物料主要是流体，所涉及到的只是动量、热量和质量。
因此，在化工中传递过程常用作流体中的动量传递、热量传递和质量传递三种传递过程的总称。
在化工设备中，因所发生的过程不同，三种传递过程可能分别单独存在；也可能是其中任意两种或三种过程同时存在。
对这三种传递现象的物理化学原理和计算方法的研究，是单元操作和化学反应工程研究的基础。
所以，传递过程是化学工程的一个分支。
传递过程的研究通常按三种不同的尺度进行，即分子尺度、微团尺度和设备尺度。
(1)分子尺度上的研究考察分子运动引起的动量、热量和质量的传递。
以分子运动论的观点，借助统计方法，确立传递规律，如牛顿粘性定律(见粘性流体流动)，傅里叶定律（见热传导）和费克定律(见分子扩散)。
与分子运动有关的物质的宏观传递特性表示为粘度、热导率、分子扩散系数等。
(2)微团尺度上的研究考察流体微团（由众多分子组成，尺寸远小于运动空间，也称流体质点）运动所造成的动量、热量和质量的传递。
常忽略流体由分子组成内部存在空隙这一事实，而将流体视为连续介质，从而使用连续函数的数学工具,从守恒原理出发,以微分方程的形式建立描述传递规律的连续性方程、运动方程、能量方程和对流扩散方程。
当流体作湍流运动时，与流体微团运动有关的传递特性表示为涡流粘度、涡流热扩散系数和涡流扩散系数，但这些传递特性与流动状况、设备结构等有关，不是流体的物性。