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混合的极限一个真实世界的例子

乡亲们

不久前,我曾发表过一篇关于混合极限的文章。在现代制造业中,可能会有一些应用要求两种金属粉末均匀分布,例如在一个表面上。进一步假设,混合物中 90% 是 A 粉末,10% 是 B 粉末。要求是,不能有 3 个 B 粉末颗粒聚集在一起,并且在任何有 30 个 A 粉末颗粒的区域内,至少要有一个 B 粉末颗粒。乍一看,这些要求似乎很容易通过混合粉末来实现。

结果由于随机性,这一目标无法实现。我开发了一个Excel®电子表格,以虚拟方式执行该实验。见图 1。电子表格中的程序会根据 90/10 的要求随机放置 0 和 1。请注意,至少有两次出现 3 个 B 粒子聚集在一起的情况。这些 "1 "是红色的。另外,请注意由 35 个蓝色 "0 "组成的矩形(粒子 A)。

图 1.混合几乎总是会产生星团(红色)和空位(蓝色)。

不成功的原因在于混合的随机性。1s 簇和 1s 的 "空缺 "总是存在一定的概率。进一步的混合只会导致这些 B 簇或 B 空位移动。

请看下图 2 中红色和白色珠子的照片。红色珠子占总数的 5%。你认为哪个是随机的?通常人们会认为是右边那张,因为红色珠子的间距很均匀。结果是左边的照片是混合的,而右边的照片是摆拍的。混合通常会导致红色珠子结块,这在左边的照片中很明显。我已经尝试过数百次混合珠子,但总是会出现一些结块。

图 2.左图为混合图,右图为分段图。

当我们观察恒星时也会发现这种效应。它们也是成团的,不过引力确实加剧了这种成团效应。

干杯

罗恩博士