各向异性表面张力对定向凝固中深胞晶生长的影响

利用匹配渐近展开法和多变量展开法求出定向凝固深胞晶生长的浓度场和界面形态的全局渐近解,研究各向异性表面张力对定向凝固深胞晶生长的影响.结果表明,各向异性表面张力对定向凝固过程深胞晶生长有显著的影响.随着各向异性表面张力增大,胞晶前端部分浓度减小而胞晶界面收缩;胞晶根部的浓度增大而界面曲率增大或根部的曲率半径减小,各向异性表面张力使得深胞晶界面振幅增加.本文结果能够计算定向凝固过程中深胞晶生长的浓度、界面形态.     

各向异性表面张力对深胞晶界面形态稳定性的影响

应用匹配渐近展开法和多变量展开法研究各向异性表面张力对定向凝固中深胞晶界面形态稳定性的影响, 通过寻找定向凝固系统的模式解获得了深胞晶界面形态满足的量子化条件. 结果表明, 与各向同性的定向凝固系统中深胞晶界面形态稳定性比较, 考虑各向异性表面张力的定向凝固中深胞晶生长界面形态也有两种整体不稳定性机制: 整体波动不稳定性和低频不稳定性. 随着各向异性表面张力的增加, 中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体波动不稳定性的不稳定区域减小, 中性模式产生弱振荡的胞晶结构的低频不稳定性的不稳定区域增加.     

各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响

研究各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响.应用多重变量展开法导出了共晶界面表达式和扰动振幅的变化率满足的色散关系.结果表明,共晶生长系统有两种整体不稳定性机理:由非震荡导致的"交换稳定性"机理和由震荡导致的"整体波动不稳定性"机理.震荡有四种典型模式,即:反对称-反对称(AA-),对称-反对称(SA-)、反对称-对称(AS-)和对称-对称(SS-)模式.稳定性分析表明:共晶界面形态稳定性取决于Peclet数ε的某一个临界值ε_*,当ε大于临界值ε_*时,共晶界面形态不稳定;当ε小于临界值ε_*时,共晶界面形态稳定.随着各向异性表面张力增大,对应于AA-,SA-和SS-模式的临界值ε_(aa*),ε_(sa*)和ε_(ss*)随之减小,表明各向异性表面张力减小这三种模式的稳定性区域;然而,随着各向异性表面张力增大,对应于AS-模式的临界值ε_(as*)随之增大,表明各向异性表面张力增大AS-模式的稳定性区域.     

界面能各向异性对定向凝固枝晶生长的影响

采用元胞自动机 (cellular automaton, CA) 模型研究了界面能各向异性对二维定向凝固枝晶生长的影响. 模拟结果显示当晶体的择优生长方向与热流方向一致时, 随着界面能各向异性强度的增大, 凝固组织形态由弱界面能各向异性时的海藻晶转变为强界面能各向异性时的树枝晶. 同时, 界面能各向异性强度会影响稳态枝晶尖端状态的选择, 界面能各向异性越强, 定向凝固稳态枝晶尖端半径越小, 尖端界面前沿的液相浓度和过冷度越小. 稳态枝晶生长的尖端状态选择参数与界面能各向异性强度也存在标度律的指数关系, 而枝晶一次间距则受界面能各向异性强度影响较弱. 当晶体的择优生长方向与热流方向呈-40°夹角时随着界面能各向异性强度的增大, 凝固组织形态由海藻晶逐渐转变为退化枝晶, 后又逐渐转变为倾斜枝晶. 关键词： 元胞自动机 枝晶 界面能各向异性     

用CA方法模拟界面能各向异性对胞晶生长形态的影响

用元胞自动机（CellularAutomaton,CA）模型研究了界面能各向异性对二维定向凝固胞晶的生长形态的影响,建立了判定胞晶生长达到稳态的判据．结果显示,当界面能各向异性强度非常小时,胞晶尖端很容易分岔,胞晶形态不容易稳定．而当界面能各向异性强度足够大时,容易形成稳定的胞晶形态,同时界面能各向异性强度会显著影响稳定胞晶的形态,界面能各向异性越强,稳态胞晶间距越小,胞晶尖端半径越小,尖端半径与胞晶间距的比值越小,固液界面前沿的浓度与过冷度越小．     

相场模型模拟液固界面各向异性作用下自由枝晶生长

采用自适应有限元方法求解相场模型,分别对界面能各向异性和界面动力学各向异性条件下自由枝晶生长过程进行了模拟.计算表明两种各向异性均显著影响枝晶的生长,随着各向异性的增大枝晶尖端生长速度增大,尖端半径降低. 两种各向异性对自由枝晶生长有着不同形式的影响,在界面能各向异性条件下,枝晶生长稳定性系数与各向异性系数成幂函数关系;而在动力学各向异性条件下,稳定性系数与各向异性系数成线性关系. 关键词： 界面能各向异性 动力学各向异性 自由枝晶生长 相场模型     

界面各向异性影响冰晶生长的相场法研究

采用Wheeler模型对果蔬速冻保鲜工艺中的冰晶生长过程进行模拟,研究了各向异性模数、界面能各向异性强度对冰晶生长行为的影响。结果表明:当各向异性模数在(2,6]之间取值时,随着各向异性模数的减小,冰晶形貌的对称性重数降低;在各向异性模数取6时,随着界面能各向异性强度的增加,冰晶形貌由六角星向六重对称发达枝晶转变。因此,通过降低各向异性模数和界面能各向异性强度,能够抑制大冰晶的形成。     

过冷熔体中枝晶生长的相场法数值模拟

利用相场法模拟了过冷纯金属熔体中的枝晶生长过程,研究了各向导性、界面动力学、热扩散和界面能对枝晶生长的影响.结果表明,热噪声可以促发侧向分支的形成,但不影响枝晶尖端的稳态行为;随着各向异性的增加,枝晶尖端生长速度增加,尖端半径减小;当界面动力学系数减小及在界面动力学系数小于1的条件下热扩散系数减小时,枝晶尖端生长速度随之减小,而尖端半径相应增大;界面能趋于增大枝晶尺度并保持界面在扰动下的稳定,界面能越大,形成侧向分支的趋势越小 关键词： 过冷 枝晶生长 相场法 数值模拟     

晶间界面附近区域中的弹性场——各向异性理论

根据现代关于晶间界面的研究可知,晶界和相界多具有二维周期结构。由此出发,采用Fourier级数展开的表示,在给定了界面结构,在数学上即是形式地给定了边界条件的情况下,求出了两个各向异性物相间相界附近的弹性场。并以Ni中扭转晶界为例,作了应力场的数值计算。本文的方法和方程对于研究各种类型的晶界和相界均普遍可用,为处理这类问题提供了一种有效的简捷手段。 关键词：     

基于MeshTV界面重构算法的二元合金自由枝晶生长元胞自动机模型

本文基于MeshTV界面重构算法, 发展了二元合金凝固自由枝晶生长的元胞自动机 (cellular automaton, CA) 模型. 通过采用MeshTV界面重构算法, 在细化的界面元胞内重构出了固液界面的位置. 在此基础上, 发展了一种同时适合描述纯物质与合金凝固界面生长的动力学模型. 与非界面重构的CA模型相比, 本文所发展的模型可以在较大的网格尺寸下实现模型的收敛, 同时网格各向异性不明显, 且能够反映界面能各向异性参数ε 对自由枝晶生长的影响. 在ε =0.02时, 通过与描述自由枝晶生长的LGK理论模型相比较, 发现计算的枝晶尖端速度与LGK理论模型的预测符合较好, 而计算的枝晶尖端半径比LGK理论预测值大于约20%.     

分析各向异性光波导的一种新系统

报道一种灵活，交互和自动化的系统，它以矢量有限无法为基础，并在ＩＭＳＬ的ＰＤＥ／ｐｒｏｔｒａｎ题解环境中实现，用它分析各向异性光波异，得到了各向异性介矩形导中所用传播模式的数值结果，以及采用传播常数和模场分布二种形式评价这个方法的精度，并与早期的研究结果加以比较。     

各向异性磁化等离子体涂敷三维导体目标FDTD分析

把电流密度卷积-时域有限差分法(JEC-FDTD)推广应用于三维各向异性色散介质——磁化等离子体中，该算法同时解决了电磁波在各向异性和频率色散介质中传播的难题，给出了各向异性磁化等离子体中JEC-FDTD迭代公式.计算了各向异性磁化等离子体涂敷二面角反射器和球锥体后其RCS的变化情况，分析了电子回旋频率对其RCS的影响.计算结果表明磁化等离子体吸收性能更好. 关键词： 时域有限差分方法 各向异性磁化等离子体     

Transverse Thermoelectricity in a Tilted Metallic Multilayer Structure

Thermoelectricity is investigated in a material designed to show anisotropic transport properties: Copper/constantan/copper multilayer structures were prepared by sintering of a compressed stack of alternating foils of these materials and are described by effective in-plane properties and for the Seebeck-coefficient and the thermal conductivity along the layers, and out-of-plane-properties and along the stack axis. Samples in form of thin slabs prepared by cutting the stack obliquely to the stack axis showed thermoelectric fields transverse to temperature gradients across the slab due to off-diagonal elements in the Seebeck-tensor, and may be used as devices for detection of laser radiation.     

用FDTD计算各向异性磁化等离子体涂敷二维目标的RCS

采用z变换方法把时域有限差分方法(FDTD)推广应用于二维各向异性色散介质—磁化等离子 体中，该算法同时解决了电磁波在各向异性和频率色散介质中传播的计算问题，给出了各向 异性磁化等离子体中FDTD迭代公式.计算了各向异性磁化等离子体涂敷导体圆柱前后其雷达 散射截面(RCS)的变化情况，分析了等离子体碰撞频率和电子回旋频率对其RCS的影响. 关键词： 时域有限差分方法 各向异性磁化等离子体     

Photon states in anisotropic media

Quantum aspects of optical polarization are discussed for waves traveling in anisotropic dielectric media with a view to relate the dynamics of polarization with that of photon spin and its manipulation by classical polarizers.     

基于MATLAB软件对不同偏振光在不同介质中的传播过程的动态模拟

利用MATLAB软件对不同偏振光在真空、各向同性介质、线型各向异性介质以及圆型各向异性介质中的传播过程进行了三维动态模拟,能够加深学生对光的偏振概念以及各种偏振光与不同介质之间相互作用原理的理解。     

Simple depolarizers for spectrophotometric measurements of anisotropic samples

Spectrophotometric measurements on optically anisotropic samples are considerably affected by the partial polarization of light in the instrument. It is shown that by depolarizing the incident beam, more realistic results are obtained even for strong directional anisotropic materials. Two types of depolarizers were investigated.     

On analogues of black brane solutions in the model with multicomponent anisotropic fluid

A family of spherically symmetric solutions with horizon in the model with m  -component anisotropic fluid is presented. The metrics are defined on a manifold that contains a product of n−1$n-1$ Ricci-flat “internal” spaces. The equation of state for any s  -th component is defined by a vector Us$U^s$ belonging to Rn+1${\mathbb{R}}^{n+1}$. The solutions are governed by moduli functions Hs$H_s$ obeying non-linear differential equations with certain boundary conditions imposed. A simulation of black brane solutions in the model with antisymmetric forms is considered. An example of solution imitating M₂–M₅$M_2\text{–}{M}_5$ configuration (in D=11$D=11$ supergravity) corresponding to Lie algebra A₂$A_2$ is presented.     

Interaction of electromagnetic waves with anisotropic collisional plasma half space

Interaction of electromagnetic waves penetrating into anisotropic semi-infinite collisional plasma embedded in a uniform external magnetic field is studied using half range Fourier transforms. General field equations are developed for fractionally accommodating boundary and a particular case of specular reflection is discussed both for right handed as well as left handed circularly polarized modes. Anisotropy effects are found to be more prominent in the continuum mode of field component. Anisotropy as well as collisions make the field to attain a constant value at a shorter distance. Left handed polarized modes are found to be more penetrating than right handed modes. Surface impedance is calculated and effects of collisions as well as anisotropy are discussed.     

Anisotropic localization behavior of graphene in the presence of diagonal and off-diagonal disorders

Anisotropic localization of Dirac fermions in graphene along both the x and y axes was studied using the transfer-matrix method. The two-parameter scaled behavior around the Dirac points was observed along the x axis with off-diagonal disorder. In contrast, the electronic state along the y axis with armchair edges was delocalized, which can be described well by single parameter scaling theory. This implies that the breakdown of the single-parameter scaling is related to the zigzag edge along the x axis. Furthermore, dimerization induced by the substrate suppresses the two-parameter scaling behavior along the x axis and preserves the delocalized state along the y axis. Our results also demonstrate anisotropic localization in graphene with diagonal disorder that can be tuned by dimerization.