华北大地涡旋电流现象机理及对管道管地电位影响

一维分块大地周围的特定电性结构能够在该分块大地中产生涡旋电流。通过反演等效电流源并根据实际地形构造大地电性模型, 分析了涡流处的等效电流和电性结构对其特性的影响, 揭示了该特定区域中产生涡流并使得涡流移动的机理; 对铺设在该区域中的输油管道给出了管地电位(PSP) 的分布特征。计算得到的管道PSP与实际监测得到的管道PSP分布规律的一致性表明了涡旋电流能够加重地磁扰动对管道的影响。     

基于电磁超材料的两种等效参数提取算法的比较分析

基于传统反演算法和Kramers-Kronig关系改进算法, 分别提取弱耦合和强耦合超材料渔网结构模型的等效参数, 并对两种算法的有效性及普适性进行了探讨.理论分析及计算结果表明, 传统的反演算法可以准确地反演弱、强耦合情形下电磁超材料结构的等效参数, 但计算复杂度较高;而基于Kramers-Kronig关系的改进算法巧妙地降低了计算的复杂度, 能简单准确地提取弱耦合情形下电磁超材料结构的等效参数, 但对于强耦合情形则不适用, 原因在于强耦合情形破坏了Kramers-Kronig关系的解析且连续性要求. 研究结果拓展了等效媒质理论并可为新的电磁超材料的设计提供理论参考. 关键词： 超材料 反演算法 Kramers-Kronig关系 等效参数     

基于时间透镜原理实现微波信号时间反演

时间反演电磁学是一门新兴学科. 高效的电磁时间反演信号获取方式是时间反演技术获得应用的关键. 本文研究了一种基于时域成像原理获得时间反演微波信号的方法. 首先根据时间透镜原理, 推导出了实现波形时间反演的条件, 并对波形反演的过程进行了数值仿真. 然后设计了两种满足反演条件的啁啾电磁带隙结构来构造色散信道, 并通过实验得到了一个时隙长度为1.5 ns的时间反演信号. 由于啁啾电磁带隙结构与理想色散信道的差异, 实验结果中存在波形失真. 文章最后对造成失真的原因进行了分析.     

各向异性介质辐射特性参数联合反演

本文基于BP神经网络方法结合蒙特卡洛和BEER定律辐射传输模拟方法建立了联合反演各向异性散射介质的辐射特性参数模型。首先采用半球透射率结合半球反射率反演模型反演了各向同性介质的吸收系数和散射系数,在此基础上增加准直透射率,建立了联合反演各向异性介质的吸收系数、散射系数和散射不对称因子三参数联合反演模型。反演结果表明该模型能准确反演出介质辐射特性参数,具有实用意义。此外,为了检验测量误差对模型的反演准确性的影响,分别在不同程度测量误差情况下进行反演,结果显示测量误差对散射不对称因子反演值影响较大。     

横向各向同性地层快速各向异性反演方法

斯通利波的频散特性常用于反演横向各向同性地层的各向异性。该文重点对斯通利波频散曲线随井孔和地层弹性模量相关参数的变化规律进行了探讨,提出了频散曲线的快速插值计算方法,经过误差分析验证了插值频散计算的可行性。据此提出了通过对参数大间隔取值建立理论频散数值表,插值计算不同各向异性参数的频散曲线,对比波形频散快速反演横向各向同性地层各向异性的方法。基于实轴积分法计算的横向各向同性地层井孔声场分别进行了插值频散快速反演和传统方法反演,对比结果证实了该文提出的快速反演方法的准确高效性,并且对数据加噪后验证了快速反演方法的抗噪性。     

电磁散射问题的两种反演方法研究

提出了电磁散射问题的两种反演方法:确定性梯度搜索方法和MonteCarlo随机搜索方法.给出了两种方法的基本原理,并对反演性能包括对散射体的定位能力、反演精度、反演时间进行了系统的分析与比较.数值计算结果表明,确定性方法定位精确,而随机性方法对散射体电磁参数的反演精度高且速度快,利用两者优点可以增强反演效果.     

复合介质等效电磁参数的数值研究

利用时域有限差分(FDTD)方法研究了掺杂介质材料等效电磁参数的反演方法.首先用FDTD方法计算掺杂介质的反射、透射系数,然后结合遗传算法和传播矩阵法反演不同掺杂比率的等效电磁参数,得到了等效电磁参数随掺杂比率变化的关系曲线.在复合材料的掺杂比率较低和较高时,等效电磁参数计算公式之间以及数值方法得到的结果比较一致;当掺杂比率处于中间值时,则稍有差别.结果显示用数值方法反演复合材料等效电磁参数具有可行性.     

三维电磁扩散场数值模拟及磁化效应的影响

采用矢量有限元法实现了三维电磁扩散场数值模拟,并成功将其应用在大地电磁的正演研究中.为灵活精确地拟合起伏地形和地下不规则构造,采用由不规则四面体单元组成的非结构化网格,可根据模型设计的需要调整网格的大小.引入了基于二次场理论,将解析的一次场从总场中扣除,直接计算二次场,使得误差仅局限于相对较小的二次场,以提高总场计算精度.常规的节点有限元法不满足电性分界面上法向电场不连续和无源区单元内电流密度无散,违反麦克斯韦方程组.为克服节点有限元法的弊端,使用矢量有限元法求解基于二次电场的偏微分方程.另外,在算法设计中,考虑了磁导率参数的变化,可以模拟磁导率不均匀的模型.通过与COMMEMI模型已发表的结果对比,证明了本文算法的正确性和精确性.为突显非结构网格优势,计算了椭球异常体模型和任意地形模型的MT响应,并详细讨论了地形和磁化效应对三维数值模拟结果的影响.     

基于逆散射理论的地震波速度正则化反演

本文基于逆散射理论利用正则化有限差分对比源反演算法对地震波传播速度进行反演, 该方法是基于波动方程的频率域波形反演算法, 利用非线性共轭梯度法, 通过最小化目标优化函数不断迭代更新速度模型. 由于地球物理反演问题的病态性和不稳定性, 通过基于反演参数总变差的正则化处理, 使反演问题变为良性问题且算法具有较强的抗噪声干扰能力. 反演过程中使用了频率-空间域9点差分正演算子以及PML吸收边界条件. 与其他反演算法相比, 由于背景模型在反演迭代过程中保持不变, 可以避免在每次迭代过程中重新构造正演算子及矩阵分解等相关计算过程, 使得该算法非常适合于大规模三维反演计算. 此外, 本文采用基于MPI的并行计算, 进一步提高了反演计算的效率. 二维CSEG模型反演结果表明该方法可以反演得到高分辨率的地震波速度重建结果, 为地震勘探数据处理及解释提供准确的速度信息.     

时间反演镜对时间反演电磁波聚焦特性影响因素的研究

时间反演电磁波聚焦特性的主要影响因素来自于时间反演镜(time reversal mirror,TRM).利用电磁仿真工具,对各种影响因素进行分析,给出了改善时间反演电磁波聚焦特性的方法.最后,通过实验对改善方法的有效性进行了验证. 关键词： 时间反演镜 时间反演电磁波 聚焦特性 影响因素     

Optical anisotropy of InAs/GaSb broken-gap quantum wells

We investigate in detail the optical anisotropy of absorption of linearly polarized light in InAs/GaSb quantum wells grown on GaSb along the [001] direction, which can be used as an active region of different laser structures. The energy level positions, the wave functions, the optical matrix elements, and the absorption coefficients are calculated using the eight-band k · p model and the Burt-Foreman envelope function theory. In these calculations, the Schr?dinger and Poisson equations are solved self-consistently taking the lattice-mismatched strain into account. We find that a realistic Hamiltonian, which has the C _2v symmetry, results in considerable anisotropy of optical matrix elements for different directions of light polarization and different directions of the initial-state in-plane wave vector, including low-symmetry directions. We trace how the optical matrix elements and absorption are modified when spin-orbit interaction and important symmetry breaking mechanisms are taken into account (structural inversion asymmetry, bulk inversion asymmetry, and interface Hamiltonian). These mechanisms result in an almost 100% anisotropy of the absorption coefficients as the light polarization vector rotates in the plane of the structure and in a plane normal to the interfaces.     

On the Callen and Shtrikman approach to the theory of magnetic anisotropy and magnetostriction

Two different methods are applied to the Callen and Shtrikman theory of magnetic single-ion anisotropy. The first method exploits an explicit inversion of the Brillouin function for values of spin not greater than two. The second method is equivalent to a parametric inversion of the Brillouin and the Langevin functions and is effective for any value of spin. Both methods allow the easy generation of the anisotropy coefficients as functions of the magnetization which can then be taken either from any of the theories of the general class defined by Callen and Shtrikman or from experiment. Extension of the results to the case of strong crystal field anisotropy is possible. The parametric method itself is much wider in scope; several promising applications in related fields are pointed out.     

Linewidth inversion in electron resonance spectra

The electron resonance spectrum of the cation of vanadyl octaethylporphyrin exhibits an unusual linewidth variation with the outer spectral lines sharper than the inner components. This observation corresponds to an inversion of the line broadening normally observed for vanadium (IV) complexes. The linewidth inversion is found to result from the anisotropy in the vanadium hyperfine interaction and the zero-field splitting which, when coupled with the molecular rotation, provides a powerful relaxation process. It is possible to provide a quantitative account of the observed linewidth variation if the anisotropy in the g tensor for the electron on vanadium is also included in the theory.     

Steps and fine structure in the drain current of MISFETs after X-irradiation under bias

In addition to the commonly known effects of ionizing radiation (X-rays) on the electrical characteristics of Si-MISFETs two new effects are reported. 1) Extreme charge inhomogeneties arise in the oxide when the devices are irradiated under bias. 2) Fine structure which can be detected in the second derivative of the drain current accompanies the inhomogeneties. Possible explanations are given in terms of a clustering model at the SiO₂ interfaces and localised states in the Si inversion layer.     

地面核磁共振反演导电层状模型

提出不同于常规线性规划的广义线性迭代反演成像技术,并将其应用于任意层状导电介质的地面核磁共振数据分析.在这种方法中,初始振幅强度的平方作为反演成像的对象,它可以表示为含水量分布的二次型形式,并且在反演成像迭代过程中,对应的Jacobian矩阵元素可以用解析形式显式表示出来.反演成像可以从均匀半空间模型开始迭代,理论上,2次迭代就可以完成成像过程.用实际数据对提出的反演成像理论进行了验证.与常规方法相比,新方法的成像结果与实际情况具有更好的一致性,证明了广义线性迭代反演成像不仅具有较好的稳定性和收敛性,还特别适合任意良导层状模型的地面核磁共振数据反演成像.     

Magnetoelectric anisotropy in diffusive transport

In this Letter we prove the existence of a new general diffusive transport phenomenon in crossed electric and magnetic fields: magnetoelectric anisotropy. For the specific case of diffusive electrical transport, we present a relativistic model to quantify this effect and present experimental evidence for its existence.     

环上双氟取代三联苯类液晶化合物的量子化学研究

运用AM1和PM3两种SCF-MO方法,通过能量梯度全优化计算,给出了对环上双氟取代三联苯类液晶化合物的稳定几何构型、电子结构和生成热、偶极矩、前线分子轨道能级等分子的基本性质.联系有机结构理论进行了分析和讨论.初步阐明了其分子结构与介电各向异性之间的关系,为设计和开发新型液晶分子提供了有较大价值的线索.     

CaPtAs: A new noncentrosymmetric superconductor

We report the discovery of a new noncentrosymmetric superconductor CaPtAs.It crystallizes in a tetragonal structure(space group I41md,No.109),featuring three dimensional honeycomb networks of Pt-As and a much elongated c-axis(a=b=4.18?,and c=43.70?).The superconductivity of CaPtAs with Tc=1.47 K was characterized by means of electrical resistivity,specific heat,and ac magnetic susceptibility.The electronic specific heat Ce(T)/T shows evidence for a deviation from the behavior of a conventional BCS superconductor,and can be reasonably fitted by a p-wave model.The upper critical fieldμ0Hc2 of CaPtAs exhibits a moderate anisotropy,with an in-plane value of around 204 mT and an out-of-plane value of 148 mT.Density functional theory calculations indicate that the Pt-5 d and As-4 p orbitals mainly contribute to the density of states near the Fermi level,showing that the Pt-As honeycomb networks may significantly influence the superconducting properties.     

双氟取代苯和联苯类液晶化合物的量子化学研究

运用AM1和PM3两种SCF-MO方法,通过能量梯度全优化计算,给出了对一系列环上双氟取代苯、联苯液晶化合物的稳定几何构型、电子结构和分子基本性质(生成热、偶极矩、前沿分子轨道能级等)。联系有机结构理论进行了分析和讨论。初步阐明了其分子结构与介电各向异性之间的关系,为设计和开发新型液晶分子研究提供了有较大价值的线索。