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．     

切向流动作用下的胞晶定向生长机理研究

实时观测了切向流动作用下SCN-0.2%Salol透明合金的定向胞晶生长过程,研究了切向流动作用对胞晶间距调整的作用机理. 实验发现,切向流动使得胞晶阵列发生顺流偏转,并且稳态平均间距随流速的增高而减小. 分析表明,这主要是由于流动作用导致胞端失稳波长减小而引起. 施加切向流动使得胞晶间距的调整过程中的分裂机理多样化. 顶端分裂由均匀分岔转变为多枝分岔和不对称分岔;同时,胞晶迎流侧容易产生分枝,且分枝生长方向在流动作用下转变为与胞晶主干方向相同. 胞晶的淘汰机理由静态条件下的弱势生长胞晶被相邻两侧胞晶淘汰 关键词： 切向流动 定向胞晶生长 间距调整     

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.     

复合元胞自动机系统反向迭代加密技术研究

提出了元胞自动机的交叉复合在序列R下随机复合的思想,分析了复合元胞自动机系统的密码学特性,利用元胞自动机反向迭代加密技术,构造了两个基于复合元胞自动机的密码系统.新的复合元胞自动机密码系统很好地解决了单一元胞自动机密码系统中存在的误差单向扩散的问题,并且能够以较小的规则半径获得大密钥空间.计算机仿真结果表明,复合元胞自动机密码系统具有良好的扰乱和扩散性能,能够有效地抵抗蛮力攻击和差分分析. 关键词： 离散动力系统 复合元胞自动机 反向迭代 分组密码     

丁胞型强化换热管的数值模拟

在换热器管道的内壁面上布置丁胞可以有效地增强管道内的传热.通过三维数值模拟,对含丁胞的圆形截面管道内的定常不可压缩湍流流动进行了数值模拟.本文采用RNG k-ε方程模型作为湍流计算模型和SIMPLE算法求解管道的流动传热情况.数值模拟结果表明,丁胞的大小、深度、排列密度等几何结构均对管道的换热效果有一定影响.在较低雷诺数下,含较小丁胞的管道换热效果好于含较大丁胞的管道;在较高雷诺数下,含较大丁胞的管道换热效果好干含较小丁胞的管道.     

碳氢混合燃料（C5~C6）气云爆轰胞格结构实验研究

 改进烟迹技术之后，在初始为常温常压的条件下，进行了碳氢混合燃料（C₅~C₆）的气云爆轰胞格结构实验研究，得到了清晰的胞格烟迹记录，同时讨论了燃料气云的当量比和起爆能对胞格结构的影响。实验表明：C₅~C₆混合燃料的爆轰波胞格宽度和胞格长度均随当量比的增加而线性增大；随着起爆能的不断增大，混合燃料的胞格宽度和胞格长度均是先增大后减小，且当起爆能足够高时，在胞格结构内可观察到精细结构的存在。     

胞内冰晶形成(综述)

在生物组织、细胞冷冻过程中形成的胞内冰晶是造成细胞直接损伤的重要原因之一.本文综述了与胞内冰晶形成的国内外研究进展,特别是目前在胞内冰晶形成的机理方面的主要理论学说、预测胞内冰晶形成概率的方法以及实验上的各方面重要技术和结果.对当前在胞内冰晶研究方面还存在的诸多问题进行了总结和展望.     

动态光散射研究胆固醇对DTAB/SDS阴阳离子液胞稳定性的影响

本文利用阴离子型界面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和阳离子型界面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)形成DTAB/SDS离子对双亲分子,通过制膜、超声振荡与挤压等程序制备出阴阳离子液胞,并利用动态光散射技术探讨不同比例的胆固醇添加对液胞稳定性的影响。研究结果表明,添加胆固醇可以明显增强DTAB/SDS阴阳离子液胞的物理稳定性;但胆固醇添加量小于35mol%时并不足以使系统内的阴阳离子界面活性剂全部转换为稳定的液胞而有结晶物产生;当胆固醇添加量更少(10mol%)时能稳定存在的液胞数量更少,所以计数率明显下降。由这些结果可以推论胆固醇与阴阳离子界面活性剂在液胞的双层膜中是以固定比例排列存在,从而可以维持液胞的稳定性,因此胆固醇添加量较高时液胞稳定性较佳。     

锆铌合金的特殊准随机结构模型的分子动力学研究

锆合金(如:锆铌(Zr-Nb)合金)的辐照损伤问题是裂变堆结构材料和燃料棒包壳材料设计的关键,而深入理解辐照损伤的物理机制,往往需借助于原子尺度的计算模拟,如:分子动力学和第一性原理等.针对随机置换固溶体合金的模拟,首先需构建能反映合金元素随机分布特征的大尺寸超胞,然而第一性原理计算量大,不宜使用过大(如≥200原子)超胞.通常第一性原理计算使用的是特殊准随机(SQS)超胞,SQS超胞可部分反映合金元素的随机分布特性,但对于特定组分只对应一种构型,这种模型是否能反映真实随机置换固溶体中多种局域构型的统计平均还有待进一步研究验证.分子动力学可在更大的尺度上进行计算模拟,能够通过随机取代(RSS)模型研究更多的合金构型,因此,本文基于RSS超胞模型及SQS扩展超胞模型,运用分子动力学方法对Zr-Nb合金进行了研究.首先通过构型误差分析确定了能真实反映固溶体合金性能统计性的RSS超胞的临界尺寸;然后计算比较了Zr-Nb合金SQS扩展超胞和一系列RSS超胞的晶格常数、形成能和能量—体积关系.研究表明,利用SQS超胞模拟得到的固溶体的晶格常数、形成能和能量体积曲线与一系列RSS超胞的对应统计值接近,因而SQS超胞可用于研究随机置换固溶体合金.     

离散可激发介质激发性降低的几种起因

采用简单的可激发介质元胞自动机模型,通过在均匀介质中引入死亡细胞、疲劳细胞以及让元胞的激发阈值作周期变化使螺旋波漫游.通过监测元胞的激发比率,发现不同原因导致的螺旋波漫游有一个共同的特点：螺旋波漫游情况下的元胞的激发比率较螺旋波不漫游情况下的元胞激发比率减小许多,表明介质的激发性降低与死亡细胞、疲劳细胞的数量以及元胞的激发阈值作周期变化有关;研究结果还表明：介质激发性的降低始终伴随螺旋波频率的减小.这些结果对心脏病的预防与治疗可能会提供有益的帮助. 关键词： 元胞自动机 可激发介质 螺旋波 漫游     

关于第n布里渊区体积等于倒格子原胞体积的证明

通过证明Wigner-Seitz原胞的体积等于原胞体积,说明第一布里渊区体积等于倒格子原胞体积;对于第n布里渊区和第n-1布里渊区建立保长同胚映射证明两者体积相等.     

基于介观元胞自动机的城市区域人员疏散模拟方法

传统元胞自动机疏散模型中,空间多划分为微观层面的精细网格,难以对大范围的疏散场景进行模拟.基于此,本文结合行人流的运动特征,建立了应用于大尺度人员疏散场景的人员疏散介观元胞自动机模型.该模型以道路元胞划分替代平面网格元胞划分方式,并引入"源加载"元胞加载模拟场景内疏散人员,建立元胞间状态转移方程模拟疏散过程中的人员运动.应用该模型,对高校校园进行疏散子网划分,模拟应急疏散过程并规划疏散路径,既可以对场景内宏观疏散情况进行分析,又可以观测单个元胞的状态变化.基于模拟结果,能够发现实际疏散过程中可能存在的问题,提出相应的改进指引和意见.     

半绝缘砷化镓单晶中碳微区分布的研究

通过AB腐蚀（由Abrahams和Buiocchi发明的腐蚀方法，简称AB腐蚀）、KOH腐蚀，经金相显微镜观察、透射电子显微镜能谱分析、电子探针x射线微区分析，对液封直拉法生长的非掺 半绝缘砷化镓单晶中碳的微区分布进行了分析研究.实验结果表明，碳的微区分布受单晶中 高密度位错网络结构的影响.高密度位错区，位错形成较小的胞状结构，且胞内不存在孤立 位错，碳在单个胞内呈U型分布；较低密度位错区，胞状结构直径较大，且胞内存在孤立位 错，碳在单个胞内呈W型分布. 关键词： 半绝缘砷化镓 胞状位错 碳受主     

气相爆轰波沿胞格的动力学机理研究

 建立了一种以子单元分析为基础,研究气相爆轰波沿胞格运动时的动力学机理的新方法。根据该子单元的性质和斜冲击波关系,首先推导了对撞前后前导冲击波沿胞格对称轴的马赫数之比和入射冲击波入射角及胞格几何性质的关系,求解了胞格结构中的三波点对撞问题。然后,采用爆炸波模拟前导冲击波的自持运动过程,求解气相爆轰波沿胞格的动力学过程,理论分析表明,气相爆轰波在胞格起点首先经历一个增长过程,然后才出现衰减。理论分析结果与实验和数值计算结果的比较表明符合得较好。     

LiNbO_3单晶体直拉法生长时组分过冷所形成的胞状界面和胞状组织

对于沿[0001]生长的LiNbO_3单晶体,组分过冷形成的胞状界面和胞状组织进行了形态学的研究(组分过冷是由于操作上的原因在熔体中掺入了Al_2O_3而引起的),确定了胞状界面和胞状组织的基本形态。胞状界面是由相毗邻的三角锥组成,三角锥的稜锥面为{0112}面组,毗邻的三角锥体间存在沟漕,其中的熔体中浓集溶质。在长成的晶体中的胞状组织或是由{1210}面构成的其母线平行于[0001]方向的稜柱体,或是由溶质浓集的三{1210}面相交而成的三叉。实验观测证实了白丝、白点、云层及溶质尾迹是胞状组织的某种表现,而温度起伏是形成间歇式胞状组织的原因。通过胞状界面的形态研究,确定了形态干扰的某些具体形式,并证实了破坏界面稳定性的形态干扰与界面邻近流体的动量边界层的稳定性有关。文章最后讨论了高熔点氧化物晶体与金属晶体的胞状组织在形态上的差异,认为是由于两类物质的不同熔化熵而产生的。     

微生物胞外聚合物对重金属镉的解毒作用及红外光谱分析

为探索微生物胞外物在微生物对重金属的抗性和去除过程中的作用,比较分析了对重金属镉具有不同抗性和去除率的菌株SCSE425-7和SCSE709-6胞外物的产生情况和菌株的红外光谱谱图。结果表明,在含镉条件培养时,菌株SCSE425-7表现了较高的镉抗性,分泌了相对较多的可溶性胞外多糖;而菌株SCSE709-6镉抗性较SCSE425-7低,但镉的生物去除性能较好,分泌了更多不可溶胞外聚合物。这说明,在重金属毒性胁迫下,微生物分泌的可溶性胞外多糖可能有助于提高微生物对重金属的抗性,而不可溶性胞外聚合物有助于重金属的微生物吸附。菌株红外光谱分析结果表明不可溶胞外聚合物上的酰胺基和羧基是其吸附镉离子的主要官能团。     

图胞映射的一种改进方法

通过引入新的概念,提出了图胞映射动力系统中瞬态胞的新的分类方法,基于新的分类方法研究了动力系统中不变流形的胞映射逼近问题;并结合计算机的计算速度与内存特点,建立了完成上述压缩分类的有效算法.通过对典型算例Henon映射的应用分析,证实了该方法的有效性. 关键词： 图胞映射方法 不变流形 Henon映射     

加热基板上硅油液滴蒸发诱发的Marangoni对流失稳现象实验研究

实验观察了加热基板上0.65cSt硅油液滴蒸发过程Marangoni对流失稳现象及其演变规律,测量了Marangoni对流失稳的临界条件,分析了润湿半径和Ma数对液滴内Marangoni对流稳定性的影响。结果发现:只有当液滴的接触角减小到某一临界值以下时,液滴内才产生Bénard-Marangoni对流涡胞,涡胞呈"花瓣"状,液滴顶点处较尖细,三相接触线附近为圆弧形,涡胞相互挤压处呈直线形。随着蒸发的进行,涡胞变短变粗。涡胞数随润湿半径、Ma数的增大而增多。产生Bénard-Marangoni对流涡胞的临界接触角θ_c随Ma数的增大而增大。液滴边缘处始终为热毛细对流,无Bénard-Marangoni对流涡胞。     

利用Fura-2/AM荧光探针法和LCSM法研究受磁场处理S.aureus细胞Ca2+的跨膜行为

研究受脉冲磁场处理金黄色葡萄球菌(S.aureus)细胞Ca2+的跨膜行为,为此研究了表征S.aureus胞内Ca2+浓度变化Fura-2/AM荧光探针检测法,并检测了不同脉冲数下经脉冲磁场处理后S.aureus细胞荧光强度的变化,采用激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)观察了经脉冲磁场处理前后S.aureus胞内Ca2+浓度的变化。研究结果表明,Fura-2/AM可成功的负载于S.aureus中,可以应用于S.aureus胞内游离钙离子浓度变化的测定。经脉冲磁场处理后,S.aureus胞内钙离子浓度显著上升,且与活菌数的减少高度相关,相关度达到-0.989 15;胞内光点显著增多,光点荧光强度明显增大,说明大量胞外钙离子跨膜进入胞内。因此,可以判断微生物细胞膜通透性的改变和胞内Ca2+浓度的上升是高强度脉冲磁场具有杀菌作用的重要原因。     

LiNbO3单晶体直拉法生长时组分过冷所形成的胞状界面和胞状组织

对于沿[0001]生长的LiNbO₃单晶体,组分过冷形成的胞状界面和胞状组织进行了形态学的研究(组分过冷是由于操作上的原因在熔体中掺入了Al₂O₃而引起的),确定了胞状界面和胞状组织的基本形态。胞状界面是由相毗邻的三角锥组成,三角锥的稜锥面为{0112}面组,毗邻的三角锥体间存在沟漕,其中的熔体中浓集溶质。在长成的晶体中的胞状组织或是由{1210}面构成的其母线平行于[0001]方向的稜柱体,或是由溶质浓集的三{1210}面相交而成的三叉。实验观测证实了白丝、白点、云层及溶质尾迹是胞状组织的某种表现,而温度起伏是形成间歇式胞状组织的原因。通过胞状界面的形态研究,确定了形态干扰的某些具体形式,并证实了破坏界面稳定性的形态干扰与界面邻近流体的动量边界层的稳定性有关。文章最后讨论了高熔点氧化物晶体与金属晶体的胞状组织在形态上的差异,认为是由于两类物质的不同熔化熵而产生的。 关键词：