积分梯度法的两种格式

在二维柱坐标系下Lagrange流体力学的计算中,积分梯度法是动量方程的一种有效离散方法.积分梯度法中,IGT(Integral Gradient Total)格式不能保持柱几何下一维球对称性;IGA(Integral Gradient Average)格式可以保持一维球对称性,但当相邻网格质量相差比较大时,会得到远远脱离真实物理现象的加速度.深入研究IGA和IGT格式发现,当相邻网格边界压力取为质量加权时,即使相邻网格质量相差较大,对于一维平面和一维柱问题,IGT与IGA等价;在二维情形下,可以缩小IGT和IGA之间的差异.理论证明,IGA格式不能保持系统的动量守恒,IGT格式能保持系统的动量守恒性.数值模拟结果进一步显示了这两个格式的优缺点.     

多介质流体力学计算的守恒型高分辨率格式

应用Lagrange坐标系下的守恒型格式计算多介质流体力学问题,在物质交界面附近采用一阶格式的数值通量,而在其余部分采用高分辨率格式的数值通量,不仅保持了高分辨率的良好性质,而且消除了一般的守恒型格式在界面附近所产生的震荡.     

在核物质理论中一个15重积分的化简和计算

本文讨论了在核物质理论中所出现的受Pauli原理限制的对五个动量矢量的15重积分。首先利用能量守恒和动量守恒条件以及通过适当的变量变换和坐标系的选择,将15重积分化成5重积分,然后再用计算高重积分的数论网格法进行数值计算,并以表格形式在很宽的范围内给出了计算结果。     

使用非正交曲线坐标与速度分量的S_1流面跨声速流函数解

在非正交曲线坐标系上采用守恒型流函数方程,用人工可压缩性方法解任意(辶回)转面上叶栅跨音流动,考虑了通过激波间断的熵增。用速度梯度方程积分的方法解决了密度双值问题。并试验比较了几种数值计算方法。     

RKDG有限元法求解一维拉格朗日形式的Euler方程

描述一种新的求解Euler方程的拉格朗日格式,该格式用Runge-Kutta Discontinuous Galerkin(RKDG)方法在拉格朗日坐标系求解Euler方程,剖分网格随流体运动.新格式不仅保证流体的质量、动量和能量守恒,而且能够在时间和空间上同时达到二阶精度.数值算例表明在一维情况,随着拉氏网格的移动和改变,格式在时间和空间上仍保持二阶精度,并且没有数值震荡.     

含Chern-Simons项的标量电动力学的BFV量子化

应用BFV路径积分量子化方案,给出含Chern-Simons项的标量电动力学的量子化,得到了量子系统守恒的能量、动量和角动量,指出在量子水平上系统具有分数自旋性质.     

A Direct Discontinuous Galerkin Method for Nonlinear Schr(o)dinger Equation

讨论一维和二维非线性Schr(o)dinger (NLS)方程的数值求解.基于扩散广义黎曼问题的数值流量,构造一种直接间断Galerkin方法(DDG)求解非线性Schr(o)dinger方程.证明该方法L2稳定性,并说明DDG格式是一种守恒的数值格式.对一维NLS方程的计算表明,DDG格式能够模拟各种孤立子形态,而且可以保持长时间的高精度.二维NLS方程的数值结果显示该方法的高精度和捕捉大梯度的能力.     

二维Lagrangian坐标系下可压气动方程组的间断Petrov-Galerkin方法（英文）

构造矩形网格下求解Lagrangian坐标系下气动方程组的单元中心型格式.空间离散采用控制体积间断Petrov-Galerkin方法,时间离散采用二阶TVD Runge-Kutta方法.利用限制器来抑制非物理震荡并保证RKCV算法的稳定性.构造的算法可以保证物理量的局部守恒.与Runge-Kutta间断Galerkin(RKDG)方法相比较,RKCV方法的计算公式少一项积分项使得计算较简单.给出一些数值算例验证了算法的可靠性及效率.     

Cosserat弹性杆动力学普遍定理的守恒量问题

根据Cosserat弹性杆的动力学普遍定理,讨论其守恒量问题. 因弹性杆的动力学方程是以截面为对象,并且是以弧坐标和时间为双自变量,其守恒量必定是以积分的形式给出,分别存在关于弧坐标或时间守恒的问题. 根据弹性杆的动量和动量矩方程,导出其动量守恒和动量矩守恒的存在条件及其表达,并讨论了关于沿中心线弧坐标的守恒问题;再分别根据弹性杆关于时间和弧坐标的能量方程导出了各自的关于时间和弧坐标的守恒量存在条件及其表达, 结果包括了弹性杆的机械能守恒以及平衡时的应变能积分;守恒问题给出了例子. 积分形式的守恒量对于弹性杆动力学的理论分析和数值计算都具有实际意义. 关键词： 守恒量 Cosserat弹性杆 动力学普遍定理 双自变量     

磁场中正则动量守恒定律的应用

众所周知,电磁场中带电粒子的哈密顿量为下面我们特别感兴趣的是它在柱坐标系(r,θ,z)中的形式其中正则动量pr,p0,pz与粒子力学动量mvr,mvθ,mvz的关系为这里vr=r,vθ=rθ,vz=z是粒子速度的分量.如果在一个问题里我们发现哈密顿量H中不含某个正则坐标qα,则根据正则方程这时相应的正则动量pa守恒,即沿粒子的轨道其数值不变.利用这一点,有时可以避免复杂的轨道计算,直截了当地得到一些重要的结论.下面举若干例子来说明. 例一[1]一对同轴柱形的导体,半径分别为a和b,内柱载有沿柱轴z方向的电流I,电流沿外柱流回,故两柱之间的区域内矢势为A=-z…     

用波晶片相位板产生角动量可调的无衍射涡旋空心光束

本文提出了一种用波晶片产生无衍射涡旋空心光束的新方案. 根据晶体双折射的性质, 设计波晶片的厚度, 在一块晶体薄片上对o光和e光分别形成各自的四台阶相位板, 线偏振光入射到该相位板后, o光和e光衍射按强度叠加, 利用准伽利略望远镜系统聚焦, 得到近似无衍射涡旋空心光束. 光路简单, 调节方便. 在近轴条件下, 运用菲涅耳衍射理论和经典电磁场角动量理论, 数值模拟计算了周期数不同的两块波晶片相位板衍射光强和角动量的分布, 结果表明: 两块相位板都能在较长距离内产生近似无衍射涡旋空心光束, 光强和轨道角动量的分布与螺旋相位板产生的涡旋光束基本相同. 在衍射光路中加入相位补偿器, 调节o光和e光的相位差可以调节自旋角动量的大小, 从而可以调节总角动量密度和平均光子角动量的大小. 用这种空心光束导引冷原子或冷分子, 原子在与光子相互作用过程中可获得可调的转动力矩.     

悬链曲面上的点粒子动力学及扩展空间约束系统量子化

扩张型正则量子化方案的核心内容是位置、动量以及哈密顿量同时量子化. 通过分析悬链面上粒子的扩张型正则量子化方案, 并且与薛定谔理论进行比较, 发现内禀几何中二维悬链面给不出与薛定谔理论相一致的结果, 而考虑将二维悬链面嵌入在三维欧氏空间之后, 还需要将正则量子化方案进行扩张, 可以得到体系的几何势能和几何动量, 并与薛定谔理论相一致.     

光晶格动量依赖偶极势中原子运动

研究了原子在光晶格偶极势依赖原子动量情况下的运动, 特别考虑了偶极势对原子动量的依赖特性. 对动量和位置的方差研究表明, 原子的动量方差呈现压缩性质, 位置方差呈现放大性质.据此我们预言光晶格动量依赖偶极势中的单粒子态可能接近动量压缩线态. 研究结果还表明, 红失谐情况下原子的动量演化可分为三个过程: 第一个过程是慢减速过程, 初始动量较大的原子, 动量以近似阻尼振荡的形式衰减; 第二个过程是快减速过程, 当动量被减速到接近到光子动量时, 动量迅速减小到hk(Ω/γ)², 其中hk为光子动量, Ω为拉比频率, γ为原子波函数衰减函数; 第三个过程是原子被囚禁过程, 当原子动能被降低到小于势井深度时, 原子被囚禁在晶格波腹附近. 关键词： 动量演化 光晶格 压缩态     

Asymmetric nonlinear-mode-conversion in an optical waveguide withPT symmetry

Asymmetric mode transformation in waveguide is of great significance for on-chip integrated devices with one-way effect, while it is challenging to achieve asymmetric nonlinear-mode-conversion (NMC) due to the limitations imposed by phase-matching. In this work, we theoretically proposed a new scheme for realizing asymmetric NMC by combining frequency-doubling process and periodic PT symmetric modulation in an optical waveguide. By engineering the one-way momentum from PT symmetric modulation, we have demonstrated the unidirectional conversion from pump to second harmonic with desired guided modes. Our findings offer new opportunities for manipulating nonlinear optical fields with PT symmetry, which could further boost more exploration on on-chip nonlinear devices assisted by non-Hermitian optics.     

隐式格式求解拟压缩性非定常不可压Navier-Stokes方程

采用Rogers发展的双时间步拟压缩方法,数值求解不可压非定常问题.数值通量分别采用三阶精度Roe格式和二阶精度Harten-Yee的TVD格式离散.为了加快收敛,提高求解效率,试验了几种隐式格式(ADI-LU,LGS,LU-SGS).针对经典的低雷诺数(Re=200)圆柱绕流问题,比较了不同隐式方法的计算结果和求解效率,以及两种数值离散格式计算结果的异同.最后采用Roe格式数值求解了两种典型的低速非定常流动问题:绕转动圆柱(ω=1)低雷诺数流动;NACA0015翼型等速拉起数值模拟.     

On the isospin breaking corrections to nuclear beta decay

We estimate the effect of the up and down quark mass difference to the neutron beta decay vector form factor at zero momentum transfer, by using an expansion in chiral SU(3) X SU(3) symmetry breaking to leading order. We find a deviation from a deviation from unity of the order of 3.5X10⁻⁵.     

Transverse momentum distribution in Drell-Yan pair and W and Z boson production

We exhibit and discuss the QCD prediction for the transverse momentum distribution of W bosons, Z bosons and high-mass virtual photons produced in high-energy hadron-hadron collisions. Recent work has shown that this prediction is consistent with the structure of leading twist initial state interactions.

The expression we present is expected to give results correct up to order _s^N(Q) for any Q_T when the boson mass Q is very large (> 10⁸ GeV!), given only input from perturbative calculations at order _s^N+2 and deeply inelastic scattering structure functions. We specify the required N = 0 coefficients, employing the order _s² results of Kodaira and Trentadue and of Davies and Stirling. We then show how the expression should be modified to deal with current energy scales. We also discuss the connection between low-Q_T and high-Q_T formulae.     

Scaling limit of deeply virtual compton scattering

I outline a perturbative QCD approach to the analysis of the deeply virtual Compton scattering process γ^*p → γp′ in the limit of vanishing momentum transfer t = (p′ − p)². The DVCS amplitude in this limit exhibits a scaling behavior described by two-argument distributions F(x,y) which specify the fractions of the initial momentum p and the momentum transfer r ≡ p′ − p carried by the constituents of the nucleon. The kernel R(x,y;ξ,η) governing the evolution of the non-forward distributions F(x,y) has a remarkable property: it produces the GLAPD evolution kernel P(x/ξ) when integrated over y and reduces to the Brodsky-Lepage evolution kernel V(y,η) after the x-integration. This property is used to construct the solution of the one-loop evolution equation for the flavor non-singlet part of the non-forward quark distribution.     

Reaction filters. Charged-particle multiplicity and linear momentum transfer

The relation between charged-particle multiplicity and linear momentum transfer to heavy reaction residues has been investigated with a 4π charged-particle detector for the reactions ³⁶Ar+²³⁸U at E/A=35 MeV and ¹⁴N+²³⁸U at E/A=50 MeV. The multiplicity of charged particles at backward angles (θ > 35°) incrreases linear momentum transfer while the multiplicity of charged particles in the forward direction is almost independent of the linear momentum transfer.