量子环上的负电荷激子

讨论了负电荷激子X^-的能-光谱及其Aharonov-Bhom振荡.负电荷激子是三个带电粒子组成的体系,其基函数（基矢）数目大,数值计算艰巨. 以往人们常把体系的空间波函数分离成质心运动和相对运动两部分来处理,这种方法误差大,只适用于外加磁场很小的情况.直接由体系的Hamilton量出发,基于角动量守恒,把基矢按总角动量分类. 据此提出了一种简便的求解体系的本征矢和本征函数方案,使用该方法使计算时间节省了90%以上.所得计算结果没有抗磁现象,且计算结果与现有的实验数据符合很好.还讨论了环的半径、介质电容率和空穴的有效质量与ABO的关系. 关键词： 量子环 负电荷激子 能-光谱 Aharonov-Bhom振荡     

一维和二维多势阱能谱的Bsplines计算

用Bsplines函数基计算了一维多势阱和二维Henon Heiles势的能谱,得到了精度较高的结果.将这一结果与采用高斯基函数计算的结果进行比较,结果表明:Bsplines函数基用于研究一维束缚态问题比高斯函数基方法更方便,具有灵活、可塑性强、效率高等优点,适用于不同形式势作用下的系统的变分求解.     

基于改进教学优化算法的Hermite正交基神经网络混沌时间序列预测

针对传统预测模型对混沌时间序列预测精度低、收敛速度慢及模型结构复杂的问题, 提出了基于改进教学优化算法的Hermite正交基神经网络预测模型. 首先, 将自相关法和Cao方法相结合对混沌时间序列进行相空间重构, 以获得重构延迟时间向量; 其次, 以Hermite正交基函数为激励函数构成Hermite正交基神经网络, 作为预测模型; 最后, 将模型参数优化问题转化为多维空间上的函数优化问题, 利用改进教学优化算法对预测模型进行参数优化, 以建立预测模型并进行预测分析. 分别以Lorenz 系统和Liu系统为模型, 通过四阶Runge-Kutta法产生混沌时间序列作为仿真对象, 并进行单步及多步预测对比实验. 仿真结果表明, 与径向基函数神经网络、回声状态网络、最小二乘支持向量机及基于教学优化算法的Hermite正交基神经网络预测模型相比, 所提预测模型具有更高的预测精度、更快的收敛速度和更简单的模型结构, 验证了该模型的高效性, 便于推广和应用.     

不同维度ZnO能带结构和电子态密度的研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法来研究不同维度ZnO的能带结构和电子态密度.参考实验上的ZnO晶格参数构建不同维度的ZnO模型并进行结构优化后再计算能带结构和电子态密度.研究结果表明二维和三维ZnO都属于直接带隙半导体且二维ZnO的禁带宽度大于三维ZnO;从三维变到二维,ZnO的电子局域化程度变高且Zn 3d轨道电子从能量较低的能级向能量较高的能级跃迁.本文的研究展示了二维和三维ZnO能带结构和电子态密度的异同,为二维ZnO基的器件研究提供了一定的理论参考价值.     

杂质对量子环上荷负电激子的影响

讨论了在杂质电荷的电场影响下,量子环上荷负电激子X-的能-光谱及其Aharonov-Bohm振荡.当轨道总角动量不守恒的情况下,提出如何按轨道角动量分类构成基矢组并用典型的对角化方法求解体系的本征值和本征矢的方案.该方案计算简单,计算结果令人满意.还讨论了运用等效电荷变换公式和变换图,把位于三维空间的杂质简化为二维平面(或x轴上)的杂质处理,使计算变得更简单,对结果的分析也更明晰.     

Fenna-Matthews-Olson捕光复合物中的冗余结构

研究了绿色硫细菌中捕光天线复合物Fenna-Matthews-Olson的一个子单元和反应中心的能量传递.通过细菌叶绿素分子的能量和耦合强度,构建了包含反应中心的哈密顿量及约化模型.通过级联运动方程研究了不同分子间和反应中心的激子布居演化.计算了Fenna-Matthews-Olson及其约化模型的二维三阶光子回波谱,获得能量传榆过程中不同激子态间的相干性.结果表明在能量捕获过程中,Fenna-Matthews-Olson复合物存在冗余结构.     

Fenna-Matthews-Olson捕光复合物中的冗余结构（英文）

研究了绿色硫细菌中捕光天线复合物Fenna-Matthews-Olson的一个子单元和反应中心的能量传递.通过细菌叶绿素分子的能量和耦合强度,构建了包含反应中心的哈密顿量及约化模型.通过级联运动方程研究了不同分子间和反应中心的激子布居演化.计算了Fenna-Matthews-Olson及其约化模型的二维三阶光子回波谱,获得能量传输过程中不同激子态间的相干性.结果表明在能量捕获过程中,Fenna-Matthews-Olson复合物存在冗余结构.     

二维氢原子中的基态奇异特性数值精确对角化法

利用数值有限差分法处理二维氢原子的基态波函数时,计算结果发现其存在着数值奇异特性.本文通过构造一套具有正交完备性的离散贝塞尔基函数,并结合基于Lanczos技术的数值精确对角化方法研究二维氢原子中的基态波函数的数值奇异特性,得到的波函数数值解及其相应的本征能量均与解析结果相一致.这套新的完备的离散贝塞尔基函数,可以在研究一些波函数具有数值奇异特性的体系中发挥至关重要的作用.     

基于改进变分法对原子激发态精确波函数的研究

传统的利用变分原理求解Schrfidinger方程获得原子激发态波函数的方法是基于HUM理论(HylleraasUndheim and MacDonald theorem),在有限的N维Hilbert空间中,通过求解久期方程的高阶根获得激发态的近似波函数.在我们前期的工作中已指出,由于HUM方法的几个内禀缺陷限制,它将导致在相同的函数空间中,由传统变分法得到的激发态波函数的‘质量’远差于足够好的基态波函数.进一步地,为了避免基于HUM方法的变分缺陷,本文提出了新的变分函数,并证明其试探激发态波函数在其本征态处具有局域极小值,因而可以通过变分极小无限制的逼近该本征态.在此基础上,利用广义的Laguerre类型轨道(GLTO)在组态相互作用的框架下,分别编写了基于传统HUM理论和新变分函数的关于求解原子近似波函数的计算程序,并且利用该程序计算了氦原子(He)在1S(e),1P(o)态下相应的基态及激发态近似波函数及对应的能量值和径向平均值,并与已有文献中结果进行比较,计算结果显示了HUM理论的缺陷及新变分函数优越性,并就进一步提高激发态的精度指明了方向.     

一种基于压缩感知的三维导体目标电磁散射问题的快速求解方法

提出了一种将压缩感知和特征基函数结合的方法来计算三维导体目标的雷达散射截面.利用压缩感知理论,将随机选择的矩量法阻抗矩阵作为测量矩阵,将激励电压视为测量值,然后再用恢复算法可实现二维或二维半目标感应电流的求解.对于三维导体目标,使用Rao-Wilton-Glisson基函数表示的感应电流在常用的离散余弦变换基、小波基等稀疏基上不稀疏.为此,本文将计算出的目标特征基函数作为稀疏基,用广义正交匹配追踪算法作为恢复算法来加速恢复过程,并应用到三维导体目标的雷达散射截面计算中.数值结果证明了本文方法的准确性与高效性.     

几个量子力学问题的统一解法

通过变换求得连带Laguerre方程的变通形式，它包括了量子力学中-维谐振子、三维谐振子和类氢离子所满足的径向薛定谔方程，因此可用统一的方法对这三个问题的能级和波函数求解。     

二维自适应结构网格的变分生成方法

提出-一种二维结构网格的自适应生成方法,即采用变分方程控制网格的疏密程度以及光滑性、正交性和正规性,并且所有的控制方程具有-致的量纲.几个数值算例表明,给出的网格自适应生成方法能够较好地收敛到方程的唯-解,同时产生性质良好的二维自适应结构网格.     

Navier-Stokes方程的最小二乘等几何方法

基于Hermite多项式的C¹型单元构造复杂,限制了最小二乘有限元法的应用.引入高阶光滑的非均匀有理B样条作为基函数简化C¹型单元构造,提出求解黏性不可压流动Navier-Stokes方程的最小二乘等几何方法.用Newton法或Picard法对Navier-Stokes方程线性化,用线性化偏微分方程的余量定义最小二乘泛函,导出最小二乘变分方程,用NURBS构造高阶光滑的有限维空间来近似速度场和压力场.计算表明:本文方法计算的二维顶盖驱动流数值解能准确描述流动状况,计算的二维通道内圆柱绕流全局质量损失由最小二乘有限元法的6%降为0.018%,该方法可用于Navier-Stokes方程的求解,并且具有较好的质量守恒性.     

电场对负电荷激子的能-光谱AB振荡的影响

定量讨论了可控外加均匀电场对量子环上负电荷激子的能-光谱及其AB振荡的影响。文中计算光谱的结果与实验值符合很好。负电荷激子是三个带电粒子的体系,构成本征函数的基矢数以及哈密顿矩阵元都极大,数值计算艰浩。文中提出如何选定基矢组Γ(Kmin,Kmax)以减少基矢数及保证因基矢组的选择所引起的误差极小的方法。为验证基矢组Γ(Kmin,Kmax)的可靠性,还提出了对构成波函数中基矢K的比重D(K)的分析方法。并对哈密顿矩阵元〈H〉中的动能项〈T〉、库仑作用项〈V〉、外加电场作用项〈E〉与环半径R的关系进行了讨论。     

耦合径向基函数与多项式基函数的无网格方法

耦合径向基函数和多项式基函数,形成一种新的近似函数.该近似函数对散乱分布的离散数据点进行逼近时,只需节点信息,不需要划分网格.详细描述了耦合近似函数的建立、属性、插值行为及其形函数和形函数导数的性质.最后引入修正变分原理和单位分解积分技术求解边值问题,并给出了计算实例,表明耦合径向基函数和多项式基函数是一种非常有效的方法.     

使用非正交曲线座标与速度分量S_1流面正问题流场矩阵解

本文基于吴仲华提出的使用非正交曲线座标与相应的非正交速度分量的叶轮机械三元流动气动热力学基本方程组,引入流函数,得出求解的主要方程:流函数的二阶拟线性偏微分方程.除了与密度有关的项以外,流函数的各阶导数都置在方程的左端.这样加快了收敛的速度.用中心九点差分格式,将微分方程离散化后,所得的线性代数方程组用矩阵[L][u]分解直接求解.这种解法收敛速度较快.系数矩阵为对角线带状稀疏矩阵.采用了:(1)非零元素按对角线编号;(2)增设虚点两项办法.大量减少了计算机内存量.由流函数求密度时采用了内存密度函数表插值方法.简单地讨论了松弛因子的选取.用此程序对一些压气机和透平的叶型进行了计算,同实验结果及理论解析解进行了比较,相互是一致的.     

二维各向同性谐振子的径向矩阵元计算的讨论

根据广义Laguerre多项式的数学性质，导出了较为简单的二维各向同性谐振子径向矩阵元的普遍公式，并在这基础上计算了一些重要特殊情形的径向矩阵元：矢径ρ整数次幂的平均值，电偶极跃迁矩阵元和电四极跃迁矩阵元。     

类铍离子激发态的能量计算

采用多组态相互作用方法及Rayleigh- Ritz变分法,计算了类铍O4+离子1s22s2p3Po态的非相对论能量,并详细分析了如何选择质量最好的变分波函数.运用截断变分方法进一步饱和函数空间得到能量的改进量,并考虑相对论修正、质量极化效应等获得了相对论能量计算值.计算结果表明,此理论计算方法可得到高精度的能量计算值.     

强磁场中氢原子能级的另一种绝热变分计算

采用绝热近似和变分原理，引入描述Coulomb作用的等效模型势，给出绝热变分方程，计算了均匀强磁场(1≤β≤2000)中氢原子的基态和几个较低激发态的能级，并与绝热近似方法和公认为最精确的类多组态Hartree-Fock方法的结果进行了比较，给出的基矢比Landau基矢具有更好的收敛性. 关键词：     

C2V群寻基在矩量法求解二维电磁散射问题中的应用

针对横截面为双轴对称特征的散射柱,确定以柱各边的中心点共计4个群变换对称点,以此构成4个自然对称基函数.根据二维对称物体的对称特点构造出对称变换群,继而确定出该变换群的正规表示,将正规表示进行约化,根据所约化出的不可约表示,进而确定出以上述4个自然对称基的线性组合的线性独立归一的完备基,计算结果表明,以该基函数级数展开来描述散射体表面电流,具有收敛速度快、计算精度高等特点.