外磁场中单畴反铁磁颗粒的宏观量子效应

用瞬子方法研究了外加磁场对单畴双轴反铁磁颗粒宏观量子效应的影响. 当外磁场沿易磁化方向时,简并基态中的一个能量抬高,变为亚稳态,其隧穿衰变率随外磁场增大;当外磁场沿中间磁化方向时,能级的隧穿劈裂随外磁场的变化而振荡.从而提出一种观察单畴反铁磁颗粒中宏观量子相干和隧穿现象的实验方法.     

一般阻尼随机微分方程的拟局部振荡算法

提出了一种模拟随机微分方程的拟局部振荡算法,即利用算符劈裂方法和势函数的泰勒展开,对噪声作用下耗散粒子的时间演化算符进行分解,得到了对应涨落行为的扩散算符和对应确定轨迹的漂移算符.其中局部简谐势场的涨落过程可获得解析解,而剩余的确定项则利用简单的Euler算法积分.应用到几个算例并与常用的两种算法相比较,结果表明:本算法随时间步长最稳定,可使用较大的时间步长.     

基于聚能射流的岩石定向劈裂机制

基于岩石材料脆性断裂模型分析,从提高炸药能量向岩石断裂表面能转换效率的角度,提出采用预切槽和多点聚能射流冲击岩石进行裂纹引导与扩展,实现岩石定向劈裂。设计了一种可用于岩石劈裂的聚能装药,利用数值计算方法研究了岩石类脆性材料在聚能射流冲击作用下的定向劈裂机制,并计算比较了不同形状金属杆射流对岩体的冲击劈裂效果。分析计算该聚能装药射流形成与岩石的侵彻断裂过程,得出用于岩石劈裂的最佳聚能装药结构与炸高。实验成功用2枚聚能装药将岩石试块按预制方向劈裂,测试获得的岩石表面应力峰值约0.5～0.8 MPa。结果表明,采用该聚能装药在25 mm炸高下能够形成长径比约1∶3的楔形金属杆射流,沿着控界面预先设计的切槽方向,多点设置聚能装药,同时起爆后形成楔形金属杆射流冲击岩石,产生了较好的定向劈裂效果。该方法将爆炸能量精准导入控界面并有效地转换成岩石断裂表面能,从而提升了岩石定向劈裂的效果及炸药的能量利用率,研究结果可为大范围岩体开挖精确控界爆破切割装置设计及降低工程爆破危害提供参考。     

含初始裂纹巴西圆盘劈裂问题的非局部近 场动力学建模

巴西圆盘劈裂是弹性力学及岩石力学与工程中的经典问题。在非局部键型近场动力 学理论的基础上,引入物质点对的转动自由度构建双参数微观弹脆性近场动力学本构力模型 以突破常规模型的应用范围限制,并考虑岩石混凝土类材料的宏观拉压异性和断裂特征。引 入动态松弛、粒子系统力边界条件和系统平衡弛豫等算法,实现了含不同倾角中心裂纹巴西 圆盘受压劈裂破坏全过程的近场动力学数值模拟,裂纹扩展路径及破坏形式均与试验结果高 度吻合,为裂纹扩展和断裂破坏问题的数值模拟提供了新的选择。     

劈裂纳米环多极表面等离激元共振及折射率传感特性分析

研究了在三开口劈裂金属纳米环中,当入射场偏振方向不同时出现的多极局域表面等离激元共振现象及折射率传感特性。研究表明,当入射场偏振方向分别沿x 轴和y 轴时,在可见光-近红外区域分别激发起两个和三个明显的共振峰。通过改变缺口的张角,能够实现对共振峰位和强度的可控调整。共振峰位处劈裂纳米环的近场分布表明,LHA(左半弧)和DRHA(双右半弧)之间等离激元的杂化耦合是形成上述共振的原因。劈裂纳米环的多极共振非常适合折射率传感应用。当改变周围环境折射率,入射场沿x 轴偏振时,折射率敏感度的最大值可达到1365nm/RIU;入射场沿y 轴偏振时,折射率敏感度最大值可达2229nm/RIU。     

Er~(3+)∶Yb~(3+)∶Tm~(3+)共掺硼硅酸盐玻璃光致发光温度特性和能级劈裂

高温固相烧结法制备了Er^3＋：Yb^3＋：Tm^3＋共掺硼硅酸盐玻璃．在978nm半导体激光器抽运下,测量了样品在300～573K下光致发光谱强度随温度的变化,讨论了室温时上转换绿光和红光等波段的光谱劈裂．分析了Er^3＋：Yb^3＋和Tm^3＋之间的能量传递机制．研究结果表明,当温度升高时,Er^3＋：Yb^3＋：Tm^3＋共掺硼硅酸盐玻璃的481nm蓝光、517和534nm绿光、以及657nm红光等光致发光强度单调下降,在490K时几乎消失．但900nm左右的近红外光谱则随温度的升高而持续增强,而且其中心波长向短波方向移动．在室温时,光谱劈裂明显,高温时劈裂逐渐消失．     

混凝土类材料动态拉伸强度的微观力学模型

基于水泥砂浆试样动态劈裂拉伸实验,研究了不同加载速率下水泥砂浆材料动态劈裂时的裂纹发 生和扩展规律,提出一个微观力学模型。结果表明,微裂纹惯性是混凝土类材料动态拉伸实验中测量到的动 态拉伸强度随应变率的增加而提高的一种微观机制。     

EPS混凝土的动态劈裂强度和能量耗散

 用分离式Hopkinson压杆对多种聚苯乙烯(expanded polystyrene,EPS)体积含量的EPS混凝土试样进行了动态劈裂实验。提出了描述EPS混凝土劈裂强度与应力率关系的经验公式,该式同时适合于静态和动态应力率,并根据实验结果拟合了系数。分析了EPS含量、粒径大小对劈裂强度和动态增强因数的影响,发现碳纤维能有效提高EPS混凝土的动态劈裂强度,尤其对于小EPS粒径混凝土。此外,还研究了试样的能量耗散随应力率的变化规律,EPS含量增加时,试样的能量耗散随应力率的增加而增加,反应出EPS颗粒具有增韧和吸能效果。     

协变密度泛函理论中的张量力效应

张量力是核子-核子相互作用的重要成分,被认为是理解奇特原子核中壳结构演化规律的关键要素。然而,目前对于核介质中的张量力及其效应的定量认识,仍存在很多亟待解决的关键问题。着重梳理了在原子核密度泛函理论框架下,研究有效相互作用中的张量力成分以及相应的张量力效应的相关工作,重点包括:基于相对论Hartree-Fock理论,以同位素链中的质子幻数壳演化为例,定量提取与分析其中的张量力效应;以及基于第一性原理的相对论Brueckner-Hartree-Fock理论,以中子滴单粒子能谱中的自旋-轨道劈裂演化为例,提出与张量力效应相关联的"准实验数据"。最后,展望原子核密度泛函理论今后可能的发展策略。Tensor force is one of the most important components of the nucleon-nucleon interaction. It plays a critical role in understanding the shell evolution in exotic nuclei. However, there are still several puzzles concerning the tensor force and its effects in the nuclear medium. In this paper, we mainly focus on the studies of tensor force in the effective interactions and its effects in finite nuclear systems within the scheme of nuclear density functional theory. In particular, we highlight the recent developments, including the quantitative analysis of tensor effects in the relativistic Hartree-Fock theory by taking the evolution of proton magic shells in the isotopic chains as an example, and the "meta-data" of tensor effects provided by the ab initio relativistic Brueckner-Hartree-Fock theory by taking the evolution of spin-orbit splitting in the single-particle spectra of neutron drops as an example. Perspectives are focused on the possible strategies for the future developments of nuclear density functional theory.     

不同失效模式下轴压管状结构的吸能特性比较

圆管、方管等管状结构受轴向的压缩作用,是工程上常见的一种结构受力形式.由于几何尺寸、边界条件和材料特性的不同,管状结构可以发生5种不同的失效模式:渐进屈曲、整体失稳、翻转、膨胀和劈裂.本文综述了近年来管状结构在轴压作用下不同失效模式的理论建模、实验测试和数值仿真研究结果,并对5种失效模式的力学响应、能量吸收特性进行了对比与分析.