一种求解二维辐射流体力学方程组的显隐式格式

构造一种求解二维辐射流体力学方程组的有限体积方法。相较于Euler方程组,辐射流体力学方程组的数值格式设计更为困难。不仅辐射压力与辐射能量的强非线性增加了数值计算的难度,而且求解强激波问题也是一大难点。与此同时,物质量以声速传播,辐射量以光速传播也增加了该系统求解的难度。为了克服这些难点,我们使用MUSCL-Hancock方法求解模型的双曲部分,利用TR/BDF2的变换格式求解其扩散部分。给出了灰非平衡扩散模型关于时间的渐近分析。最后,通过数值实验展现该格式的表现。     

恒力场下粒子一维运动问题的求解

利用动量表象与坐标表象的等价性,本文采用了动量表象和路径积分的方法计算了恒力场下一维运动粒子的传播函数,然后再将其转换为坐标表象下的传播函数.提出了一种路径积分的解法思路,展示了动量表象在解决恒力场下粒子一维运动问题的价值.     

ST-X石英基片上铬栅阵中单根栅条反射系数实验研究

精确的栅条反射系数对于声表面波器件的设计至关重要。本文利用网络分析仪的时域功能,采用短脉冲方法实验研究了ST-X石英基片上铬栅阵中单根栅条的反射系数。并推导出计算反射系数的公式。实验测量了不同铬膜厚度条件下单根指条的反射系数,再对实验结果作最小方差法拟合,得到反射系数随铬膜厚度变化的表达式,即反射系数中压电短路贡献和铬的力学负载贡献之和。最后将实验结果与采用有限元方法计算的理论结果比较,发现两者基本吻合。     

电光材料调制误差对平行光束干涉投影的影响

为研究电光材料调制误差对干涉条纹质量的影响,建立了电光晶体对干涉条纹的成像模型,分析了晶体折射率、平面度与波前调制的关系及其非理想情况下的条纹成像特征。实验表明,晶体折射率的畸变会使干涉条纹变形,折射率离散化阶数直接造成投影条纹的高次谐波成分,甚至使投影条纹严重失真;在折射率线性增长的情况下,晶体平面度在0.1 μm的范围内也会引起干涉条纹畸变。     

基于单目视觉和圆结构光的目标姿态测量方法

为解决实际工程中无法在被测目标表面设置固定特征来配合单目视觉系统实现目标姿态测量的难题,将圆结构光源引入单目视觉系统中。通过建立圆结构光的视觉姿态测量模型,提出了一种基于单目视觉和圆结构光的目标姿态测量方法。利用图像处理获取不同姿态下目标表面的结构光光条图像的数学参数;然后将其输入到姿态测量算法中,得到目标表面结构光光条的法向量;最后利用目标表面的参考点与结构光光条中心之间的距离约束关系确定唯一解。实验结果表明,该方法有效可行,测量误差平均在0.5°以内,更便于机器人抓取等工程领域的应用。     

AlxGa1-xAs材料结构与物理特性的第一性原理研究

基于密度泛函理论,对Al组分由0～1变化时AlxGa1-xAs体系的晶体结构、差分电荷密度、光电性质以及热力学性质进行第一性原理计算.得到AlxGa1-xAs体系的晶格常数a与Al组分x之间呈线性增加关系.能带结构图显示其禁带宽度将随掺入Al组分x的增加而变大,并且当x≥0.5时,体系能带由直接带隙变为间接带隙.静介电系数ε1(0)随掺入Al组分增加而减小,吸收系数带边随x增大而发生蓝移现象.由材料体系的德拜温度随Al组分的变化情况可知,Al组分增加,体系的声速和弹性劲度常数也相应地增大,高温时比热容的非线性增大是单位质量内AlxGa1-xAs的原胞数非线性增加所导致.通过分析不同Al组分下AlxGa1-xAs体系的光电特征、热力学性质,从而为AlxGa1-xAs在光电子器件以及太阳能电池等方面的应用以及后续的深入研究打下理论基础.     

时域耦合模理论引入“理论力学”教学中的可行性的探究

被广泛地用于力学、光学、电学等相关学科中的时域耦合模理论,在前沿科学研究中扮演着越来越重要的角色.在教学和科研相结合的本科教学理念下,将时域耦合模理论引入“理论力学”中已刻不容缓.本文结合拉格朗日方程和久期微扰理论,将振子耦合的二阶微分方程退化为一阶微分方程,即时域耦合模理论的主方程.该探究为本科生顺利接受时域耦合模理论提供了一种方案,并且在本科生素质培养方面有一定的意义.     

代谢指纹分析筛选调节金橙黄微小杆菌ATCC49676乳酸产量的代谢物

金橙黄微小杆菌ATCC49676具有巨大的产乳酸潜力. 为筛查可能影响或调节乳酸产量的代谢物, 研究首先通过全因子实验设计优化并确定了最大乳酸产量的培养基组成. 然后, 通过气相色谱质谱联用技术对在基础培养基和优化培养基培养条件下的培养物进行代谢指纹分析. 显著性分析发现, 两种培养条件下胞内的谷氨酸变化最为显著. 当ATCC49676在外加谷氨酸培养时, 乳酸的产量随着谷氨酸浓度的增加而下降. 相对酶定量证实了谷氨酸可降低胞内乳酸脱氢酶含量. 研究证实了代谢指纹分析在探究表型特异性胞内代谢物上的价值以及它在改进工业发酵效率上的潜在作用.     

冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态

在10^-3～10^-5g/mL浓度范围内,用冷冻升华法制备了超高分子量聚乙烯(UHPE)单链、寡链、多链的折叠链晶聚集体.长达几万纳米的UHPE分子链可以以不同的片晶参与结晶,或自身形成数个晶粒,即形成单链多晶.DSC研究结果表明,随着溶液浓度的降低,冷冻升华样品的熔点和结晶度均降低.由熔点估算了晶粒的体积和晶粒中包含的链数,它们亦随溶液浓度降低而降低.冷冻升华得到的小晶粒中链的缠结少,晶体具有较高的完善性.用WAXD测试晶粒的(110)和(200)面的法向尺寸,由此计算晶粒的平均体积,与熔点计算得到的数值一致.     

Effect of initial crystallization temperature and surface diffusion on formation of GaAs multiple concentric nanoring structures by droplet epitaxy

GaAs multiple concentric nano-ring structures(CNRs)are prepared with multistep crystallization procedures by droplets epitaxy on GaAs(001)to explore the influence of different initial crystallization temperatures on CNRs morphology.Atomic force microscope(AFM)images show that GaAs nanostructures are more likely to form elliptical rings due to diffusion anisotropy.Meanwhile,with the increase of initial crystallization temperature,the inner ring height and density of CNRs are increased,and outer rings are harder to form.In addition,the mechanism of formation of CNRs is discussed by classical nucleation theory and diffusion theory.The method can be used to calculate the diffusion activation energy of gallium atoms(0.7±0.1 eV)on the GaAs(001)surface conveniently.