频域空间密度矩阵重正化群的研究进展

密度矩阵重正化群(DMRG)作为低维强关联体系中电子结构计算的强有力方法被广泛熟知, 并被迅速地应用于量子化学, 不仅在电子结构计算中发挥重要作用, 同时也在近几年迅速地成为复杂体系量子动力学计算的重要方法. 在DMRG框架中, 衍生出了一系列计算动态响应性质的有效方法, 并得到了广泛应用. 本文简述了DMRG的基本理论, 其矩阵乘积态(MPS)表示有效地扩展了该方法的应用范围. 重点介绍了基于线性响应理论的动态DMRG, 在频率空间求解系统在零温以及有限温度下响应性质的算法, 并介绍其在电子关联问题和电子-声子关联问题中的应用, 最后展望了该领域的未来发展方向.     

物理学与化学交叉——有机分子固体与聚合物的物理问题

简略地回顾了有机固体领域中物理学与化学的交叉问题，从孤子、极化子、分数电荷理论到有机材料的光电应用，物理学与化学是紧密结合并且是互相促进的，交叉也会带来分歧，但科学的争论可提出更多，更深入的问题，更加促进学科的发展。     

垂直管内油水分散流的数值研究

建立封闭的双流体模型并对垂直管内油水分散流进行了数值模拟,采用κ-ε模型处理连续相的湍流结构。模型预测结果与实验数据的比较结果表明,该模型能较好地模拟垂直管湍流分散流的局部相含率分布和速度分布。     

Laser-Induced Damage Threshold of TiO2 Films with Different Preparation Methods and Annealing Temperatures

Sol-gel TiO2 films are prepared by the dip-coating method and the spin-coating method, and then annealing is performed at different temperatures. The structures, optical properties, surface morphologies, absorption and laser-induced damage threshold （LIDT） at 1064 nm and 12 ns of the films are investigated. The results show that the dip-coating method can be used to obtain a higher LIDT than the spin-coating method. When the annealing temperature increases from 80℃ to 120℃, the dip-coated film obtains a higher LIDT, whereas the spin-coated film obtains a lower LIDT. In addition, the damage morphology is a spalling pit for the dip-coated film annealed at 80℃. When the annealing temperature increases to 120℃, it shows a melting area. For both the spin-coated films annealed at different temperatures, the damage morphologies are the combination of spelling and melting. The differences in LIDT and damage morphologies of the films are discussed.     

毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合软件的开发及应用

基于Python语言设计了一款毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合软件QMXRS（quantitative analysis of micro-energy dispersive X-ray fluorescence spectra）并实现其在毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合方面的应用。QMXRS具有小波降噪、本底扣除、能量刻度、元素特征峰的识别、分峰和拟合、能谱的批处理和元素分布成像等功能。毛细管聚焦的X射线荧光分析技术采用毛细管X光透镜对X射线源激发出的X射线束进行聚焦导致X射线荧光光谱分布发生改变。这一变化影响了毛细管聚焦的X射线荧光光谱本底分布。因此QMXRS利用本底预估模型对毛细管聚焦的X荧光光谱本底进行本底分布的修正;同时在全谱拟合过程中,利用半高宽与能量的关系对高斯峰半高宽进行约束,减少高斯峰模型中变量,在保证全谱拟合收敛的同时提高了拟合速度。为验证上述方法的可行性,分别利用QMXRS,PyMca(python multichannel analyzer)和QXAS(quantitative X-ray analysis system)三款软件分析NIST 610标准样品的毛细管聚焦的微束X射线荧光光谱,并对比三款软件的元素特征峰拟合结果。结果表明,相较于QXAS和PyMca采用的非最小二乘法拟合,QMXRS采用约束化的非线性最小二乘法进行拟合能有效的减少能谱拟合过程中带来的误差,提高分析数据的准确度。     

数字图像比色法测定水样中的六价铬

在125mL分液漏斗中,加入水样50mL、50%(体积分数)硫酸溶液0.5mL、50%(体积分数)磷酸溶液0.5mL、2.0g·L~(-1)二苯碳酰二肼(DPCI)显色剂溶液2.0mL,摇匀,静置5min,加入5.0g·L~(-1)十二烷基硫酸钠溶液2 mL、正丁醇2 mL,摇匀,加入5 mL三氯甲烷,剧烈振摇2min,形成微乳液,静置分层,使DPCI和六价铬在酸性条件下生成的紫红色络合物可以被萃取到三氯甲烷中。将底层的三氯甲烷相转移到样品比色皿中,利用自搭数字图像比色装置进行数字图像比色分析。该装置采用智能手机采集检测区域照片,通过Color Grab软件获取待测物照片R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)值中的G值来对水样中的六价铬进行定量。结果显示:六价铬质量浓度在0.010～0.160 mg·L~(-1)范围内与三氯甲烷层G值呈线性关系,方法检出限(3s/k)为0.008mg·L~(-1)。将该方法用于水样中六价铬的测定,测定值的相对标准偏差(n=10)为1.0%～4.2%,加标回收试验结果为95.0%～97.5%。按此方法分析了加标水样,本方法与国家标准方法得到的结果一致。     

考虑稳定性约束的五零能模式材料结构设计方法研究

五零能模式材料是一种声学超材料,虽然它一般采用固体材料设计,并且单胞常应用微桁架构型,但理论上这种材料设计的结构是不稳定的。本文从分析设计结构整体出发,探讨一种通过施加预载荷,确保五零能模式材料结构稳定性的方法,并给出了保证结构稳定性的充分条件,且应用典型的五零能模式材料单胞构型加以验证。同时,为方便提出的稳定性条件在设计过程中的实施,将五零能模式材料结构的设计过程描述为五零能模式材料的变换过程,采用结构尺寸优化模型来描述。当材料单胞为微桁架构型时,这一结构尺寸优化模型简单,结构稳定性约束和五零能模式材料性质约束均为线性约束。     

单癸酸甘油酯的制备及理化性质

以浓硫酸催化剂、癸酸和甘油为原料,通过酯化合成、分子蒸馏分离纯化制备高纯度单癸酸甘油酯,并采用气相色谱法测定其纯度。采用X-射线衍射法、偏光显微镜法、示差扫描量热法、低场脉冲核磁共振法、分光光度法、倒置荧光显微镜法和热重-差热分析法分别测定分析单癸酸甘油酯的晶体结构,结晶微观形貌,等温结晶和熔融特性,固体脂肪含量,乳化能力、乳液颗粒形貌及热稳定性等理化性质。结果表明:单癸酸甘油酯酯化合成的最佳条件为料液摩尔比2.51,反应温度130℃,催化剂用量2%,反应时间2.5h;二级分子蒸馏分离纯化最佳条件:I级蒸馏温度110℃、体系残压20Pa,Ⅱ级蒸馏温度150℃、体系残压10Pa,进料速度250g·h-1,转子转速300rad·min-1,冷凝温度为45℃,制得95.8%的高纯度单癸酸甘油酯,其得率为45.3%。单癸酸甘油酯具有同质多晶性,常温下具有α、β’、β3种晶型,以β’为主,常温颗粒粗大,呈叶片状;在升温速率为5、10、15℃·min-1时,其熔点分别为48.43、49.21和54.78℃;具有可塑性,25℃时其固体脂肪含量为77.70%;乳化能力强,其在油水比4:6时,4%单癸酸甘油酯添加量时乳化效果较好;低于170℃时其热稳定性较好。     

基于轮廓跟踪的车载红外视频彩色化方法

提出一种车载红外视频快速彩色化方法,利用轮廓特征点跟踪获取每帧物体类别的轮廓区域,采用类别特征色彩对各区域传递色彩。构建各景物样本特征色彩集,以各类景物在自然彩色图像中表现出来的特征色彩作为红外图像中对应景物的色彩;利用改进的高效K Means方法对红外关键帧进行聚类,得到分割区域,提取轮廓特征点;通过KLT算法跟踪特征点,得到其在下一帧中的位置并同时修正,采用B样条插值进行轮廓复原,得到该帧的各类别轮廓区域;最后将特征色彩按类别赋予各区域,从而给各帧图像着上合适的颜色,实现红外视频序列的快速彩色化。实验结果表明, 该方法与基于运动估计的算法相比可提高近5倍的处理速度,并且能够得到与自然景物色彩较接近的彩色化视觉效果。     

对流层大气温度高度廓线半定量估算

一般大学物理教材中都有求解出地球表面温度的例子或习题,能否扩展到估算对流层大气温度随高度而降低的规律?本文探索建立了地球和对流层分层大气模型,依据最新的大气吸收率、辐射率来计算分层大气的相关参数,再利用辐射能量平衡和斯特藩-玻尔兹曼定律,估算对流层温度高度廓线.计算结果表明:对流层分为5层时,估算出的地球表面温度和各层大气温度,与美国标准大气模型中地球表面温度及对流层大气温度随高度降低率6.5 K/km符合较好.