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通过使用数值模拟和实验相结合的方法研究圆柱形霍尔等离子体推进器。应用蒙特卡洛方法和Particle In Cell(PIC)方法对放电通道内等离子体碰撞和行为进行模拟。建立圆柱形霍尔推进器的物理和数值模型;通过对放电和加速区等离子体的产生和输运进行模拟,掌握了等离子体放电和加速机理以及内磁极的刻蚀情况。结果表明:随着电压的升高,内磁极刻蚀较为严重;推进器内部离子能量值约为放电电压值的50%左右。同时通过实验方法测定不同放电电压情况下推进器的放电性能。     

Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Transition in a Two-Dimensional Random-Bond XY Model on a Square Lattice

We perform Monte Carlo simulations to study the two dimensional random-bond XY model on a square lattice. Two kinds of bond randomness with the coupling coefficient obeying the Gaussian or uniform distribution are discussed. It is shown that the two kinds of disorders lead to similar thermodynamic behaviors if their variances take the same value. This result implies that the variance can be chosen as a characteristic parameter to evaluate the strength of the randomness. In addition, the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition temperature decreases as the variance increases and the transition can even be destroyed as long as the disorder is strong enough.     

基于全散射技术局域结构确定与凝聚态物质

原子或分子的堆积方式和元素分布是凝聚态物质的核心问题,而局域结构的精确测定则为揭示原子堆积方式和元素分布提供了重要手段。获得与化学成键直接关联的局域结构信息,是人们认识化学反应,理解功能材料设计结构本质的重要依据。基于全散射技术的原子对分布函数方法(PDF),通过考虑原子对间距的空间分布规律,为具有不同结晶状态和团聚方式的凝聚态体系提供了全尺度的结构信息。本文从介绍全散射和原子对分布函数方法的理论基础出发,根据凝聚态物质的聚集形态差异和结构化学特点,列举了近年来在研究凝聚态物质的原子对分布函数过程中,结合原位温度场、反向蒙特卡洛等方法获得的物质局域结构信息和短程到长程的结构演变。通过分析局域结构与长程结构的对比差异,从局域尺度的视角为研究凝聚态物质的化学反应、功能物性优化和外场响应提供了新的思路。     

受限于平行板中高分子刷/磁性纳米粒子体系的构象性质研究

采用蒙特卡洛模拟方法研究了在外磁场作用下磁性纳米粒子/高分子刷组成的共混体系的统计构象性质.共混体系受限于两平行板之间,高分子刷—端随机嫁接在乎行板上,另一端自由生长,高分子刷与高分子刷之间以及磁性纳米粒子与磁性纳米粒子之间存在相互排斥作用,而高分子刷和磁性纳米粒子之间存在相互吸引作用,所施加的磁场方向与两平行板垂直....     

Monte Carlo study of nanowire magnetic properties

In this work, we use Monte Carlo simulations to study the magnetic properties of a nanowire system based on a honeycomb lattice, in the absence as well as in the presence of both an external magnetic field and crystal field. The system is formed with NL layers having spins that can take the values σ = ±1/2 and S = ±1, 0. The blocking temperature is deduced, for each spin configuration, depending on the crystal field Δ. The effect of the exchange interaction coupling Jp between the spin configurations σ and S is studied for different values of temperature at fixed crystal field. The established ground-state phase diagram, in the plane (Jp ,Δ), shows that the only stable configurations are: (1/2, 0), (1/2, +1), and (1/2,-1). The thermal magnetization and susceptibility are investigated for the two spin configurations, in the absence as well as in the presence of a crystal field. Finally, we establish the hysteresis cycle for different temperature values, showing that there is almost no remaining magnetization in the absence of the external magnetic field, and that the studied system exhibits a super-paramagnetic behavior.     

强磁场下He2++H(1s)的碰撞激发过程的态选择截面研究

强磁场下的重粒子碰撞激发过程是重要的非弹性碰撞过程, 但相关研究还几乎是空白. 应用经典蒙特卡洛的方法在得到无磁场下He²⁺+H(1s)的碰撞激发截面的基础上, 详细研究了不同强度的纵向和横向强磁场环境下到不同主量子数n和磁量子数m的碰撞激发过程的态选择截面. 同时用非微扰量子方法, 得到了强磁场下靶原子的能级, 并分析了其随磁场强度变化的原因. 对碰撞过程发现由于磁场的引入导致到不同m态的激发截面有较大的分离, 同时在较低入射能区的态选择截面变化行为与磁场方向有很大关系, 这与能级变化及横向强磁场所特有的抗磁项的相互竞争有密切联系. 通过对有关事例、径迹的分析, 解释了这些变化形成的原因. 也发现由于核的运动, 沿磁场方向的轨道角动量并非绝对守恒, 而有微小的变化. 关键词： 重粒子碰撞激发 经典蒙特卡洛模拟 强磁场 态选择截面     

随机排列方法检验方差变点

给出了随机排列的主要性质及证明。构造了随机排列检验方差变点的统计量。以GARCH(1,1)过程为例,模拟比较了随机排列方法与近似极限分布方法关于方差变点检验的临界值。应用随机排列方法检测人民币兑美元汇率的变点,并与惩罚对比函数方法作比较。模拟与实证结果均表明随机排列方法检验方差变点是灵活有效的。     

采用蒙特卡洛方法寻找匀质平板的质心

本文介绍基础物理教学中引入蒙特卡洛方法的一个实例 .教学实践表明 :既可使学生学习到物理知识 ,又可开阔他们的知识面 ,有利于学生科学素质的培养     

Monte Carlo Simulation on Coordinated Movement of Kinesin and Dynein Motors

Kinesin and dynein are two important classes of molecular motors which are responsible for active organelle trafficking and cell division. They can work together to carry a cargo, moving along the microtubule in a coordinated way. We use Monte Carlo method to simulate the dynamics of this coordinated movement. Based on four essential assumptions, our simulations reproduce some features of the recent in vivo experiments. The fast moving speed of the cargo is simulated and the speed distribution is presented.     

非序列光线追迹程序照度分布计算的随机误差分析

以点光源在平面上产生的照度分布为基准,研究了非序列光线追迹程序计算照度分布时的随机误差.结果表明,随机误差和计算面上网格的划分方式无关,和各网格内光线条数的平方根成反比.给出了网格内光线条数与随机误差之间的关系公式.根据该公式,为了使结果的标准差优于2%,则单个网格内的光线条数需要大于1 000条.根据具体计算目标,合理选择网格划分方法及追迹光线条数才能获得合理的计算结果.