氢原子束在大气长程传输中的剥离效应

考虑到中性粒子束对近地轨道太空垃圾的清理作用以及在太空探索中的潜在应用前景，研究了中性粒子束在亚轨道空间长程传输过程中影响束流能量和密度损失的主要物理机制，重点分析了剥离效应对束流损耗的影响。中性束剥离效应包括束流粒子之间碰撞导致的自剥离效应和其与大气粒子碰撞导致的剥离效应。以束密度随传播距离变化的方程为基础，通过引用几何因子来表征束流的自剥离效应强度，建立了剥离效应机制下束流的传输模型，由此评估了束流自剥离效应在中性束长程传输中对传输距离的影响关系。研究结果表明，在固定的高度，当中性束密度大于空气粒子密度时，自剥离效应的影响将非常突出，随着传输高度的升高，即使束密度和空气密度同时降低维持量级一致，自剥离效应对传输距离的影响在大几何因子的情况下仍会增强。     

基于混合表面等离子体弯曲波导的紧凑型宽带偏振分束转换器的设计研究

设计了一种宽带的基于混合表面等离子体弯曲波导的偏振分束转换器, 使用有限元法计算硅波导、混合表面等离子体波导的模场分布和有效折射率, 为器件建模仿真分析提供了依据. 使用时域有限差分法优化器件结构, 以获得最佳的性能参数. 由于混合表面等离子体波导的双折射增强, 设计获得的偏振分束转换器具有超小尺寸和宽带的工作特性. 仿真结果表明 在1550nm的中心波长处消光比大于23dB, 插入损耗小于0.8dB; 在80nm的带宽上, 横磁偏振光转换为横电偏振光的偏振转换效率大于95％.     

减反膜对单晶硅太阳能电池性能的影响分析

在太阳能电池效率的评价中，电池材料、掺杂浓度、扩散长度等都是比较重要的参数，合理地改变相关参数可以优化太阳能电池的性能，提高电池效率。此外，在太阳能电池表面镀一层具有减反作用的光学薄膜（简称减反膜）也是提高电池效率的重要手段。以提高电池效率为目标，对单晶硅太阳能电池的掺杂浓度和扩散长度等微观参数进行计算优化，分析了掺杂浓度和扩散长度变化对电池效率的影响。并在此基础上分析了不同类型的减反膜对于电池效率的影响，给出了最佳减反膜材料及其膜系厚度，并且结合镀膜后电池量子效率的变化验证了其准确性。结果表明，在优化电池掺杂浓度和扩散长度的基础上，选择合适的减反膜，电池效率最高可达20.35%，相比于优化前提高了8.25%。     

电子束长程传输中离子通道的振荡特性研究

离子通道可以有效抑制电子束在等离子体环境内传输过程中的径向扩散,已有工作研究了离子通道对电子束的影响,但离子通道建立过程和暂态特性研究则更有助于理解和利用离子通道在电子束长程传输中的作用。本文利用PIC方法对离子通道的时空分布进行二维模拟,并基于单粒子理论推导出描述离子通道振荡的解析模型,对上述两种模型的结果相互校验。上述模型的计算结果表明,在长程传输过程中,相对论电子束在等离子体内部建立的离子通道是持续周期振荡的,电子束密度、电子束初始半径以及环境等离子体密度都会对离子通道的振荡规律产生影响,针对不同的等离子体环境选择合适的电子束参数可以有效提高离子通道的稳定性,进而提升传输过程中电子束的束流质量。     

微结构固体中孤立波的演变及非光滑孤立波

给出了包含宏观应变和微形变的全部二次项以及宏观应变三次项的一种新的自由能函数.利用新自由能函数并根据Mindlin微结构理论，建立了描述微结构固体中纵波传播的一种新模型.利用近来发展的奇行波系统的动力系统理论，分析了系统的所有相图分支，并给出了周期波解、孤立波解、准孤立尖波解、孤立尖波解以及紧孤立波解.孤立尖波解和紧孤立波解的得到，有效地证明了在一定条件下，微结构固体中可以形成和存在孤立尖波和紧孤立波等非光滑孤立波.此结果进一步推广了微结构固体中只存在光滑孤立波的已有结论.     

N部件串联可修复系统的可靠性分析

在转换开关完全可靠情形下,首先分别讨论了两部件及三部件串联冷贮备、温贮备可修复系统。对于这几类系统,建立模型并提出若干合适的假设。对模型恰当的定义状态,列出系统所有可能的状态。根据马尔科夫过程理论的知识,得到系统的转移概率及其矩阵。然后利用Laplace变换这两类系统的可靠度以及首次故障前平均时间分布的Laplace变换式,再对其进行反Laplace变换即可得到可靠度以及首次故障前平均时间。系统的其他可靠性指标可以相应的讨论。最后在此基础上,对一般的部件情形进行了大概的分析,通过类似的假设建立了模型.应用马尔科夫过程理论分析出了系统所有可能的状态,进而利用Laplace变换、反Laplace变换等数学方法得出带有单冷贮备系统的可靠度的具体表达式。     

系统电磁脉冲一维边界层的数值模拟

应用准第一性原理的PIC程序对系统电磁脉冲(SGEMP)一维边界层进行数值模拟，研究无限大介质板发射单一能量为2 keV、发射率为3.3×1020 m-2·s-1的光电子，发射角分布为余弦角分布，且平板上留下等量正电荷时的SGEMP效应，得出稳态后电子所能到达的最大距离约在5.8~7.5 cm之间振荡；发射表面z=0处的电荷密度在(6.0~9.0)×10－6 C/m3之间振荡；表面电场值在50~55 kV/m之间振荡；边界层达到准稳态的时间约为14.0 ns。将稳态模拟结果和理论估算结果进行对比，模拟结果较理论结果更加准确、形象地反映出SGEMP一维边界层的形成过程及稳态结构。     

一种求解非线性无约束优化问题的充分下降的共轭梯度法

共轭梯度法是一类具有广泛应用的求解大规模无约束优化问题的方法. 提出了一种新的非线性共轭梯度(CG)法，理论分析显示新算法在多种线搜索条件下具有充分下降性. 进一步证明了新CG算法的全局收敛性定理. 最后，进行了大量数值实验，其结果表明与传统的几类CG方法相比，新算法具有更为高效的计算性能.     

相对运动完整系统Appell方程Mei对称性的共形不变性与守恒量

研究相对运动完整系统Appell方程Mei对称性的共形不变性与守恒量. 引入无限小单参数变换群及其生成元向量, 给出相对运动完整系统Appell方程的Mei对称性和共形不变性的定义, 导出系统Mei对称性的共形不变性确定方程, 重点讨论系统共形不变性和Mei对称性的关系, 然后借助规范函数满足的结构方程导出系统Mei对称性导致的Mei守恒量表达式, 最后举例说明结果的应用.     

NH4H2PO4和ND4D2PO4晶体微结构的拉曼光谱研究

本文利用偏振拉曼光谱和第一性原理, 对磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄, ADP)和不同氘含量磷酸二氢铵DADP晶体的晶格振动模式进行了研究. 实验测得了不同几何配置、200–4000 cm^-1范围的偏振拉曼光谱, 分析在不同氘含量条件下921 cm^-1和3000 cm^-1附近拉曼峰的变化. 在ADP晶体中, 基于基本结构单元NH₄⁺ 和H₂PO₄^-基团的振动模, 用第一性原理进行了数值模拟, 进一步明确拉曼峰与晶体中原子振动的对应关系; 通过洛伦兹拟合不同氘含量DADP晶体的拉曼光谱中2000–2600 cm^-1处各峰的变化讨论了DADP 晶体的氘化过程, 结果表明氘化顺序是先NH₄⁺ 基团后H₂PO₄^-基团, 研究结果为今后此类材料的生长和性能优化奠定了基础.