多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov湍流中的传输

推导了多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov 湍流中传输的总光强、轴上光谱、相干度的解析表达式, 研究了光束偏心参数β 、湍流广义指数α和源光谱带宽Ω对激光传输特性的影响. 研究表明: β越大, 则光束重心偏离传输轴越远, 相干度的不对称性越明显, 但是, β对轴上光谱几乎没有影响; 湍流广义指数α对总光强、 轴上光谱和相干长度的影响是非单调的, 当α=3.1时, 湍流对光束传输特性的影响最大. 值得指出的是: 在某些传输距离处, 不同α对应的轴上光谱位移量相同; 在某些传输距离处, 轴上光谱位移量为零, 且该传输距离与Ω无关, 但湍流使得该传输距离缩短. 所得结论对多色部分相干偏心光束在 湍流大气中传输的相关应用具有重要意义. 关键词： non-Kolmogorov湍流 多色部分相干偏心光束 光谱强度 相干度     

滑移边界对二维Rayleigh-Bénard热对流流态和传热特性的影响

采用并行直接数值模拟（PDM-DNS）计算无滑移和滑移边界二维Rayleigh-Bénard热对流.与无滑移边界形成的随机羽流运动的湍流热对流不同,滑移边界热对流最终形成湍流特征消失,且温度仅分布于四壁的一个大尺度环流的流动形态.平均场近底板的温度分布特性,无滑移边界逐渐变化而滑移边界出现过冲现象.宽高比Γ=1时,Nusselt数（Nu）随Rayleigh数（Ra）的变化具有相同标度指数,Nu~Ra^0.3.滑移边界热对流具有传热增强作用.滑移边界热对流Nu随Γ变化明显,并分为两个阶段,在Γ=0.5时出现Nu_max≈250,是无滑移边界热流Nu的5倍.     

中红外高保偏硫系玻璃双芯光子晶体光纤耦合特性研究

设计了一种中红外硫系玻璃双芯光子晶体光纤,利用多极法和模式耦合基本理论研究了这种光纤的耦合特性.数值模拟发现,空气孔间距Λ = 5.4 μm,空气孔半径为r = 1.35 μm,空气填充率d/Λ = 0.5的光纤,在归一化波长λ/Λ = 2.04 μm处双折射可以达到0.551×10^-2,在归一化波长λ/Λ = 0.93 μm处x偏振方向的耦合长度为145.32 μm,y偏振方向的耦合长 关键词： 双芯光子晶体光纤 硫系玻璃 双折射 耦合长度     

一端附壁高分子链的Monte Carlo研究

采用简立方格点上的Monte Carlo模拟,研究一端被无限大不可穿透平面壁吸附的高分子链的均方末端距<R²>,以及高分子链的质量中心到平面吸附壁的平均距离<Z>,与链长N、参数u(u=e^-ε/kT,ε是链骨架原子间的相互作用能量,k是玻耳兹曼常数,T是热力学温度)的关系。结果表明:<R²>和<Z>都服从标度律,<R²>=αN^γ,<Z>=βN^η,其中,γ、η、α、β都是u的函数;u从1减小到0.5,则γ从1.01增大到1.19,η从0.51增大到0.60.     

基于幂次相互作用的二维磁性团簇耦合能研究

在扩散限制凝聚模型基础上,采用Monte Carlo方法模拟了磁耦合作用随粒子间距离幂次变化的磁性粒子动力学凝聚过程.重点研究了在不同幂指数α值下团簇在生长过程中,即随着粒子数N的增加,团簇平均耦合能E_c(N)的演化过程.模拟结果表明:对于α≥5时,E_c(N)随着粒子数N的增加变化较小;当α=2时,E关键词： 扩散限制凝聚模型 幂次相互作用 耦合能     

双芯高双折射光子晶体光纤耦合特性研究

设计了一种双芯高双折射光子晶体光纤,采用多极法（multipole method）和光纤的模式耦合理论研究了光纤的双折射、耦合长度以及色散特性.数值研究发现,对于空气孔节距 Λ=1.2　μm,空气孔直径d=1.0　μm的光纤,在1.55　μm处双折射度为1.24×10^-2;对应x偏振模的耦合长度为21.6　μm,对应y偏振模的耦合长度为24.3　μm. 这种具有高保偏度和极短耦合长度的双芯光子晶体光纤对于微型光子器件的研制具有重 关键词： 光子晶体光纤 双芯 双折射 耦合长度     

初始压入位置对Ni基单晶合金纳米压痕影响研究

针对Ni基单晶合金建立初始压入γ 相的γ /γ' 模型和初始压入γ'相的γ'/γ 模型, 采用分子动力学方法模拟金刚石压头压入两种模型的纳米压痕过程, 计算两种模型[001]晶向硬度. 采用中心对称参数分析两种模型(001)相界面错配位错对纳米压痕过程的影响. 结果显示: 弛豫后, 两种模型(001)相界面错配位错形式不同, 其中γ'/γ 模型(001)相界面错配位错以面角位错形式存在; 压入深度在0.930 nm 之前, 两种模型(001)相界面错配位错变化不大, 压入载荷-压入深度及硬度-压入深度曲线较符合; 压入深度在0.930 nm之后, γ'/γ 模型(001)相界面错配位错长大很多, 导致相同压入深度时γ'/γ 模型比γ /γ'模型压入载荷和硬度计算结果小; 压入深度在2.055 nm之后, γ /γ'模型(001)相界面错配位错对γ 相中位错进入γ'相有阻碍作用, 但仍有部分位错越过(001) 相界面进入γ' 相中, γ'/γ 模型(001)相界面处面角位错对γ' 相中位错进入γ 相有更明显的阻碍作用, 几乎无位错越过(001) 相界面进入γ 相中, 面角位错的强化作用更明显, 所以γ'/γ 模型比γ /γ'模型压入载荷上升速度快.     

色散补偿光子晶体光纤结构参数对其色散的影响

光子晶体光纤由于其灵活可调的色散特性用作色散补偿具有极大的应用潜力. 设计了一种色散补偿光子晶体光纤, 并运用频域有限差分法模拟了其色散特性,从理论上分析了其结构参数孔间距Λ和空气占空比d/Λ对该光子晶体光纤的色散系数的影响, 并且实际制备出了3种不同结构参数的光子晶体光纤. 通过对其色散曲线对比分析表明: 当光子晶体光纤孔间距在1 μm附近时, 其色散系数随着孔间距Λ和占空比d/Λ的增大而增加, 但对于孔间距Λ的变化比占空比d/Λ更为敏感, 并且随着孔间距Λ的增加,其对色散系数的影响能力逐渐减小. 设计并制备的光子晶体光纤在1550 nm处的色散系数为-241.5 ps·nm^-1·km^-1, 相对色散斜率为0.0018, 具有较好的色散补偿能力. 关键词： 色散 色散补偿 光子晶体光纤 结构参数     

部分相干平顶光束通过湍流大气传输的等效曲率半径

推导出了部分相干平顶光束在湍流大气中传输的等效曲率半径的解析表达式,详细地研究了湍流对其等效曲率半径的影响.研究表明,湍流使得等效曲率半径R减小,但是只有当湍流足够强时等效曲率半径极小值出现的位置z_min才会改变.在弱湍流中,R随着光束相干长度β的增大而增大;但是在强湍流中,R随着β的增大而减小.R随着光束阶数M(N)的增大而缓慢减小.若β越大、 关键词： 等效曲率半径 湍流 部分相干平顶光束     

两体组合坐标表象的建立、性质及应用

为了研究具有相互作用势和运动耦合的两个非全同的量子谐振子体系的动力学问题,利用有序算符乘积内的积分技术,建立了一种两粒子体系的组合坐标新表象|η₁,η₂〉,构造了一个双模压缩算符U并分析了其压缩特性. 应用组合坐标新表象严格求解了具有相互作用势和运动耦合的两个非全同的量子谐振子体系的动力学问题. 这为研究复杂耦合量子谐振子体系提供了一个有效途径. 关键词： 有序算符乘积内的积分技术 组合坐标表象 双模压缩算符 幺正矩阵     

General equation describing viscosity of metallic melts under horizontal magnetic field

Viscosities of pure Ga, Ga_(80)Ni_(20), and Ga_(80)Cr_(20) metallic melts under a horizontal magnetic field were investigated by a torsional oscillation viscometer. A mathematical physical model was established to quantitatively describe the viscosity of single and binary metallic melts under a horizontal magnetic field. The relationship between the viscosity and the electrical resistivity under the horizontal magnetic field was studied, which can be described as η_B = η +(2H/πΩ)B~2(η_B is the viscosity under the horizontal magnetic field, η is the viscosity without the magnetic field, H is the height of the sample,? is the electrical resistivity, and B is the intensity of magnetic field). The viscosity under the horizontal magnetic field is proportional to the square of the intensity of the magnetic field, which is in very good agreement with the experimental results. In addition, the proportionality coefficient of ηB and quadratic B, which is related to the electrical resistivity,conforms to the law established that increasing the temperature of the completely mixed melts is accompanied by an increase of the electrical resistivity. We can predict the viscosity of metallic melts under magnetic field by measuring the electrical resistivity based on our equation, and vice versa. This discovery is important for understanding condensed-matter physics under external magnetic field.     

负磁剪切等离子体中离子温度梯度驱动不稳定性分析

采用打靶法,数值求解了在负磁剪切托卡马克等离子体中离子温度梯度驱动的复本征模方程.数值计算表明,环向旋转剪切流可以整体上改变剪切板η_i不稳定性.在等离子体极小q磁面附近的芯部区域,环向剪切流有稳定η_i模的作用.     

Properties of strong-coupling magneto-bipolaron qubit in quantum dot under magnetic field

Based on the variational method of Pekar type, we study the energies and the wave-functions of the ground and the first-excited states of magneto-bipolaron, which is strongly coupled to the LO phonon in a parabolic potential quantum dot under an applied magnetic field, thus built up a quantum dot magneto-bipolaron qubit. The results show that the oscillation period of the probability density of the two electrons in the qubit decreases with increasing electron–phonon coupling strength α, resonant frequency of the magnetic field ω_c, confinement strength of the quantum dot ω_0, and dielectric constant ratio of the medium η; the probability density of the two electrons in the qubit oscillates periodically with increasing time t, angular coordinate φ_2, and dielectric constant ratio of the medium η; the probability of electron appearing near the center of the quantum dot is larger, and the probability of electron appearing away from the center of the quantum dot is much smaller.     

基于动态最小生成树路由协议的数据聚融算法

大规模的地理环境监测,以及用来传输与处理数据的物理基础设施无法和监测区域的规模保持同样的增速,使得不可靠链路下的数据采集与处理呈现出一种饱和流状态,无线传感器网络的能力看似难以稳定.另一方面,尽管理想网络模型的计算结果足够精确,然而,由于与实际应用偏差甚大,使得网络用户无法充分地分析和利用从工业现场所获得到的网络感知数据,并且没有针对网络规模和性能对数据聚融的影响进行分析.为此,本文提出以"过渡区"作为工业现场仿真的假设条件,并在此基础上提出了一种面向实际应用的数据聚融算法,即基于可信度的数据聚融算法(R算法).在具体设计R算法过程中,选用聚集和操作符SUM为例,通过对网络提供出的近似聚集和加以自动分析、综合,针对相对误差界限ε,计算出近似聚集和的可信度的下限η;并将近似聚集和、参数η一同提供给用户,在为用户提供网络概要信息的同时,还提供了参数η作为对信息可信度的判断,以便指导用户对数据聚集结果进行深度处理和提高网络的感知性能.仿真实验描述了过渡区内由于信噪比导致的链路不可靠所引起的η的变化规律;讨论了网络性能和规模对η的影响,随着网络运行周期的增加和网络规模的增大,η的值将逐渐靠近0;从而为WSNs从理论模型投入实际工业应用提供了理论依据和经验公式.     

Comparision between Ga- and N-polarity InGaN solar cells with gradient-In-composition intrinsic layers

Performances of Ga-and N-polarity solar cells(SCs) adopting gradient-In-composition intrinsic layer(IL) are compared.It is found the gradient ILs can greatly weaken the negative influence from the polarization effects for the Gapolarity case,and the highest conversion efficiency(η) of 2.18%can be obtained in the structure with a linear increase of In composition in the IL from bottom to top.This is mainly attributed to the adsorptions of more photons caused by the higher In composition in the IL closer to the p-GaN window layer.In contrast,for the N-polarity case,the SC structure with an InGaN IL adopting fixed In composition prevails over the ones adopting the gradient-In-composition IL,where the highest η of 9.28%can be obtained at x of 0.62.N-polarity SC structures are proven to have greater potential preparations in high-efficient InGaN SCs.     

串列对转双圆柱的多块LB模拟

结合格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,简称LBM)和多块网格(Multi-Block Grid)技术,数值研究较小雷诺数(Re=100)下均匀来流绕串列对转双圆柱问题,综合分析圆柱中心间距比S/D和圆柱无量纲旋转速度α对流场结构的影响,考察前、后圆柱的涡脱落形态和升阻力特性.结果表明:当间距比为1.2时存在一临界旋转比α_c,转速超过这一值后前圆柱产生负Magnus效应;间距比为2时,流场出现类似单旋转圆柱时的第二不稳定模态;当间距比较大(S/D=4、6)时,前、后柱之间存在涡脱落,后柱尾涡中出现2S、2S^*、2P、P+S等多种形态.     

倾斜度及温度震荡频率对三维多孔介质方腔自然对流换热的影响

对三维多孔介质倾斜方腔内非稳态自然对流换热进行数值研究.腔体右壁面(X=1)保持恒温T₀,左壁面(X=0)基于温度T₀按正弦规律变化,其他所有壁面保持绝热.采用Brinkman扩展达西模型及SIMPLE算法模拟方腔内的流动.方腔沿y轴转动倾角α1的变化范围为0°~90°,沿x轴转动倾角α2的变化范围为0°~45°,无量纲温度震荡频率f的变化范围为5π~90π.详细研究倾角和温度震荡频率对三维方腔自然对流换热的影响.计算结果表明:当倾角α1=46°,α2=45°及温度震荡频率f=45π时,方腔内的换热最强.     

外加直流电场作用下高阶弱非线性复合介质的电势分布

利用同伦分析方法, 研究了一类由柱形杂质随机嵌入基质所形成的、电场和电流密度满足J = σ E + χ |E|²E + η|E|⁴E 形式本构关系的高阶弱非线性复合介质在外加直流电场作用下的电势分布问题. 首先利用模函数展开法, 将本构方程及边界条件化成了一系列非线性常微分方程的边值问题; 再利用同伦分析方法进行求解, 给出了电势在基质和杂质区域的渐近解析解. 关键词： 高阶弱非线性复合介质 模函数展开法 同伦分析方法 电势分布     

Proper In deposition amount for on-demand epitaxy of InAs/GaAs single quantum dots

The test-QD in-situ annealing method could surmount the critical nucleation condition of InAs/GaAs single quantum dots(SQDs) to raise the growth repeatability.Here,through many growth tests on rotating substrates,we develop a proper In deposition amount(θ) for SQD growth,according to the measured critical θ for test QD nucleation(θ_c).The proper ratio θ/θ_c,with a large tolerance of the variation of the real substrate temperature(T_(sub)),is 0.964-0.971 at the edge and 0.989 but 0.996 in the center of a 1/4-piece semi-insulating wafer,and around 0.9709 but 0.9714 in the center of a 1/4-piece N~+ wafer as shown in the evolution of QD size and density as θ/θ_c varies.Bright SQDs with spectral lines at 905 nm-935 nm nucleate at the edge and correlate with individual 7 nm-8 nm-height QDs in atomic force microscopy,among dense 1 nm-5 nm-height small QDs with a strong spectral profile around 860 nm-880 nm.The higher T_(sub) in the center forms diluter,taller and uniform QDs,and very dilute SQDs for a proper θ/θ_c:only one 7-nm-height SQD in25 μm~2.On a 2-inch(1 inch = 2.54 cm) semi-insulating wafer,by using θ/θ_c = 0.961,SQDs nucleate in a circle in 22%of the whole area.More SQDs will form in the broad high-T_(sub) region in the center by using a proper θ/θ_c.