有限振幅声波在平面界面上的反射和折射

在文献[1]的基础上,进一步研究了有限振幅声波在平面界面上的反射和折射,求得了两种介质中的场,并对界面条件和折射关系作了讨论。 关键词：     

固-固界面退化特性的超声反射评价方法

提出了一种基于有限宽超声束反射的固-固界面退化特性评价方法,从理论和数值仿真角度进行了分析和计算。将两固体界面间的薄层简化为界面弹簧模型,以界面法向和切向劲度系数表征界面的退化程度。通过数值计算求得有限宽超声纵波束在不同入射角和界面不同退化程度下的反射横波、反射纵波的镜面反射系数。进一步地,通过建立二维有限元模型,仿真研究了有限宽超声纵波束在给定入射角及界面不同退化程度下镜面反射系数的变化规律。结果表明,反射纵波和反射横波的镜面反射系数随有限宽超声纵波束的入射角及界面劲度系数的改变而变化,且存在镜面反射系数随界面劲度系数单调且敏感变化的入射角,据此可准确评价界面的退化程度。     

双相多孔锂离子电池液/固界面的声反射与声透射

采用传递矩阵法,同步联立改进的Biot理论,对含液固界面的双相多孔锂离子电池的超声反射与透射系数进行理论求解。考虑锂离子的摇摆特性对电极力学性能的影响,计算了对应状态下液/固界面的双相多孔锂离子电池声反射及透射系数的角度谱与频率谱。同时,构建了不同荷电状态时含单元锂离子电池的频域仿真模型,以萃取对应的超声反射及透射角度谱及频率谱,并与理论计算结果对比吻合良好。随后,以多单元锂离子电池为例,在不同的荷电状态下,分析了反射与透射系数随斜入射角度、入射波频率的变化关系,并分别指出了其角度谱及频率谱特征点随荷电状态的变化特征,为锂离子电池运行状态的超声无损测量提供了理论基础。     

一种新型液-液界面全内反射分光光度测定装置

设计了一种简便的适用于油相密度大于水相 (水上油下 )的液 -液界面全内反射分光光度测定装置。入射光经过棱镜折射和油水界面反射后 ,再经过比色皿底部的玻璃 -空气界面反射回油 -水界面 ,如此反复一定次数后 ,最后经棱镜折射进入检测器。发生全反射的次数可以通过改变油 -水界面的高度来调整 ,以获得适当的灵敏度。利用本装置测定了金胺 O在 CCl4/ H2 O界面的吸收光谱 ,并与在溶液中的情况进行了比较。     

模型二元有序合金固液界面结构的分子动力学研究

采用分子动力学方法,研究了模型二元有序合金体系的平衡界面结构和界面处原子的扩散行为.计算结果表明,该二元有序合金的固液界面属于光滑界面.由于固体中同时存在结构和化学有序,从而导致界面处的原子结构与单质以及异质固液界面的结构明显不同.在界面法向方向上,粒子数密度呈复杂的波动行为,并延伸到液体中约30 (A).对界面层的二维结构分析表明,固液转变层部分原子形成了二维固体团簇.从固体到液体,扩散系数从零逐渐增加到一个饱和值.在界面处附近,平行于界面方向的扩散系数明显比垂直于界面方向的大.     

接触角与液固界面热阻关系的分子动力学模拟

本文利用分子动力学方法模拟了液体在固体表面的 接触角及液固界面热阻, 并探讨了二者之间的关系. 通过分别改变液固结合强度和固体的原子性质来分析接触角和界面热阻的关系及变化趋势. 模拟结果显示增强液固间相互作用时, 接触角减小的同时界面热阻也随之单调减小; 而改变固体原子间结合强度和原子质量时, 接触角几乎保持不变, 但界面热阻显著改变. 固体原子间结合强度和原子质量影响界面热阻的原因是其改变了固体的振动频率分布, 导致液固原子间的振动耦合程度发生变化. 本文的结果表明界面热阻不仅与由接触角所表征的液固结合强度有关, 还与液固原子间的振动耦合程度有关. 接触角与界面热阻间不存在单值的对应关系, 不能单一地将接触角作为液固界面热阻的评价标准. 关键词： 液固界面 接触角 界面热阻 分子动力学模拟     

Cu固液界面能的分子动力学计算

本文使用分子动力学方法对液相Cu中不同半径晶胚的生长和熔化行为进行了研究. 随着半径的增加, 晶胚生长的临界温度升高. 临界形核过冷度和晶胚半径倒数成正比关系, 这和经典形核理论一致. 由上述关系计算得到Cu的Gibbs-Thomson系数为1.12×10^-7 K·m, Cu的固液界面能为0.146 J/m², Cu的Turnbull系数为0.416, 这些计算值均与实验值一致. 关键词： 分子动力学 经典形核理论 固液界面能     

全向入射条件下一维固流周期结构中低频声裂隙变化特性研究

利用传递矩阵法, 从理论上建立了全向入射条件下一维固-流周期结构中的声传播模型, 在此基础上计算、分析并比较了无限周期结构的声能带结构和有限周期结构中的声传输特性. 研究结果表明, 当声波以一定的入射角入射时, 固-流周期结构的低频通带区域存在一个声裂隙, 该声裂隙所对应的入射角大小与构成周期结构的固体层和流体层的密度或结构尺寸无关, 而仅取决于构成该周期性结构材料的波速. 关键词： 传递矩阵 全向入射 固-流周期结构 声裂隙     

液-液界面上折射声束位移的实验验证

对折射波束在液-液界面上的现象进行了数值和实验研究，结果表明：当声束从声阻抗大的介质入射到液-液界面上时，折射声束会存在反向位移现象。     

The reflection of bounded inhomogeneous waves on a liquid/solid interface

Fourier analysis and normal mode theory are used to describe the reflection of bounded inhomogeneous waves on a liquid/solid interface. Nonspecular reflection phenomena in the Rayleigh angle are studied in detail. In this way, an explanation is given for the Rayleigh dip phenomenon for positive inhomogeneity factors and the related result of a reflection coefficient larger than unity when the sign of the inhomogeneity factor is reversed. In the limit of large beamwidths, the reflection coefficient predicted by the infinite plane inhomogeneous wave theory is obtained. These results are entirely consistent with the experimental work published by Deschamps [J. Acoust. Soc. Am. 96, 2841-2848 (1994)]. The energy efficiency of Rayleigh wave excitation is investigated as well. It is shown that for large beamwidths, the energy efficiency for bounded inhomogeneous waves is considerably higher in comparison with Gaussian and square-profiled beams.     

声表面波在圆弧处反射及透射的数值研究*

为了研究直达表面波在圆弧过渡面处传播性能的变化,采用有限元方法模拟了热弹机制下,线性脉冲激光辐照金属铝块表面时激发的表面波在近表面传播过程中,在不同曲率半径的圆弧处发生的反射及透射现象,建立了圆弧半径与反射表面波以及透射表面波时域信号特征之间的联系。计算结果表明:曲率半径与表面波中心波长的数值关系对表面波在圆弧处的传播有显著的影响;同时证明了根据透射表面波信号的到达时间可以反演圆弧半径的大小,为之后利用表面波信号定量检测材料表面圆弧凹痕的深度提供了理论依据。     

The dust acoustic wave in a bounded dusty plasma with strong electrostatic interactions between dust grains

The dispersion relation for the dust acoustic wave (DAW) in an unmagnetized dusty plasma cylindrical waveguide is derived, accounting for strong electrostatic interactions between charged dust grains. It is found that the boundary effect limits the radial extent of the DAW. The present result should be helpful for understanding the frequency spectrum of the DAW in a dusty plasma waveguide with strongly coupled charged dust grains.     

Total reflection of a light beam at a dielectric interface: A comparative study

A rigorous plane-wave integral representation is employed to investigate the reflected field of a light beam, having a Cauchy profile, which is incident from a denser medium upon the interface to a rarer medium. Explicit analytical and graphical results are obtained for both the lateral (Goos-Hänchen) shift of the actual reflected beam from the position predicted by geometric optics, and the lateral-wave-produced trailing radiance that accompanies the reflected beam and persists for distances large compared to the beamwidth, to the right of that beam. Those results are compared analytically and graphically with prior results obtained for a Gaussian beam. That comparison demonstrates strikingly close correspondence between the two sets of results, and serves to point to the generality of features of the beam shift and lateral-wave field produced by symmetric beams having a spectral density concentrated about the symmetry axis.

     

正交各向异性板液/固界面的声反射与声透射

采用Legendre正交多项式法,对液/固界面声波反射和透射系数进行求解。利用Legendre正交多项式对正交各向异性板中的位移解进行展开,推导出板中的应力和波动控制方程。联立液/固界面的边界条件和波动控制方程,建立线性无关方程组,用以计算液/固界面的反射和透射系数及Legendre多项式的展开系数,计算所得铝板液/固界面的反射和透射系数与传递矩阵法的计算结果吻合良好。以单向纤维增强复合材料板为例,在不同的方位角下,分析了反射和透射系数随斜入射角度、入射波频率的变化关系,以及板中声场的位移分布。所取Legendre正交多项式截止阶数越大,可用来计算的频厚积范围越大。研究拓展了Legendre正交多项式法的适用范围,为材料力学性能的声学测量提供了理论基础。     

正交各向异性板液/固界面的声反射与声透射

采用Legendre正交多项式法,对液/固界面声波反射和透射系数进行求解。利用Legendre正交多项式对正交各向异性板中的位移解进行展开,推导出板中的应力和波动控制方程。联立液/固界面的边界条件和波动控制方程,建立线性无关方程组,用以计算液/固界面的反射和透射系数及Legendre多项式的展开系数,计算所得铝板液/固界面的反射和透射系数与传递矩阵法的计算结果吻合良好。以单向纤维增强复合材料板为例,在不同的方位角下,分析了反射和透射系数随斜入射角度、入射波频率的变化关系,以及板中声场的位移分布。所取Legendre正交多项式截止阶数越大,可用来计算的频厚积范围越大。研究拓展了Legendre正交多项式法的适用范围,为材料力学性能的声学测量提供了理论基础。     

Numerical investigation of space charge electric field for a sheet electron beam between two conducting planes

Analytical and numerical study of the stability of sheet electron beam in periodically cusped magnetic field (PCM) is made. The beam has been considered as having diffused density profile. The conditions for beam focusing are discussed.     

Effect of viscosity on ultrasound wave reflection from a solid/liquid interface

A study of the simulated reflection of a wideband ultrasound shear wave from the solid/viscous fluid interface is presented. Various parameters affecting reflection factors including the material properties of the solid, fluid properties like density and viscosity, and the operating frequency are discussed. Simulated ultrasonic response waveforms are compared with the experimentally obtained data for NIST traceable calibration standards of viscosity. A good agreement was observed between the simulated and experimental waveforms at various viscosities and for different solid substrates.     

溅射沉积自诱导混晶界面与Ge量子点的生长研究

在不同的沉积温度下采用离子束溅射技术,在Si基底上生长得到分布密度高、尺寸单模分布的圆顶形Ge量子点.研究发现:随沉积温度的升高Ge量子点的分布密度增大,尺寸减小,当沉积温度升高到750 ℃时,溅射沉积15个单原子层厚的Ge原子层,生长得到高度和底宽分别为14.5和52.7 nm的Ge量子点,其分布密度高达1.68×10¹⁰ cm^-2;Ge量子点的形貌、尺寸和分布密度随沉积温度的演变规律与热平衡状态下气相凝聚的量子点不同,具有稳定形状特征和尺寸分布的Ge量子点是 关键词： Ge量子点 离子束溅射沉积 表面原子行为 混晶界面