沿等压路径求解疏松材料Hugoniot关系的微分方程组及其求解

 根据固体材料的三项式物态方程和Grüneisen物态方程,导出了沿等压路径求解疏松材料冲击温度和压缩体积随初始密度变化的微分方程组。从体积的微分方程出发,在假定Wu-Jing参量为常数的前提下,导出了冲击压缩体积和体积-焓物态方程的Wu-Jing表达式。采用数值差分方法求解微分方程组,计算了疏松铜的冲击压缩特性,并与文献中部分实验数据进行了比较,特别强调了热电子对冲击压缩体积、冲击温度和Wu-Jing参数的贡献。还讨论了Grüneisen物态方程与Wu-Jing物态方程的内在联系及后者的适用范围。     

用冲击压缩数据计算物态方程的一种方法——Grüneisen系数最优化

 本文给出了一种用冲击压缩数据计算Grüneisen物态方程参数的方法。它使Grüneisen系数沿实验冲击绝热线的计算值与晶格振动理论的计算值达到最优拟合，给出了23种金属的冷能，冷压公式中的ρ_0K、Q和q以及Grüneisen系数的结果。用这些参数算得的冲击绝热线与实验冲击绝热线之间的平均相对偏差在1%以内。     

石墨冲击压缩的理论研究

 用统一的排列模型研究石墨在高压下的状态方程。能量由冷能、晶格振动和电子的热贡献三部分组成。利用上述模型计算了石墨的膨胀曲线及石墨的冲击压缩Hugoniot曲线，当V₀＝5.29 cm³/mol时，计算结果与Morgan实验结果一致。     

热力学物态方程参数的统计力学表示

从统计力学出发,在晶格谐振近似模型下重新导出了吴强经福谦(吴经)热力学物态方程,给出了该物态方程参数,即吴经参数R的表示式,致使对物态方程的计算不再依赖Grüｎｅｉｓｅｎ系数.同时将由新参数计算出的冲击绝热线与用原参数计算得到的作比较,二者相当一致,表明统计模型给出的参数有效. 关键词： 物态方程 疏松材料 冲击绝热线 晶格热振动     

用于预测疏松材料冲击压缩特性的热力学模型

 在一定的假设条件下，从基本的热力学关系出发，导出了一个新的物态方程表达式。利用这一新形式特态方程所建立的热力学模型，可预测疏松材料的冲击压缩行为。以低、中、高冲击阻抗的铝、铜和钨为示例，将本模型的理论计算曲线与实验冲击压缩数据比较，表明本模型的在宽广的压力范围内具有良好的普活性；对不同初妈密度，疏松材料的冲击压缩行为均显示出较为满意的理论经历测能力；与现有的其它疏松材料物态方程模型相比，本模型在理论上和实际应用中均具有较大的优越性。     

比容可分性及其在自由电子气体模型中的应用

 在巨正则统计系综中获得了系统比容可按哈密顿组成拆分的两类系统,即哈密顿完全可分或相互间存在联系的子系统的化学势可由相应的自由能得到。在此基础上讨论了金属自由电子近似模型中热电子对比容的贡献,并给出了相应的吴-经参数。     

混合物冲击温度的数值模拟

 介绍温度的数值模拟方法，采用三维动力学有限元程序模拟冲击压缩状态，分析了数值模拟的准确性。模拟了铜和铝两种金属单质组成混合物的冲击压缩性能，在分析了热传导影响后，计算了混合物的冲击温度和冲击绝热线。     

能带论自洽LMTO方法计算金属铜的零温物态方程

 用密度泛函框架下的自洽LMTO方法，在计算一系列晶格常数的Cu的能带结构的基础上，计算了Cu的零温物态方程。压缩度为1.0～4.5。计算结果与两种基于实验数据的半经验方法所得结果以及Albers等人的计算结果进行了比较，其高压部分亦与带量子交换修正的TFC模型结果作了比较，说明计算结果是合理的。进一步的研究可为修正半经验方法提供依据。弄清与TFC理论的异同，对多体系统相互作用有更进一步的了解。     

稀有气体在电离区压缩特性研究

采用Saha方程加Debye-Hückel修正简单近似模型,给出了稀有气体He, Ne, Ar, Kr, Xe在电离区的物态方程以及离化度.计算结果与已有实验和理论计算进行比较,验证了模型的可靠性.通过对稀有气体等温和冲击压缩特性理论分析,讨论了其压缩和电离的规律性.论证了在稀有气体He, Ne, Ar, Kr, Xe中,气体Xe具有较好的抗压缩性.     

稠密氘气物态方程研究

 用二级轻气炮作为加载手段,通过瞬态辐射高温计对样品氘的冲击压缩层的光谱辐射亮度历史进行测量,测得氘气中冲击波速度和冲击温度,并用离解电离平衡方程从理论上分析了冲击压缩下稠密气体的组分,理论计算的Hugoniot曲线及冲击温度和实验结果吻合。     

固氪物态方程的关联量子化学计算

运用多体展开理论和量子化学方法—–超分子单、双(三重)激发微扰处理耦合簇CCSD(T)方法,首次系统地计算了面心立方固氪在较宽(从晶格平衡位置到体积压缩率超过3倍)区间的两体、三体和四体相互作用对结合能和物态方程的贡献大小,包括Hartree-Fock自洽场项和范德瓦耳斯长程关联作用项;并与实验数据进行比较.结果表明,在考虑到两体、三体、四体相互作用能后,多体展开理论以及CCSD(T)方法对平衡位置结合能测量数据0—130 GPa整个研究区间的实验物态方程数据都做出令人满意的描述.     

一种适用于各向异性材料的修正PUFF物态方程

给出一种适用于各向异性材料的修正PUFF物态方程,既能体现各向异性材料在压缩和膨胀过程中材料体积变化的非线性特征,又能反映材料的各向异性强度效应.以正交各向异性材料二维碰撞问题和X射线辐照下的二维热击波为例,利用有限元方法编写程序进行数值模拟,对根据传统PUFF物态方程和修正PUFF物态方程计算得到的平均正应力值作对比研究,结果表明,低压和拉伸状态下二者存在明显差异,在高压下二者趋于一致.     

铁热稠密物质状态方程的相对论Hartree-Fock-Slater计算

 本文在球元胞、中心力场、相对论Fermi统计近似下，用平均原子模型计算铁热稠密物质在任意温度和密度下的单电子能级和状态方程。这种算法以Zink的解析拟合势作为初始势，求解满足Wigner-Seitz边界条件的Dirac-Slater径向波函数方程。通过简并度是密度的连续函数，考虑了大密度的压致电离效应。这样从另一个角度考虑了电子的能带结构。     

基于Thomas-Fermi-Kirzhnits模型的物态方程研究

本文针对丝阵Z箍缩等高能量密度物理实验的数值模拟研究, 建立了一种适用温度、密度范围宽的三项式半经验物态方程. 三项式半经验物态方程包括零温自由能项, 电子热贡献项和离子热贡献项. 零温自由能项采用多项式拟合的方法确定. 多项式系数通过多项式计算的结果与高压缩比区域和压缩比为1时零温Thomas-Fermi-Kirzhnits模型计算的结果对应相等得到. 离子对物态方程的热贡献采用一种准谐振模型, 此谐振模型可以描述离子在固态相中的行为, 并且在高温度、低密度区域趋近于理想气体物态方程. 电子对物态方程的热贡献采用含温Thomas-Fermi-Kirzhnits模型计算. 利用所建立的三项式半经验物态方程计算了铝的等温压缩曲线, 并与实验数据做了对比. 给出了很宽温度、密度范围内铝的压强, 其数据与相应的SESAME数据库数据做了对比.     

高压下Al的零温电子结构和物态方程

 用LMTO法（线性Muffin-Tin轨道法），计算了金属铝的超高压电子结构及零温物态方程。Al的压缩比到10，压力达10 TPa。根据第一原理计算结果，在带结构方面，s带总是处于Fermi能以下，随着压力的增加，s、p和d的带宽增加，随后则杂化程度增加，所以s、d轨道的电子占据数连续变化。上述变化对压力的影响也是连续的，换言之，从s→d转变没有理由说明Al在0.5 TPa附近冲击Hugoniot的斜率的拐弯现象。而这一点则是与Altshuler的观点不同。物态方程的第一原理计算结果表明，bcc结构比fcc结构要软，但因差别不很大，即使发生fcc→bcc的转变，也不会引起Hugoniot的质的变化（拐弯）。Al的LMTO物态方程还表明，我们以前所采用的半经验的冷压误差可达30%。为此，根据LMTO结果，给出新的冷压表达式p=∑_i=0⁵a_iδ^i/3，δ=Ω₀/Ω，其中a₀=-7.327 79，a₁=18.754 3，a₂=10.209 7，a₃=-2.523 53，a₄=-4.787 2，a₅=6.065 94，拟合误差小于3%。     

多孔铝中热击波的数值模拟

 本文利用数值模拟方法对多孔铝在热击波作用下的力学效应进行了分析和研究。文中对用于描述多孔材料本构关系的p-a方程进行了改进，使其具有更为广泛的适用性和合理性，尤其是在描述多孔材料发生熔化出现零压时，具有突出的优越性。在处理压强p和多孔材料的多空度a的关系时，我们采用了M. M. Carroll的空心球壳模型，并考虑到热辐射引起的能量沉积作用，对其进行了修正，使其能恰当地反映出在热辐射条件下所遵循的规律。描述材料状态变化的是GRAY的金属三相物态方程。由上所述建立起来的这套方程及其对多孔材料中热击波的处理结果都具有一定的价值。     

A new global hydrogen equation of state model

Abstract

Simple statistical mechanics models have been assembled into a wide-range equation of state for the hydrogen isotopes. The solid is represented by an Einstein-Grüneisen model delimited by a Lindemann melting curve. The fluid is represented by an ideal gas plus a soft-sphere fluid configurational term. Dissociation and ionization are approximated by modifying the ideal gas chemical-equilibrium formulation. The T = 0 isotherm and dissociation models have been fitted to a new diamond-anvil isotherm and to laser-generated shock data. The main limitation of the model is in ionization at high compression.     

一种体积物态方程物理基础的讨论

 对体积物态方程v-v_c=(R/p)(h-h_c)的物理基础进行了讨论。给出了该方程的一个统计力学形式证明,从而给出了方程中物质参数的微观定义,亦即给出了该方程的具体表达式。在R=R(p)假设下,给出了方程中物质参数的热力学表达式,通过分析其与Debye理论下的对应态定律的一致性,证明了该假设的近似合理性,从而也就证明了该方程的成立并不受其建立时所依据的定压比热为常数这一过强条件的限制。进一步地,通过与物质参数热力学表达式常压实验值的比较,指出了单纯的R=R(p)假定存在一定的局限,该局限引起的偏差随温度的升高而增大,在常压下的高温区间,该偏差在20%左右。