低能电子与N2分子碰撞的振动共振激发微分散射截面 *

用经作者改进后的振动密耦合散射方法和基于量子力学从头计算的静电、交换、与极化散射作用势研究了低能电子与N₂ 分子的振动激发共振微分散射截面 .由于充分考虑了高角动量和分子高对称性对散射过程的贡献 ,所得到的 ( 0→ 2 ,0→ 3,0→ 4)振动激发微分散射截面与实验结果符合得很好 ,获得了实验测得的散射共振位置和振动共振多峰结构.     

2001年3月16日的CME以及CMEs与电子脉动等事件的相关日地现象

设定了电子脉动事件的含义. 从2001年3月16日的一个慢速、晕状(Halo) CME入手, 而后收集了几十个事件, 分析了CME, 太阳高和低能质子事件, 太阳耀斑, 电子脉动事件和地磁暴之间的关系. 结果表明: 太阳质子事件可视为CME到达地球的表征事件, 而电子脉动事件又可视为太阳质子事件, 特别是低能太阳质子事件的表征事件; 不仅快速 CME会给地球带来剧烈的影响, 慢速CME对地球的影响更经常, 也不可忽视; 绝大多数E＞10 MeV的高能太阳质子事件会引起地磁暴, 但绝大多数中小磁暴的触发源是CME带来的低能质子事件; 电子脉动事件和地磁暴都是高能和低能太阳质子事件的连锁效应, 而电子脉动事件先于地磁暴. 所以, 在不能得到近实时的低能太阳质子事件资料的情况下, 可以把电子脉动事件作为低能太阳质子事件的表征事件, 以作为地磁暴短期预报和警报的重要参考条件之一.     

恒星高密环境下电荷屏蔽对电子俘获反应的影响

分析了恒星内强电荷屏蔽对电子俘获率的影响,这一分析不仅针对低能反应,也包括Gamow-Teller共振跃迁.对共振跃迁的分析是基于核的壳层模型.作为例子,详细计算了电荷屏蔽对反应⁵⁶Co(e¯,V_e)⁵⁶Fe的影响.结果表明,在低温和高密度的电子气体中,电荷屏蔽使电子俘获反应率明显降低.给出的分析方法可用以对其它电子俘获反应受电荷屏蔽的影响的程度作出估计.研究结果对恒星晚期演化和超新星爆发研究可能会有重要的影响.     

分子线伏-安特性第一性原理

发展了一套理论方法用于描述分子线的伏-安特性. 在该弹性散射Green函数方法中, 分子的电子结构和分子与金表面的相互作用能常数决定了分子线的伏-安曲线. 从第一性原理出发利用密度泛函理论计算了4, 4′-二巯基联苯分子的电子结构, 并利用了前线轨道理论和微扰理论定量地确定了该相互作用能常数. 研究结果表明当含有硫氢官能团的有机分子化学吸附于金表面时, 硫原子将与金原子形成以共价键为主的混合键, 此时扩展的分子轨道使分子线的电导呈现出欧姆特性. 而对于局域的分子轨道, 此时电子的输运只能通过隧道效应来实现. 对分子线伏-安特性的计算结果显示, 在零偏压附近, 存在一个电流禁区. 随着偏压的增加, 分子线的电导呈现出平台特征. 该工作将有利于未来的纳米电子学器件的设计.     

不可压缩流体三维Rayleigh-Taylor不稳定性的大涡模拟

对不可压缩流体三维Rayleigh-Taylor不稳定性问题建立被动标量输运模型,用大涡模拟方法计算了正弦初始扰动和随机初始扰动下不稳定性发展各个阶段的瞬时速度场和标量场,以及混合过程中计算尺度和亚格子尺度上的平均湍流脉动能、平均剪切应力和被动标量通量;分析了界面形状、被动标量浓度分布的演化规律及气泡、尖钉速度和混合层宽度随时间的变化规律,计算结果与其他数值模拟和实验结果相吻合,验证了大涡模拟方法应用于该问题的可行性.     

钠原子光电离过程中角分布参数β的计算

运用多体微扰理论方法 ,对开壳层钠原子的内壳层电子的光电离过程2p⁶3s→ 2p⁵ 3skl中分波散射截面和角分布参数进行了计算 .在计算中包括了 2s→ 3p的共振结构 .同时利用多体微扰理论的图式 ,对主要的电子关联相互作用进行了分析 ,并对RPA和BO关联的主要贡献项计算达到了无穷级近似 .计算结果与实验吻合较好 .     

复杂核相互作用微观理论中的几个问题

本文介绍了一种新的生成函数,以解决不等碎块的质心伪态问题;用稳定原理统一推导了两种变分方法,并用简单方法导出双富里叶变换的公式;还编成解析推导GCM与RGM矩阵元的普适程序,计算了α-He³,α-t和α-α弹性散射相移。     

电子结构计算的数值方法与理论

第一原理电子结构计算已成为探索与研究物质机理、理解与预测材料性质的重要手段和工具.虽然第一原理电子结构计算取得了巨大的成功,但是如何利用高性能计算机又快又好地计算大规模体系,如何从数学角度理解电子结构模型的合理性与计算的可靠性和有效性,依然充满各种挑战.基于密度泛函理论的第一原理电子结构计算的核心数学模型为Kohn-Sham方程或相应的Kohn-Sham能量泛函极小问题.近年来,人们分别从非线性算子特征值问题的高效离散及Kohn-Sham能量泛函极小问题的最优化方法设计两个方面对电子结构计算的高效算法设计及分析展开了诸多研究.本文重点介绍我们小组在电子结构计算的方法与理论方面的一些进展,同时简单介绍该领域存在的困难与挑战.     

低能电子与NⅣ共振散射的R矩阵计算

本文用R矩阵方法精确地计算了N IV的2s²¹S^e,2s2p³P^o和2p²³P^e,¹D^e,¹S^e靶态间的低能电子碰撞激发的碰撞强度和速率系数,并将这些结果与其他理论和实验结果进行了比较。     

镍基高温合金中含镁γ′相的电子结构

本文用SCF-X_α-SW方法研究了镍基高温合金中含镁r′相的电子结构。基于建立的计算模型,给出了体系的能级、态密度、分波局域态密度以及电荷分布。Mg置换Al后,使得能谱中低能成键态增加,非占据态移向更浅势阱且能隙增大,所有这些都预示着适量的Mg能使γ′相更稳定。γ′相中Mg的电荷转移有利于Mg溶于γ′相。     

面对计算机的普及 改进概率统计课的教学

<正> 十余年来,电子计算机、电子计算器在我国经历了一个逐步普及的过程,这介过程还在继续。直接用算法语言键入的微机在不断增多,而纸带穿孔的输入方式现在已较为少见了。十多年前,电子计算器在我国还很少,现在不少大学生都拥有函数型计算器了。这种变化不但使得计算方法课的教学内容与方法同五十、六十年代相比有很大的差异;而且对包括概率统计课在内的其它课程,也提出了如何改进教学的问题。     

规则形状多元组份样品的X射线微区定量分析计算方法

本文提出了用Monte Carlo迭代计算实现规则形状多元组份样品X射线定量分析的理论和方法。用绝对法计算了样品的X射线深度分布函数,给出了具有广泛适用性的X射线吸收校正和二次荧光校正计算公式。作为实例,对Fe-Cr-Ni标准合金块状样品、6元合金球状颖粒样品及合金γ′相(8元组份)的立方和长方颗粒样品作了EPQA实验,用本方法对实验结果作了计算,得到满意的结果。文中给出定量分析计算程序流程图。电子在合金中散射过程用文献[1]提出的模型进行计算。     

过渡金属Ni晶界的电子结构

本文基于重位点阵模型,用分子动力学方法弛豫界面原子,给出倾转∑5晶界原子坐标.在此基础上,用递推方法计算了过渡金属Ni的晶态及含晶界态的电子结构,给出了晶界能、键序及原子间相互作用,以及电荷转移信息.同时,定义了界面电子活性.结果表明:预弛豫的∑5晶界是一类可能出现的结构,且有俘获电子的作用.此外,计算还表明,与晶态相比,界面原子间力有减弱的倾向,这意味着界面原子属弱连接结构.     

飞秒激光与固体靶相互作用过程中真空加热机制

着重研究了飞秒激光在无预脉冲时与固体靶的相互作用过程. 实验和粒子模拟(PIC)研究表明, 在此条件下, 激光脉冲对等离子体的真空加热和逆轫致吸收是激光能量被吸收的主要机制. 实验中发现电子和X射线能谱均具有双温结构. 较低的电子温度可以归因于激光场对电子的驱动; 较高的电子温度则是由于激光诱导的电场对电子的加速造成的. 对PIC模拟获得的反射激光脉冲的频谱研究显示, 等离子体的密度标长很大程度上决定了激光吸收和电子加速的机制.     

气体介质中海水液滴碰撞过程数值模拟

为揭示对喷式海水无填料冷却塔内海水液滴碰撞的规律及影响因素,采用VOF方法开展了相同尺寸的二元海水液滴碰撞数值模拟.首先利用Qian等的实验结果对计算模型进行校验,验证了模拟的准确性.开展了常温常压下不同Weber(韦伯)数以及不同碰撞参数下的海水液滴碰撞过程数值模拟,计算Weber数范围为0. 5~200,碰撞参数范围为0~1.得到了聚合、自反分离以及拉伸分离3种碰撞结果,对心碰撞聚合与自反分离的临界Weber数为22;然后对结果类型进行统计,得到了海水液滴碰撞结果分布We-x图.     

大跨度屋盖钢结构拆撑过程模拟分析的约束方程法

分类介绍了目前在大跨度屋盖钢结构拆撑过程模拟分析中常用的几种方法(即支座位移法、等效杆端位移法、千斤顶单元法和千斤顶-间隙单元法)及其特点,针对现有方法的不足,提出了一种新的拆撑过程模拟计算方法——约束方程法.分别采用已有模拟方法和该方法对一个三点支撑的两端固定梁进行了拆撑过程模拟分析;对采用各种模拟计算方法得到的千斤顶轴力、支撑点位移以及梁中弯矩进行比较,验证了该文方法的有效性.数值分析结果表明,约束方程法是一种合理有效的模拟方法,能够正确模拟大跨度屋盖钢结构拆撑过程计算模型中的卸载单元.     

大气制动期间探测器的气动特性和轨道计算

以NASA火星全球勘测（MGS）号探测器作为大气制动计算模型,应用DSMC方法模拟了探测器在大气制动期间的稀薄气体动力学特性,分析了不同来流密度情况下探测器的流场特性、气动特性的变化情况以及气体动力学系数的变化关系．并提出了气动力-气动热-轨道一体化计算模型,利用DSMC模拟技术以及经典动力学理论对大气制动轨道变化进行了计算和分析．研究结果表明:行星大气密度、探测器俯仰角、偏航角的变化对探测器的气动特性有重要影响,计算结果与文献中的结果表现出很好的一致性;气动力-气动热-轨道一体化计算可以模拟大气制动过程,模拟所得到的大气制动轨迹反映出较好的制动效果．     

奇异边界法分析含水下障碍物水域中的水波传播问题

研究奇异边界法模拟水波在含水下障碍物水域的传播过程.奇异边界法是一种最近提出的新型边界配点方法,具有无网格和无数值积分、数学简单、编程容易等优点.首先研究了奇异边界法分析典型水波算例的精度及效率,并与边界元法的计算结果进行比较,然后通过数值模拟讨论分析了水下障碍物位置、尺寸及形状等因素对水波传播的影响.发现奇异边界法的计算精度较高,且与边界元法的计算结果吻合较好;数值结果显示水下障碍物的不同高宽比对水波的传播影响明显:障碍物无量纲高度越大对水波的屏障作用越明显;障碍物无量纲宽度增加对水波的屏障作用先增强后变弱.在高宽比一定时,斜率变化对水波的屏障作用不明显;含吸收边界水下障碍物可以得到较低的传递系数和较高的反射系数, 对水波的屏障作用更为明显.     

发展型Navier-Stokes方程基于压力稳定化方法的谱逼近格式

本文采用压力稳定化方法近似模拟不可压缩条件,进而构造了发展型非周期NavierStokes方程的全离散Legendre谱逼近计算格式,严格分析了格式的广义稳定性与收敛性．本文建立的逼近结果也适用其它非周期问题．     

求解非线性Schr(o)dinger方程本征值部分和的新算法

计算物理、计算化学与计算生物学涉及诸多粒子系统的电子结构问题的计算,相当一类归结为用“第一原理”从头计算非线性Schrodinger方程本征值的部分和.当原子个数较多时,现用常规的“自洽方法”计算量很大.本文提出的新算法基于变分原理,把求本征值部分和的问题还原为带正交约束的优化问题.对于文中所给的模型问题分析表明,该方法具有计算量小、物理直观、理论严格等优点.