基于数值计算结果的破片战斗部威力仿真方法

建立了包含数值方法和分析方法的威力仿真方法。考虑数值计算的规模和复杂度，采用爆轰计算获得初始时刻破片场，利用分析方法描述破片飞散和破片作用目标的过程。采用该威力仿真方法，实现了对破片场形成、破片飞散、破片作用目标的全过程描述。数值计算采用LS-DYNA软件，为了获得战斗部初始时刻破片场，开发了接121处理程序。利用分析方法，建立了破片飞散和破片毁伤性能评估模型，飞散模型中考虑空气阻力等因素的影响，破片毁伤性能评估模型中采用THOR方程预估破片剩余速度、剩余质量和最大穿透厚度，从而获得破片弹道、破片威力参数和破片对靶板的毁伤效果。通过对虚拟靶板上命中破片进行统计，计算出破片命中靶板密度分布和破片飞散角分：布，完成破片战斗部威力仿真试验。在威力仿真方法的基础上，建立了系统仿真模型（图1）。采用面向对象的Visual Studio．NET编程语言，实现威力仿真软件的编码。     

基于ARM的核磁共振波谱仪气动温控系统设计

提出了一种基于ARM（Advanced RISC Machine,先进精简指令计算机）的核磁共振波谱仪气动温控系统设计方案. 该控制系统以ARM为控制器,利用其内嵌的CAN控制器实现CAN总线通信,通过PID控制算法控制气流和温度,实现控制NMR实验样品的更换和旋转,检测并控制样品的温度等功能. 该设计方案具有系统控制灵活、控制精度高以及成本低的优点.      

液体核磁共振 HSQC 实验的量子化学计算与模拟

核磁共振（NMR）异核单量子相干（HSQC）实验因具有较高的灵敏度和分辨率而被广泛用于液体大分子化合物的结构鉴定和研究．然而由于HSQC脉冲的复杂性,需要严格控制实验参数和实验条件才能得到高质量的谱图．本文基于量子力学原理对HSQC实验进行数学建模,通过理论推导、数值计算求解自旋1/2的IS双核体系在每个脉冲节点作用后的密度矩阵,然后结合二维NMR信号采样方法,使用计算机程序完成了该体系HSQC谱图的模拟,同时,还实现了乙醇分子的HSQC谱图模拟． HSQC实验的成功模拟基于对复杂演化过程的精确计算,可用于预测谱图以及实验参数改变对NMR谱图的影响,指导高质量HSQC实验谱图的采集．     

核磁共振波谱仪接收机的设计与实现

介绍了液体高分辨率核磁共振波谱仪接收机的设计. 接收机以PCI-104为控制器实现网络通信与采样流程控制,通过FPGA（Field Programmable Gate Array, 现场可编程门阵列）实现数字中频接电路的控制和数据处理,简化了硬件结构;通过在接收机中引入脉冲序列生成器,产生接收机所需的采样控制信号,降低接收机与系统其他模块的耦合度. 最后组成500 MHz核磁共振波谱仪实现核磁共振信号的检测.     

热晕效应数值模拟中对计算参数的选取

根据数值计算的抽样原则,对激光大气传输数值模拟中如何准确地选取计算参数作了比较全面的分析,导出计算参数选取所应遵循的判据。结合高斯光束及平台光束准直传输热畸变后的相位分布,得到了网格间距与Bradley-Hermann热畸变参数的关系。在算出此热畸变参数后,便可选定合适的网格间距,由数值结果便能准确评价实际激光大气传输的效果。数值结果表明,相同网格数、不同网格间距下数值结果的差别相对较大,若网格间距选取不当,将给数值结果带来较大误差。     

热晕效应数值模拟中对计算参数的选取

 根据数值计算的抽样原则,对激光大气传输数值模拟中如何准确地选取计算参数作了比较全面的分析,导出计算参数选取所应遵循的判据。结合高斯光束及平台光束准直传输热畸变后的相位分布,得到了网格间距与Bradley-Hermann热畸变参数的关系。在算出此热畸变参数后,便可选定合适的网格间距,由数值结果便能准确评价实际激光大气传输的效果。数值结果表明,相同网格数、不同网格间距下数值结果的差别相对较大,若网格间距选取不当,将给数值结果带来较大误差。     

基于数值原子轨道基组的第一性原理计算软件ABACUS

随着超级计算机硬件和数值算法迅速发展, 使得目前利用密度泛函理论研究上千个原子体系的电子能带和结构等性质变得可行. 数值原子轨道基组由于其基组较小和局域等特性, 可以很好地与电子结构计算中的线性标度算法等的新算法结合, 用来研究较大尺寸的物理体系. 本文详细介绍了一款中国科学技术大学量子信息重点 实验室自主开发的基于数值原子轨道基组的第一性原理计算软件 Atomic-orbital Based Ab-initio Computation at UStc. 大量的测试结果表明: 该软件具有很好的准确性和较高的并行效率, 可以用于包含1000个原子左右的系统的电子结构和原子结构的研究以及分子动力学模拟计算.     

欧拉计算程序实现非均质炸药冲击起爆的数值模拟

爆轰的数值模拟研究多采用Lagrangian方法，这是因为Lagrangian网格随质点运动，介质之间的界面用滑移面来描述，故能精确地计算介质的界面。但在遇到网格扭曲和网格变形时，计算往往无法继续进行，这时就要用到网格重分等技术，这无疑增加了人为干预和计算误差。Eulerian方法能计算大变形问题，但不能精确地描述物质的界面，对于模拟平面撞击实验，爆轰波在单种介质中传播，对物质界面几乎没有要求。所以，Eulerian方法在模拟此类问题较Lagrangian方法具有明显的优势。     

高场核磁共振波谱仪宽带前置放大器的研制

宽带前置放大器是磁共振仪器的重要部件,其性能决定了整个仪器X核通道的检测灵敏度. 根据射频电路理论以及磁共振波谱仪整体性能指标的要求,设计并实现了可应用于高场核磁共振波谱仪的高性能宽带前置放大器. 实测结果表明,所研制的核磁共振波谱仪宽带前置放大器在15 MHz~300 MHz频率范围内,其工作性能达到：带内增益>38 dB,带内平坦度<1.5 dB,噪声系数基本保持在1.2 dB以下,射频开关切换时间<1.5 μs,具有带内增益平坦度高,噪声系数小,发射状态下放大器前端保护电路隔离度高,以及工作状态检测电路准确、简洁的特点. 同时高场核磁共振碳和磷等杂核实验显示,利用所研制的宽带前置放大器可检测到具有较高信噪比的NMR信号.     

金属圆管内爆轰波相互作用效应的数值模拟

炸药两端同时起爆时金属圆管运动规律的研究，粗略的实验不少，但在数值模拟方面，特别是在对碰部位，或是不能计算出鼓包现象，或是鼓包的计算结果与实验差别较大。文中采用动力学有限元程序，针对大变形带来的网格扭曲造成计算的锁死现象进行了ALE技术处理，对金属圆管内爆轰波的相互作用效应进行数值模拟，给出了爆轰波对碰作用下金属圆管运动规律的计算结果。     

核磁共振显微术的DESIRE效应模拟(英文)

要在合理时间內进行微米等级解析度的扫描时,核磁共振波谱的信噪比一直是一个很大的限制. DESIRE效应利用扩散现象来增强信号强度及解析度的概念被提出后,信噪比在一维的情况下大约可以增加一个数量级.在先期的研究中,模拟外加磁场的效应通常是使用叠代数值计算,而扩散的效应则是利用有限微分法解Bloch-Torrey e-quation ,这样的模拟方法通常很耗时.该研究中,分别使用Shinnar-LeRoux演算法及基于旋积的扩散模拟方法来加速计算出外加磁场及扩散对于信号的影响,因此可以节省大量计算时间以进行复杂的计算.利用一维模拟结果预测在不同参数实验中解析度的改变和信号增加值,并找出最佳的参数值.而由模拟结果指出,Sinc3脉冲波形可以得到最佳的信号增加量及不错的解析度.     

基于USB总线的一体化核磁共振谱仪控制台

针对台式核磁共振谱仪便携化、小型化的发展趋势，开发了一套基于USB总线的一体化核磁共振谱仪控制台，将控制/通讯部分、脉冲序列控制部分、射频发射部分与信号接收部分集成于一卡，并可实现两种工作模式. 工作模式1：系统基于USB与一台个人计算机通讯，由计算机控制来完成从对谱仪的实时控制到数据处理及显示的所有任务；工作模式2：系统由集成的微处理器控制，不需要计算机的参与，独立完成整个工作进程. 本文详细介绍了该谱仪控制台的设计思路和硬件结构，给出了常规NMR序列的实验结果.     

基于ADI-FDTD模拟的岩石核磁共振横向弛豫特征分析

将复杂的骨架-孔隙系统抽象成等效双孔介质,根据Bloch方程构建数学模型,用交替隐式时域有限差分(ADI-FDTD)和联合反演迭代法(SIRT)进行横向宏观磁化矢量的数值模拟与核磁共振T₂谱的反演,定量研究扩散系数、弛豫速率、孔隙组分比和孔隙宽度对核磁响应的影响.结果表明:横向宏观磁化矢量衰减速率与扩散系数和微孔隙分量成正比,与孔隙宽度成反比,与表面弛豫速率基本无关.当扩散系数较大、孔隙宽度较小时,核磁共振T₂谱难以直观反映孔隙组分及孔隙结构.应用核磁共振评价孔隙结构时需特别注意扩散系数和孔隙尺寸的影响.     

基于AD607芯片的核磁共振模拟接收机

核磁共振波谱和核磁共振成像技术（MRI）已经成为一种广泛应用于物理、化学、材料、生物医学等领域的重要研究工具和医疗诊断手段,但是仪器复杂、价格昂贵. 本文提出了一种改进的基于AD607芯片的模拟接收机设计. 相对于传统的模拟接收机,此设计可以减少接收机使用的外围器件的数量,从而简化设备. 而相对于全数字接收机,本文提出的设计结构简单,并且可以工作在较高的频率. 文章最后给出了核磁共振成像实验的结果.     

1D and 2D solid state NMR investigations of the framework structure of As-synthesized AlPO4-14

The framework structure of As-synthesized A1PO₄-14 has been investigated with a combination of different one-dimensional ²⁷Al and ³¹P solid state NMR techniques and ²⁷Al/³¹P double resonance methods. The results are found to be fully consistent with the assumed structural model. ²⁷Al MAS and DOR experiments at three different magnetic field strengths together with simulations show the presence of two tetrahedral sites, one pentacoordinated and one octahedral aluminum site. The ²⁷Al quadrupolar coupling constants and the ³¹P isotropic chemical shifts of the tetrahedral sites correlate well with tetrahedral shear-strain parameters and mean P-O-A1 bond angles, respectively. These correlations allow one to assign all of the NMR resonances to specific T-sites in the proposed framework structure. The assignments are then further confirmed by the application of three different two-dimensional heteronuclear correlation methods (i.e., ²⁷Al → ³¹P TEDOR, CP, and INEPT) which reveal the connectivities between AlO_x and PO₄ polyhedra. The two-dimensional INEPT experiment is applied here for the first time in the solid state.     

Sequentially acquired two-dimensional NMR spectra from hyperpolarized sample

A scheme capable of acquiring heteronuclear 2D NMR spectra of hyperpolarized sample is described. Hyperpolarization, the preparation of nuclear spins in a polarized state far from thermal equilibrium, can increase the NMR signal by several orders of magnitude. It presents opportunities to apply NMR spectroscopy to dilute samples that would otherwise yield insufficient signal. However, conventional 2D NMR spectroscopy, which is commonly applied for the determination of molecular structure, relies on the recovery of the initial polarization after each transient. For this reason, it cannot be applied directly to a sample that has been hyperpolarized once. With appropriately modified pulse schemes, two-dimensional NMR spectra an however be acquired sequentially by utilizing a small portion of the hyperpolarized signal in every scan, while keeping the remaining polarization for future scans. We present heteronuclear multi-quantum spectra of single hyperpolarized samples using this technique, and discuss different options for distributing the polarization among different scans. This robust method takes full advantage of Fourier NMR to resolve overlapping chemical shifts, and may prove particularly useful for the structural elucidation of compounds in mass-limited samples.     

基于FPGA的低场核磁共振谱仪脉冲编程器设计与实现

脉冲编程器在核磁共振(NMR) 谱仪中非常重要,具有产生脉冲序列所需的射频脉冲,控制回波信号的同步接收等功能. 基于FPGA的同步性能和时序控制功能,设计了低场NMR谱仪的脉冲编程器,可产生任意脉冲序列,实现脉冲频率、相位、幅度的灵活调节. 利用设计的脉冲编程器在0.540 Tesla均匀磁场下进行了CuSO₄溶液的T₁和T₂测量,得到高信噪比的NMR回波串.     

回波间隔对核磁共振表观孔隙度的影响及矫正方法

本文对具有特定横向弛豫时间（T₂）的硫酸铜溶液进行了多回波间隔（T_E）的核磁共振（NMR）实验,并利用数值模拟对32组具有不同弛豫分量的模型进行了变T_E模拟实验,定量研究了T_E对致密油气、页岩气等低孔低渗储层NMR孔隙度的影响规律.实验结果表明,随着T_E的增大,各T₂弛豫组分NMR孔隙度先维持在100%左右,然后迅速衰减,当T_E增加到一定数值时,趋近于0;不同T₂弛豫组分NMR孔隙度开始迅速衰减及最后变为0的T_E值存在显著差异.根据不同T₂弛豫组分NMR孔隙度与T_E的关系,将整个NMR测量分为无损测量区、快速衰减区、无效参数区和仪器盲区4个区域.对特定弛豫组分而言,在快速衰减区弛豫组分损失量与T_E呈对数关系,本文还给出了该区域NMR孔隙度的校正公式及方法.     

核磁共振技术在生物组织中的应用

在生物组织内部存在大量的生化、生理反应以及分子的扩散运动,它们相互独立, 又相互关联,共同构成一个生化反应网络. 在病理条件下,某些生化反应过程会发生改变,代谢中间体可能会出现质和量的变化. 核磁共振 (NMR)可以对这些过程的研究提供非常有用的信息. 目前,有3种核磁共振波谱技术可以用于生物组织的研究：① 活体组织定域波谱技术;② 生物组织提取物的液体高分辨核磁共振技术;③ 离体组织的高分辨魔角旋转技术. 这些方法各有优劣,互为补充. 介绍了在生物组织的NMR研究方面的最新进展.     

基于纯化学位移的同核二维正交相敏J分解核磁共振波谱

二维J分解(2D J_RES)核磁共振(NMR)波谱是一种简单且用户友好的谱图表达形式,其将J偶合常数和化学位移信息分离到两个正交的频率维度上.自40年前首次被提出以来,2D J_RES技术在脉冲序列和方法的改进,以及实际应用的进展方面一直备受关注.本文回顾了新型2D J_RES脉冲序列,以及用于精确测量同核J偶合常数的2D J编辑谱的最近进展,特别是基于纯化学位移演化机制的正交相敏2D J_RES谱方法及其应用,并阐述其在克服强偶合效应和磁场不均匀性等方面的能力.