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。     

激光湍流大气传输数值模拟中计算参量的选取

根据抽样原则、湍流介质特性、湍流效应和光传播效应等全面分析了网格间距、相屏间距和网格数目等关键计算参量选取的基本要求.通过数值计算,分析各种要求的可行性,表明在具体的数值模拟过程中,并非所有要求都能同时满足,若严格按照要求选择计算参量,所需的计算量常超出计算机负荷范围.结合具体数值计算,综合考虑计算机承受能力和计算准确度,给出了一种可靠实用的计算参量选取思路和方案.     

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。     

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.     

一种脑代谢研究的有效方法——高分辨率磁共振波谱分析

介绍了一种脑代谢研究的有效方法.成年大鼠脑经漏斗法液氮冷冻,制备脑组织高氯酸提取物并冷冻干燥,所得固体溶于D2O后用¹H和³¹P磁共振波谱(MRS)检测.结果表明：脑高氯酸提取物的磁共振波谱有着极好的分辨率,³¹P MRS可以分辨出ATP、ADP、磷酸肌酸(PCr)、无机磷以及多种磷酯和糖磷;¹H MRS可以分辨出乳酸(Lac)、N-乙酰天冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)、GABA、肌醇(Ino)、琥珀酸(Suc)以及多种氨基酸.各波峰积分后得到各种物质的相对含量,而这些代谢中间产物的相对含量变化可以反应脑内的代谢状况和脑受损伤情况.     

核磁共振量子信息处理研究的新进展

过去的二十年中,量子信息相关研究取得了显著的进展,重要的理论和实验工作不断涌现.与其他量子信息处理系统相比,基于自旋动力学的核磁共振系统,不仅具有丰富而且成熟的控制技术,还拥有相干时间长、脉冲操控精确、保真度高等优点.这也是核磁共振体量子系统能够精确操控多达12比特的量子系统的原因.因此,核磁共振量子处理器在量子信息领域一直扮演着重要角色.本文介绍核磁共振量子计算的基本原理和一些新研究进展.研究的新进展主要包括量子噪声注入技术、量子机器学习在核磁共振平台上的实验演示、高能物理和拓扑序的量子模拟以及核磁共振量子云平台等.最后讨论了液态核磁共振的发展前景和发展瓶颈,并对未来发展方向提出展望.     

磁共振波谱及成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用

纳米尺度物质的生物效应研究是近年来在纳米科技发展过程中派生出来的一个崭新的、发展很快的且多学科高度交叉的领域，需要把纳米科学、物理学、化学以及生物医学等多学科的研究手段结合起来，进行综合研究．核磁共振波谱与成像，作为一种原位、无损、动态、实时、多信息的检测手段，在此领域的研究中将发挥不可或缺的重要作用．文章分3个方面简要介绍核磁共振波谱与成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用：（1）纳米尺度物质在生物组织及个体内的检测与分析；（2）纳米尺度物质与生物大分子相互作用的核磁共振波谱研究；（3）纳米尺度物质生物效应的核磁共振代谢组学研究．     

磁共振波谱及成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用

纳米尺度物质的生物效应研究是近年来在纳米科技发展过程中派生出来的一个崭新的、发展很快的且多学科高度交叉的领域,需要把纳米科学、物理学、化学以及生物医学等多学科的研究手段结合起来,进行综合研究.核磁共振波谱与成像,作为一种原位、无损、动态、实时、多信息的检测手段,在此领域的研究中将发挥不可或缺的重要作用.文章分3个方面简要介绍核磁共振波谱与成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用：(1)纳米尺度物质在生物组织及个体内的检测与分析;(2)纳米尺度物质与生物大分子相互作用的核磁共振波谱研究;(3)纳米尺度物质生物效应的核磁共振代谢组学研究.     

MRISim:磁共振成像仿真实验软件包

本文基于数值计算模拟技术,开发了模拟磁共振成像（MRI）数据采集与图像重建的仿真软件包——MRISim.虚拟数据采集部分通过对设备硬件、样品（标样或人体部位）进行物理数学建模后,构建原始模拟信号,并填充k空间,然后再基于k空间数据实现磁共振图像重建.该软件可以通过参数的任意调节对影响磁共振图像质量的因素进行可视化分析,包括11种常见伪影的特征和成因分析.我们的研究表明应用该仿真软件可以弥补台式MRI扫描仪价格昂贵、实验时间长等不足之处,实现对相关科技人员的批量化、规模化的实践操作培训.     

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.     

NMR and Mössbauer Study of Al2O3–Eu2O3

Alumina–europia mixed oxides with 5 and 10 wt.% Eu₂O₃ were studied by Mössbauer spectroscopy, ²⁷Al MAS-NMR and X-ray diffraction (XRD). The samples were prepared by the sol–gel technique. The XRD patterns for the calcined samples show a broad peak around 2θ = 30° which is assigned to the Eu₂O₃; after treatment with hydrogen at 1073 K no reduction to Eu⁺² or Eu⁰ was observed. The NMR spectra show three peaks, which are assigned to the octahedral, pentahedral and tetrahedral aluminum sites; the intensity of each peak depends on the concentration of europium ions. The Mössbauer spectra of the calcined samples show a single peak near zero velocity which is attributed to the Eu⁺³; after H₂ treatment at 1073 K similar spectra were obtained, suggesting Eu⁺³ is not reducibly at this temperature.     

高效液相色谱-核磁共振联用技术在蛇葡萄根提取混合物中的应用研究

建立了用高效液相-核磁共振联用技术（LC-NMR）检测微量级蛇葡萄(Ampelopsis sinica)根提取物中混合组分结构的方法. 用停止流动的方法,对混合物的各个组分进行分离,并获得¹H NMR及COSY谱,通过与此类化合物所建立的氢谱数据库进行比较,分析,确定了微克级的天然产物混合物中的主要组分的化学结构及立体结构.