分形介质声子导热的频域问题

本文论证了分形介质中声子导热的必要条件，给出了分形介质定容比热的频域。结果表明，同一材料的分形介质定容比热恒小于均匀介质的定容比热。     

水导热系数的分子动力学模拟

本文选用平衡分子动力学模拟方法,应用不同的势能模型对强极性分子水的导热系数进行了模拟计算.结果表明,用分子动力学模拟方法计算水的导热系数时,模拟结果对模型的选取极为敏感.在目前应用较为广泛的几种模型中以TIP4P模型较为适用,所得的导热系数与实验值较为接近.     

溶液中晶体生长动力学的MC计算机模拟研究

用蒙特卡罗计算机模拟方法研究了溶液中晶体表面的生长台阶和生长动力学,着重讨论了表面尺寸、表面粗糙度以及溶液过饱和度对晶体生长速率的影响以及相应的生长机制.     

热子动力学模拟方法

提出热子动力学模拟方法,以理想气体中的热质粒子即热子为模拟对象,建立热子间的碰撞模型,统计可获得热子气系统的热力学性质,实现对热质的直接模拟.基于该方法,对氩热子气的平衡态系统和非平衡态系统进行模拟计算,模拟计算的热子气的状态方程同理论表达式一致,准确得到了氩气热导率在微纳尺度下的变化规律,验证了热子动力学模拟方法的可行性.     

固态金属中声子热传递的分子动力学模拟研究

固态金属中的热传递是声子和自由电子共同作用的结果。自由电子引起的热导率可以通过电导率,利用Wiedemann-Franz定律得到,声子引起的热导率目前仍然不能进行实验测量,只能借助其他方法来研究。本文采用非平衡分子动力学(NEMD)方法,用镶嵌原子方法(EAM)势能模型,模拟计算了不同厚度(1.760-10.56nm)金属镍薄膜中由于声子-声子作用引起的热导率。然后根据纳米厚度金属薄膜的热导率借助关联式推到宏观尺度下由于声子-声子作用引起的热导率。结果表明,对于纳米厚度金属薄膜,由于声子-声子作用引起的热导率比块体金属镍的热导率小一个数量级;薄膜厚度越小,声子-声子作用引起的热导率越小;对于块体金属镍,由于声子-声子作用引起的热导率约占其总热导率的33.0%左右。     

低温声子热导率的数值计算和数值模拟

为了计算Debye模型下的低温声子热导率,我们利用Gauss型求积公式的Gauss-Legendre公式或者Laguerre公式把不可积的积分转化为代数求和;通过良好的计算机人机交互界面,很方便地设定参数、选择或者忽略指定的散射机制.利用这种方法,我们模拟计算了多种材料的低温声子热导,并且分析了多种散射机制对声子热导的贡献.通过对La系巨磁阻材料系列样品和Bi系高温超导体系列样品的研究,证明了我们的方法是可行的.对各类散射机制影响的分析,能够帮助我们深入地理解材料的物理性质.     

双泡耦合声空化动力学过程模拟

为了对双泡耦合的声空化过程进行模拟,本文从流体动力学控制方程和流体体积分数模型出发,在Fluent软件中构建双泡耦合超声空化三维有限元仿真模型,对超声波驱动下流体中双泡耦合声空化动力学过程进行数值模拟,并通过对空化气泡周围声场的变化进行分析研究双泡耦合声空化的非线性动力学特性.结果显示:在超声波驱动下,球形气泡先缓慢扩张,扩张到最大半径后迅速收缩直至溃灭;耦合双气泡间存在相互作用力,使得空化气泡的扩张受到抑制、气泡收缩时间增长;空化气泡在收缩阶段的能量转换能力增强,相比单气泡声空化,耦合双气泡溃灭时气泡内部的压强更大.本文分析结果将为超声空化泡群的动力学过程模拟提供参考.     

利用MC模拟研究MRPC性能

利用Monte Carlo方法模拟了多气隙电阻板室(MRPC)的气体雪崩和信号收集过程,通过模拟与实验数据的比较分析,研究了MRPC粒子探测效率和信号幅度等性能,并讨论了一些外部条件的影响.     

声子气的状态方程和声子气运动的守恒方程

根据爱因斯坦的狭义相对论中质能的等效关系，把固体(本文指非导体)晶格(原子)的质量分为晶格(原子)的静质量和晶格热振动能量的等效质量两个部分，后者就是固体中声子气的等效质量.晶格(原子)热振动的能量则分为晶格(原子)静质量具有的热能以及声子气质量具有的热能.基于固体的状态方程，导得了晶格静质量热振动的状态方程和声子气的状态方程.声子气在固体介质中的宏观运动就是热量在固体中的传递过程.建立了声子气运动的守恒方程组，分析表明，忽略惯性力时声子气的动量守恒方程就退化为傅里叶导热定律，阐明了傅里叶导热定律的物理本质是声子气驱动力与阻力的平衡方程.当热流密度很大惯性力不能忽略时，傅里叶导热定律不再适用. 关键词： 非傅里叶导热 声子气 声子气质量 状态方程 守恒方程     

用超导隧道结产生和接收声子的声子谱仪

本文叙述了用超导隧道结产生和接收声子的声子谱仪的工作原理及其测量电路.给出了用 Sn-I-Sn 声子发生器,Al-I-Al 声子检测器,硅单晶样品的声子谱仪的实验结果.     

硅纳米薄膜中声子弹道扩散导热的蒙特卡罗模拟

通过建立声子散射概率函数描述声子在输运过程中的散射,提出了一种模拟声子弹道扩散导热的蒙特卡罗方法,并将其应用于硅纳米薄膜中的稳态和瞬态弹道扩散导热过程的研究. 提出的蒙特卡罗方法对边界发射的声子束进行跟踪,根据散射概率函数模拟声子束在传播区域内经历的散射过程,并通过统计声子束的分布得到温度分布. 稳态导热过程的模拟发现,尺寸效应会引起边界温度跳跃,其值随着Knudsen数的增大而增大;计算的硅纳米薄膜的热导率随着厚度的增大而增大,与文献中的实验数据和理论模型相符. 通过瞬态导热过程的模拟得到了纳米薄膜内的温度分布随时间的变化,发现瞬态导热过程中的热波现象与空间尺度相关,材料尺寸越小,弹道输运越强,薄膜中的热波现象也越显著. 关键词： 纳米薄膜 弹道扩散导热 蒙特卡罗模拟 尺寸效应     

硫酸镁微液滴水和重水交换动力学的微区拉曼研究

本文利用微区拉曼技术,研究硫酸镁液滴水和重水交换的动力学.在低湿度时,由接触离子对连接形成的链状结构使硫酸镁液滴表面形成胶态结构,阻碍其与环境之间的水交换,造成表面和内部的结构差异.拉曼光谱的高空间分辨能力为观测这一特殊的表面结构提供了便利.沉积在聚四氟乙烯疏水基底上的硫酸镁重水液滴呈球形,可以实现对液滴表面和中心的两...     

磁场对水系统内能影响的MC计算机模拟方法研究

用Monte-Carlo计算机模拟方法,通过对一个含有64个水分子的三维体系在磁场作用时内能变化的计算,定量评估了磁场强度及温度对磁处理效应的影响。研究发现:水的内能与外加磁场强度的关系曲线是一条多极值曲线;水-水径向分布函数伴峰的高度与磁感应强度也具有多极值特征;计算机模拟结果与实验结果基本一致,计算机模拟确实是从分子水平研究磁处理机理的有效方法。     

瞬态吸收光谱茜素超快动力学研究

激发态质子转移是光物理学、光化学和光生物过程中最基本的化学反应之一.激发态分子内质子转移(excited-state intramolecular proton transfer,ESIPT)通常是指有机分子受到激发,到达激发态后,质子在激发态势能面上从质子供体基团转移到质子受体基团并形成含有分子内氢键多元环的过程,一...     

表面声子研究及进展

本文重点讨论近年对固体表面振动模式的基本类型及其理论和实验研究状况。所讨论的振动模式包括长、短波表面声学模及表面光学模。对其它与表面振动有关的性质,如比热和与固体物体表面吸附物有关的振动模也加以简单论述。     

表面声子研究及进展

本文重点讨论近年对固体表面振动模式的基本类型及其理论和实验研究状况。所讨论的振动模式包括长、短波表面声学模及表面光学模。对其它与表面振动有关的性质,如比热和与固体物体表面吸附物有关的振动模也加以简单论述。     

双层薄膜界面声子输运的Monte Carlo模拟

界面声子热输运现象广泛地存在于纳米热电装置和微纳电子器件中,但其物理机制和介观模型仍不完善。本文将考虑真实色散关系的漫射失配(DMM)界面模型引入到高效、低噪的动力型声子Monte Carlo(MC)方法,建立了一个频谱穿透系数的界面声子输运数值模型。采用新的数值模型研究了室温下Si/Al薄膜中的界面声子输运,可准确捕捉法向输运和面向输运的非平衡效应。     

介孔复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟

采用格子玻尔兹曼方法对NaCl@Al2O3介孔复合材料内的声子热输运进行了模拟分析.基于德拜物理模型,提出了温度耦合的复合材料界面处理方法,有效实现了复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟,获得了不同孔径、孔隙率、孔形状、孔排列、界面条件系数下介孔复合材料的热导率,并进行影响因素分析.结果表明:该介孔复合材料热导率,在孔隙率一定时,随着孔径增大而增大,呈现显著的尺度效应;在孔径一定时,热导率随孔隙率增大而减小;孔径和孔隙率一定时,热导率随界面条件系数的增大而减小;孔形状和孔排列均会影响介孔复合材料的热导率,且这种影响会随着界面条件系数的增大而增大.     

聚苯胺光诱导激子和极化子的动力学研究

此文研究了三种不同分子结构的聚苯胺（本征态聚苯胺，间位聚苯胺和掺入有机玻璃的掺杂态聚苯胺）的飞秒非线性光学响应过程。用飞秒时间分辨吸收光谱技术测量了三种样品的激子和极化子的光激发和弛豫过程。从一个三能级模型出发，分析了上述过程的来源。最后讨论了存在于聚苯胺中的这种超快驰豫过程在光学双稳器件中的应用     

UO2声子密度的分子动力学模拟

对UO₂在300～3000 K的分子动力学模拟结果的讨论,计算得到了体系的晶格参数均方位移和UO₂中铀和氧的速度自相关函数得到的声子密度．在模拟计算中,采用了两种原子相互作用势,其中由Basak势计算优化的晶格参数与报道的实验数据符合的非常好;两种势函数得到的均方位移和Bredig态都比较好．最后,讨论了UO₂的声子密度,随着温度的逐渐升高,声子密度的强度是逐渐增大的,并且,振动曲线是随着温度的增加逐渐向低频部分平移并变得逐渐平稳;氧原子的