二维硼氮在过渡金属表面成核过程的第一性原理研究

二维硼氮成功地应用于构筑石墨烯纳米器件,然而其生长机制仍未受到充分的探究.本文使用基于密度泛函理论的计算方法,发现与镍（111）面相比,铜（111）表面更适用于作为二维硼氮生长的衬底.并且,随着硼氮原子的对数增加,其结构由一维的链状向二维的环状演变的过程.计算结果显示,这一结构相变发生在硼氮原子对数为5对时,二维环状结构随着硼氮原子对数的增加而趋于稳定.这一发现将有助于实验上更好地控制二维硼氮的生长过程.     

二维硼氮在过渡金属表面成核过程的第一性原理研究（英文）

二维硼氮成功地应用于构筑石墨烯纳米器件,然而其生长机制仍未受到充分的探究.本文使用基于密度泛函理论的计算方法,发现与镍(111)面相比,铜(111)表面更适用于作为二维硼氮生长的衬底.并且,随着硼氮原子的对数增加,其结构由一维的链状向二维的环状演变的过程.计算结果显示,这一结构相变发生在硼氮原子对数为5对时,二维环状结构随着硼氮原子对数的增加而趋于稳定.这一发现将有助于实验上更好地控制二维硼氮的生长过程.     

V掺杂二维MoS_2体系气体吸附性能的第一性原理研究

以芥子气和沙林为代表的毒剂具有毒性强、扩散快的特点,是一类杀伤力强、难以防护的化学战剂,对其快速高效检测是一项具有挑战性的课题.本文基于第一性原理计算方法研究了V掺杂对二维MoS_2气敏性能影响的机理,发现V原子向二维MoS_2的掺杂过程为自发的放热反应, V原子可以稳定掺杂于二维MoS_2超胞结构中的S空位上.掺杂进入二维MoS_2体系的V原子作为施主中心向周围Mo原子给出电子,从而提高了材料的导电能力.吸附能、吸附距离和吸附过程中的电子转移计算结果表明V的掺杂提高了二维MoS_2对气体分子的吸附能力,增强了吸附质分子与基底表面的电子相互作用,从而提高了二维MoS_2的气敏性能.     

二维三温辐射流体力学拉氏计算中的子网格压力方法

研究对应于电子压、离子压、光子压的扰动隅角力的计算方法,提出二维三温辐射流体力学拉氏计算中的两种子网格压力方法,即基于状态方程和基于几何的方法.数值试验表明,这两种方法均能很好地抑制二维三温辐射流体力学拉氏计算中出现的网格非物理畸变.     

用计算机数据采集系统测量液氮的汽化潜热

在液氮汽化潜热的测量实验中,通过计算机数据采集系统准确记录了液氮汽化过程中质量的变化,并由铜的定压比热随温度变化的曲线准确计算出了液氮的汽化潜热.     

阻抗梯度飞片加载下的超高速发射二维数值模拟方法

阻抗梯度飞片准等熵加载和超高速发射的二维数值模拟,在计算方法上集中体现了多介质、多界面、大变形、高密度比等特点.采用多介质流体高精度PPM计算方法,以VOF为基础研制MFPPM2二维计算程序,数值模拟Sandia实验室的超高速发射实验模型,获得了与Sandia实验室数值计算一致的结果.     

二维单斜点阵光子晶体的第一布里渊区及带隙计算

二维单斜点阵光子晶体在光学聚焦器件及光子晶体波导中有重要的应用价值，详细讨论了二维单斜点阵光子晶体的第一布里渊区及带隙计算，并与常规方法计算得出的二维正三角形晶格光子晶体的带隙结构进行了比较.最后讨论了临界条件下二维单斜点阵光子晶体的带隙结构，证明了本方法的有效性.     

二维柱几何各向异性输运问题的数值计算方法

本文研究了求解二维输运问题的各向异性三角网间断有限元数值方法。详细讨论了求解过程,给出了解的预估公式,证明了数值解的存在唯一性和数值方法的稳定性。给出了各向异性问题的二维数值计算结果及钨——碳临界装置TCCA^[11]的二维数值计算结果。并与国内外S_N数值计算及实验结果进行比较,取得了令人满意的结果。     

在二维原子自洽场计算中的Gaussian函数展开方法

报告了在二维原子结构的自洽场计算中,单电子波函数向笛卡尔Gaussian函数展开的基本方法.推导了由s,p和d电子组成的闭壳层和开壳层电子组态的能量表达式,和二维的Hartree-Fock-Roothaan HFR方程,最后给出了二维原子自洽场计算的主要结果精度的讨论.     

二维板声发射源定位实验的一种简易实现方法

对声发射技术中的二维平面定位问题提出一种新的简易实验方案.采用新三角时差算法实现二维板的声源定位和GPS模拟,同时利用简易实验方法,仅用两个超声波传感器完成实验,简化实验器材,降低实验成本,适合普及,计算过程简单,同时也利于物理问题深入地理解.     

1.2MeV电子加速器束流聚焦性能的研究

用二维全电磁PIC方法模拟了1.2MeV电子加速器束流聚焦过程,分析了计算结果. 特别研究了电子枪结构、阳极结构和极间电压分布等初始条件的影响, 得到了一些有价值的物理规律.     

电子束能量沉积的相对论Fokker-Planck方程的计算方法

针对相对论电子束在高密度等离子体中的能量沉积过程,建立三维动量空间中快电子能量沉积的相对论Fokker-Planck方程的可计算物理模型,构造数值算法并研制数值模拟程序.通过与解析模型和蒙特卡罗模拟相比较,验证数值方法和程序的可靠性.在二维动量空间的模拟基础上,通过计算能量区间为0.5 MeV~3.5 MeV的快电子在背景密度为300 g·cm^-3的氘氚等离子体中的能量沉积过程,发现由于碰撞效应使平均散射角趋近平衡,三维动量空间计算快电子连续射程和穿透深度与二维结果基本一致.     

激光与靶相互作用体汽化模型的数值计算方法

利用克劳修斯-克拉珀龙(Clausius Clapeyron)方程描述相变过程,利用von Neumann差分方法构造辐射流体动力学方程组的计算方法,数值求解了激光辐照金属材料的热效应、汽化过程和激光维持爆震波,并同作者前期的工作作了比较.结果说明,该计算方法对激光与靶材料相互作用体汽化模型的数值计算是行之有效的,且该汽化模型为相关问题的二维、三维问题的数值计算提供了简便有效的途径.     

基于CE/SE方法的二维Euler型多物质流体弹塑性问题计算

将CE/SE方法推广到二维固体流体弹塑性问题的数值计算,同时结合杂交粒子水平集方法追踪物质界面和合适的边界条件,提出一套完整的二维Euler型流体弹塑性计算方案.通过长钨杆侵彻装甲钢实验的数值模拟,对方法的精度和有效性进行验证.     

湍流边界层内流向涡的数值模拟研究

采用准二维共振三波作为湍流边界层近壁区相干结构初值,用直接数值模拟方法计算了流动从二维结构发展到三维结构并且伴随流向涡生成的整个过程,分析结果显示流向涡对湍流动能和质量传输有着重要作用,是湍流边界层相干结构的重要特征和运动形式.     

用视频分析软件Tracker研究二维平面碰撞的动量守恒

利用视频分析软件Tracker对二维平面上两小球的碰撞过程进行记录和分析,通过对碰撞小球的位移和速度测量,解决了同时对两个或以上物体的二维运动进行测量的难题.从而验证碰撞的动量守恒定律以及计算恢复系数.     

二维介质型光子晶体的直线法分析

运用直线法对二维介质型光子晶体的能带结构进行分析,给出直线法中关于二维介质型光子晶体的本征方程的建立过程.同时,对不同参数的光子晶体进行计算,计算结果通过时域有限差分算法(FDTD)及已发表的数据得到了验证,并考虑不同结构的光子晶体的TE波与TM波的带隙形成情况,可为二维介质型光子晶体的设计提供参考.     

二维调制传递函数及其在波前差检测方面的应用

光学系统像质分析在光学系统设计、加工和装调过程中具有重要意义.像质分析常用的方法有调制传递函数法和波前差法.对于高分辨率光学系统,传统的一维调制传递函数由于只提供了一维空间频率信息,因此在像质检测时有一定的局限性.本文基于随机数图像的傅里叶功率谱密度理论,提出了一种利用随机数图像作为目标物来测量成像光学系统二维调制传递函数的方法;通过利用NewtonCotes求积公式,对有像差系统的光学传递函数计算公式做进一步推导,提出了利用实际成像光学系统的二维调制传递函数值直接计算系统波前差的算法.实验结果表明,二维调制传递函数较之一维调制传递函数更能真实地反应成像光学系统的成像性能;利用二维调制传递函数计算得到的波前差与理论波前差在轮廓上有较好的一致性,可以作为实际系统波前差分析的一条新途径.     

红外区二维光子晶体偏振分光镜透射谱分析

采用时域有限差分（Finite-Difference Time-Domain,FDTD）法模拟了垂直入射红外波段二维光子晶体偏振分光镜的透射谱,从而验证了用平面波展开方法计算的二维光子晶体能带结构.用电子束蒸发方法在光栅基板上制备了Ge/BaF2多层膜,实现了二维光子晶体偏振分光镜.实验初步证明了这种光子晶体在垂直入射时具有偏振特性,分析了实验结果与理论计算之间偏差的产生原因.     

二维混合模拟方法及应用

设计了一个二维混合模拟程序,并用其计算了等离子体物理中的束流不稳定性.结果表明,此程序在计算过程中使能量基本保持守恒,计算结果同理论分析及一维混合模拟结果相一致.