层流圆管潜射流生成蘑菇形涡结构特性数值研究

基于不可压Navier-Stokes方程, 采用计算流体力学方法, 数值模拟与分析了层流圆管潜射流在密度均匀黏性流体中的演化机理及其表现特征, 定量研究了蘑菇形涡结构无量纲射流长度L^*、螺旋型涡环半径R^*及其包络外形长度d^*等几 何特征参数随无量纲时间t^*的变化规律. 数值结果表明, 蘑菇形涡结构的形成与演化过程可分为三个不同的阶段: 启动阶段、发展阶段和衰退阶段. 在启动阶段, L^*和d^*随t^* 线性变化, 而R^*则近似为一个常数; 在发展阶段, 蘑菇形涡结构的演化具有自相似性, L^*, R^*和d^*与t^*1/2均为同一正比关系, 而且雷诺数和无量纲射流时间不影响该正比关系; 在衰退阶段, L^* 和R^* 正比于t^*1/5, 而d^*则近似为一个常数. 此外, 还对蘑菇形涡结构二次回流点、 动量源作用中心及其几何中心的速度变化规律、垂向涡量分布特征和 涡量-流函数关系进行了分析. 关键词： 圆管潜射流 蘑菇形涡结构 演化机理     

LiAl分子基态、激发态势能曲线和振动能级

利用单双激发多参考组态相互作用方法获得了LiAl分子基态X¹∑⁺及七个激发态a³∏, A¹∏, b³∑⁺, c³∑⁺, B¹∏, C¹∑⁺, d³∏的势能曲线, 通过势能曲线得到各态的平衡核间距R_e, 进而求得绝热激发能和垂直激发能.计算结果表明:c³∑⁺ 电子态是一个不稳定的排斥态, A¹∏态是一个较弱的束缚态, 其余6个电子态均为束缚态; b³∑⁺与 c³∑⁺态之间存在预解离现象; 8个电子态分别解离到两个通道, 即Li(²S)+Al(²P⁰)与Li(²P⁰)+Al(²P⁰). 接着将势能曲线拟合到Murrel-Sorbie解析势能函数形式, 据此获得各态的光谱数据:基态X¹∑⁺的平衡键长为0.2863 nm, 谐振频率为316 cm^-1, 解离能D_e为1.03 eV, 激发态a³∏, A¹∏, b³∑⁺, c³∑⁺, B¹∏, C¹∑⁺, d³∏的垂直激发能依次为0.27, 0.83, 1.18, 1.14, 1.62, 1.81, 2.00 eV; 解离能依次为1.03, 0.82, 0.26, 排斥态, 1.54, 1.10, 0.93 eV, 相应谐振频率 ω_e为339, 237, 394, 排斥态, 429, 192, 178 cm^-1. 通过求解核运动的薛定谔方程找到了J=0时 LiAl分子7个束缚电子态的振动能级和转动惯量. 关键词： LiAl 光谱常数 势能曲线 振动能级     

碱基分子的原子电距矢量表达及核磁共振碳谱模拟

提出以原子电性距离矢量(VAED)描述各种碱基分子中不同等价碳原子的化学环境,结合γ效应校正与碳原子类型,建立核磁共振碳谱(¹³C NMR)化学位移(CS)的五参数线性模型.用于碱基分子中4类不同碳(其中主要是仲叔季碳)的等价碳原子化学位移的估计,复相关系数R和均方根误差RMS[ppm]分别为仲叔季碳:1)对C2n=12,R=0.9998,R²=0.9997,F=2732.2498,EV=0.9994,RMS=0.1804,SD=0.18842)对C3n=41,R=0.9334,R²=0.8712,F=38.3299,EV=0.8528,RMS=9.5268,SD=9.64523)对C4n=23,R=0.9183,R²=0.8433,F=14.3479,EV=0.7972,RMS=6.5304,SD=6.67721)对C2n=12,R=0.9998,R²=0.9997,F=2592.7072,EV=0.9994,RMS=0.1852,SD=0.19342)对C3n=41,R=0.9270,R²=0.8594,F=34.6283,EV=0.8393,RMS=9.548,SD=10.07843)对C4n=23,R=0.9071,R²=0.8229,F=12.3881,EV=0.7708,RMS=6.9425,SD=7.0985经交互校验,模拟稳定性较好.并综合几种处理方法,找到一种较好的建模方法,将它用于4个外部样本化学位移的定量预测,结果良好.     

类氖CaⅪ和MnXVI2P53L或4L-2P54L1跃迁波长和能级的多组态Dirac-Fock计算

本文用MCDF-EAL计算模式,计算了可能成为超真空紫外区的类氖等离子体激光工作物质的CaⅪ与MnXVI类氖离子的1s²2s²2p⁵3l与1s²2s²2p⁵4l组态的多重态能级的能量值及3l-4l¹和4l-4l¹组态的各多重态能级间的可能的跃迁波长位,3l-4l¹跃迁波长的计算值与实验数据比较符合得很好。文中还预言了4l-4l¹的可能的跃迁波长,     

BH分子基态和激发态解析势能函数和光谱性质

运用多参考组态相互作用的方法和Dunning’s相关调和基函数并含扩散基的大基组aug-cc-pV5Z,获得了BH分子基态（X¹Σ⁺）和6个电子激发态（a³П, A¹П, B¹Σ⁺, b³Σ⁺, b³ 关键词： 势能曲线 解析势能函数 多参考组态相互作用方法 光谱常数     

N2O+离子A2Σ+电子态高振动能级的转动结构分析

利用一束波长为36055nm的激光,通过(3+1)共振多光子电离方法制备纯净的且处于X²Π_1/2,3/2(000)态的N₂O⁺离子,用另一束激光激发所制备的离子到第一电子激发态A²Σ⁺的不同振动能级,然后解离,通过检测解离碎片NO⁺强度随光解光波长的变化,得到了转动分辨的N₂ 关键词： 2O⁺离子A²Σ⁺电子态')" href="#">N₂O⁺离子A²Σ⁺电子态 共振增强多光子电离 光解碎片激发光谱 光谱常数     

若干高精度恒稳的半显式差分格式

本文构造了解色散方程u₁=au_xxx的若干三层恒稳的半显式差分格式。第Ⅰ、Ⅱ类格式的局部截断误差的阶为O(τ²+h²+(τ²)/(h³));而第Ⅲ、Ⅳ类格式的局部截断误差的阶为O(τ²+h⁴+((τ)/(h))²+τh)。用判别稳定性的Von Neumann准则可证明:第Ⅰ、Ⅱ类格式及当参数α≤1时的第Ⅲ、Ⅳ类格式都是无条件稳定的,并且当必须的边界条件给定时它们可以显式地进行计算。     

密度泛函方法对SiO分子基态（X 1Σ+）势能函数的研究

利用密度泛函B3P86方法,分别选用STO-3G,D95^**,6-311G,6-311++G,6-311++G^**,cc-PVTZ基组对SiO分子基态(X¹Σ⁺)进行结构优化计算.通过比较得出,cc-PVTZ基组为对SiO分子基态(X¹Σ⁺)进行结构优化最优基组的结论.使用密度泛函B3P86方法,选用cc-PVTZ基组进 关键词： B3P86 SiO 势能函数 光谱常数     

BeH2(X1Σ+g)与H2S(X1A1)分子的结构与解析势能函数

运用单双取代二次组态相关(QCISD)方法,在6-311++G(3df,3pd)基组水平上,对BeH₂和H₂S分子的结构进行了优化计算,得到基态BeH₂分子的稳定结构为D_∞h构型,电子态为X¹Σ⁺_g,平衡核间距R_BeH=0.13268nm,R_{关键词： 2}')" href="#">BeH₂ 2S')" href="#">H₂S Murrell-Sorbie函数 多体项展式理论 解析势能函数     

AlC分子 X4∑-和B4∑-电子态的光谱性质

采用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用方法(MRCI+Q) 结合Dunning等的相关一致基aug-cc-pVnZ (n=D,T,Q,5,6) 计算了AlC分子X⁴∑^-和B⁴∑^-态的势能曲线, 并利用总能量外推公式将这两个态的总能量分别外推至完全基组极限. 对势能曲线进行核价相关修正及相对论修正, 并详细讨论了基组、核价相关和相对论修正 等对X⁴∑^-和B⁴∑^-电子态的能量和光谱常数的影响. 拟合核价相关及相对论效应修正的外推势能曲线, 得到了AlC分子X⁴∑^- 和B⁴∑^-电子态的主要光谱常数T_e, R_e, ω_e, ω_ex_e, ω_ey_e, B_e和α_e. 它们与实验结果符合较好. 求解双原子分子核运动的径向Schrödinger方程, 找到了无转动的AlC分子两个电子态的全部振动态. 针对每一振动态, 还分别计算了其相应的振动能级和惯性转动常数等分子常数. 它们与已有的实验结果一致. 关键词： 光谱常数 分子常数 核价相关修正 相对论修正     

激发态过程的多体理论方法

描述多电子体系的绝大部分参量可实验测量,如吸收光谱、发光光谱和激子效应等,都涉及电子激发态的正确描述。密度泛函理论(DFT)框架内的局域密度近似(LDA)作为第一性原理基态理论,即基于Kohn-Sham方程的解,是研究多粒子体系基态性质非常有力的工具。然而,体系激发态的第一性原理理论及其计算要比基态的理论计算复杂得多。关键问题在于描写基态和激发态时,粒子间的交换关联相互作用并不相同,而对于非均匀相互作用多粒子体系的交换关联能至今仍不清楚。不过,近年来关于激发态问题的研究,先后发展了许多描述电子激发态的理论,最重要的是基于准粒子概念和Green函数方程的多体微扰理论和含时间密度泛函理论(TDDFT)以及与此相关的描述电子-空穴相互作用的Bethe-Salpeter方程在凝聚态物理问题中的应用。其中最关键的物理量是粒子的自能算符Σ,它描述Hartree近似之外的交换和关联效应。虽然这些理论不可避免地也要引入某些近似,如对于Σ的一个好的近似就是Hedin的GW近似方法。对许多实际凝聚态体系的计算机模拟结果表明,GW近似是描述激发态问题相当成功的理论方法。将Hartree-Fock(HF)理论与LDA相结合,但采用非局域屏蔽交换代替HF方法中的局域非屏蔽交换相互作用,建立广义的KS方程(GKS),得到所谓屏蔽交换局域密度近似(sX-LDA)方法。我们在平面波自洽场方法PWscf程序包的基础上,发展了PW scf-sX-LDA方法,也是处理激发态问题及材料设计的有效方法。将评述激发态过程多体理论各种方法的发展和意义,讨论这些多体理论方法之间的联系和差异,并在此基础上介绍它们在解决半导体带带跃迁(或带隙偏小问题)、半导体及其微结构中的激子效应等重要领域的应用和成果。     

A new inverse approach for the equivalent gray radiative property of a non-gray medium using a modified zonal method and the complex-variable-differentiation method

Non-gray radiative properties of an absorbing, emitting, non-gray participating medium significantly increase the difficulty of solving the radiative transfer equation. This paper presents a new inverse approach for the equivalent gray radiative property of a non-gray medium. In this approach, the unknown equivalent gray radiative properties are treated as the optimization variables, and the errors to be minimized are the differences between the calculated temperatures and the measured ones. The measured data are simulated by solving the direct problem, in which a modified zonal method together with the Edwards exponential wide-band model is employed. In the inverse problem, the sensitivity coefficients are first calculated by the complex-variable-differentiation method, and then the least-square method and the Newton-Raphson iterative method are employed to minimize the target function. The effectiveness and efficiency of the inverse problem are demonstrated in an example, and another case is given to show the accuracy and potential of the proposed algorithm. The effects of the measurement error and the number of measurement points on the accuracy of the inverse analysis are also investigated in detail.     

过模波导器件的迭代设计方法

从模式保留和转换的角度, 过模波导器件可分为模式转换器、模式保留器和模式综合器. 传统方法只解决其中一种器件的设计或者对器件的某个指标进行改进. 本文在深入分析耦合波理论之后, 提出了过模波导器件的迭代设计方法, 从原理上解决了过模波导器件的设计问题. 该方法能够统一设计三类过模波导器件, 通过添加不同的结构控制方法, 可得到转换效率更高、带宽更宽、结构更紧凑、满足不同工程需求的器件, 而且还能有效设计一些新型器件. 给出了两个设计实例: 双频TM₀₁–TE₁₁模式变换器和光壁馈源喇叭. 双频TM₀₁–TE₁₁模式变换器的两个工作频点为8.75 GHz和10.3 GHz, 波导半径为16 mm, 在两个频点转换效率为99%以上. 光壁馈源喇叭实现TE₁₁模式向高斯束的转换. CST仿真结果验证了这两个器件设计的正确性和有效性. 关键词： 耦合波理论 模式转换器 模式过渡器 迭代法     

一种新的求解脑磁逆问题的搜索方法

给出一种新的求解真实头模型下脑磁逆问题的搜索方法.通过不同位置的源的相互关系，由上一个搜索源的计算结果通过简单计算，直接得到下一个搜索源的结果，避免了繁琐耗时的边界元积分方法，简化了求解过程，提高了求解速度. 关键词： 脑磁图 逆问题 搜索方法     

Inverse scattering method and soliton solutionfamily for the Einstein--Maxwell theory with multiple Abelian gauge fields

A Hauser-Ernst-type extended hyperbolic complex linear system given in our previous paper [Gao Y J 2004 Chin. Phys. 13 602] is slightly modified and used to develop a new inverse scattering method for the stationary axisymmetric Einstein-Maxwell theory with multiple Abelian gauge fields. The reduction procedures in this inverse scattering method are found to be fairly simple, which makes the inverse scattering method be fine and effective in practical application. As an example, a concrete family of soliton solutions for the considered theory is obtained.     

基于离散伴随方法的透平叶栅反设计

研究构建了基于离散伴随方法的叶轮机械叶栅气动反设计系统,将离散伴随系统从无黏环境扩展到了黏性环境,编程实现了黏性离散伴随求解器;改善了叶栅参数化方式并重新编程实现了叶栅参数化程序,解决了叶栅参数化过程中叶栅尾缘附近区域型线波动的问题。利用该系统对某二维跨声速透平叶栅在给定叶型壁面目标压力分布的情况下,通过构造目标函数将叶栅反设计问题转化为气动优化设计问题,成功进行了气动压力反设计。结果证明本文建立的叶栅反设计系统能够有效进行压力反设计,验证了本文建立的基于离散伴随方法叶轮机械叶栅气动反设计方法的正确性与有效性。     

The Yangians,Bethe Ansatz and combinatorics

An axiomatic definition of a quantum monodromy matrix and the representations of its corresponding Hopf algebra are discussed. The connection between the quantum inverse transform method and the representation theory of a symmetric group is considered. A new approach to the completeness problem of Bethe vectors is also given.     

关于Birkhoff逆问题中Santilli方法的研究

研究构造Birkhoff动力学函数的Santilli方法.首先,基于Cauchy-Kovalevskaya型方程解的存在性定理,采用反证法证明自治系统总有自治Birkhoff表示;其次,给出更简洁的方法证明Santilli第二方法可以被简化;找到Santilli第三方法中所隐含的一种等量关系,提出改进的Santilli第三方法,并研究该方法的MATLAB程序化计算;最后,总结全文并对结果进行讨论.     

求解光学CT图象重建问题的广义脉冲谱技术研究

间接法是目前实现医学诊断用近红外光三维成象(光CT)的最有潜力的手段之一.该方法基于以下假设,即给定分别对应于不同点激励源作用下成象组织体表面各点的传输光测量.在组织体内存在着与上述检测量相对应的、唯一的光学参数三维分布.由此,图象重建变成了特定光子传输模型的逆问题.本文提出采用广义脉冲谱技术(Generalized Pulse Spectrum Technique,GPST)进行光学CT图象重建逆问题的求解.给出了GPST在扩散方程光子传输模型逆问题求解中的具体实现,数值实验结果表明,通过选择合适的复频率点,采用GPST算法的图象重建结果优于其它现有算法,且响应时间合理.最后,本文还初步讨论了吸收和散射系数重建中复频率点选择的一些基本原则。     

光学CT中的图像重建算法

从理论上研究了利用正向模型求解逆问题的迭代算法，特别是其中Ｊａｃｏｂｉ矩阵的有限元解法，引入了图像恢复了领域广泛采用的规则化方法用于处理逆问题中的奇异性问题；作为总结，最后给出了ＦＥＭ法求解光学ＣＴ问题的完整步骤。