水蒸气超声速非平衡流动中凝结激波的形态特征

引入水蒸气非平衡相变的动力学模型,并在水蒸气真实物性的基础上,建立了水蒸气超声速非平衡流动的守恒型数值计算模型,采用对激波捕捉具有高精度和高分辨率的Roe-FDS格式,数值捕捉了水蒸气超声速流动中的非平衡相变与凝结激波。以非平衡相变中液相质量增长率为基准,将非平衡凝结相变引发的凝结激波划分为凝结激波起始发生区、凝结激波交汇区和凝结激波消退区三个区域,分析了凝结激波的形成机理,得到了凝结激波发生及发展的"X"型分布特征,并归纳了凝结激波的分区物理特性和热力学特性。     

两相流中非平衡相变与平衡相变比定压热容差异的研究

本文以空气-水蒸气-水组成的两相流混合物为例,应用两相流及热物理理论,推导了有相变的两相流系统非平衡过程的比定压热容计算式,并对实际的空气-水蒸气-水两相流动的换热过程进行了数值模拟.计算结果揭示了比定压热容的变化明显受到水颗粒相变过程的影响,颗粒的半径越小,比定压热容变化越大.同时,平衡相变过程比定压热容计算的流体温度要高于非平衡相变过程,两者的差异随着颗粒蒸发过程的进行而逐渐增大,且靠近轴线的差异要比靠近壁面处的差异大,颗粒半径越小,两者的差异越小.     

水蒸气超音速非平衡凝结流动中的激波效应

对水蒸气超音速非平衡凝结流动进行了数值模拟,研究了水蒸气超音速流动过程中的非平衡相变及凝结激波现象,揭示了压缩激波与核化凝结流动之间相互作用的非平衡流动规律.发现了激波的耗散效应对非平衡相变的影响,探讨了激波发生时,波阵面处核化凝结、液滴生长的变化规律.     

介观化学反应体系中非平衡相变最可几路径的熵产生

针对一个双稳的介观化学反应体系计算了在非平衡相变时最可几路径的熵产生. 利用概率产生函数和程函近似,将化学主方程转化为经典的哈密顿-雅可比方程并通过相空间的零能轨线找到双稳态之间转变的最可几路径. 通过计算前向和逆向最可几路径的熵产生,发现在共存点系统熵变和介质熵变都为零,而在非共存点系统熵变和介质熵变皆不为零.     

激波管中非平衡可凝结流的流动分析

理论推导激波管中相变加热的临界加热量,得到一个显式计算临界加热量公式.该式可广泛用于湿蒸汽或纯蒸汽相变加热流动计算.结果表明,考虑相变加热的临界加热量要大于外部加热的临界加热量;热壅塞时会产生一道向上游传播的凝结激波,且凝结激波位置在液相质量分率开始增长点之前.采用AUSM格式数值求解激波管中湿空气的凝结流动,理论预测与数值计算吻合良好.     

非均匀寿命分布电导调制基区中非平衡载流子的WKB解

针对非均匀寿命分布情况，建立了描述电导调制基区的双极输运方程,并利用Liouville-Green变换获得该方程在不同边界条件下的WKB解. 其结果可用于局域寿命控制下电导调制器件的建模分析. 关键词： 寿命控制 电导调制 非平衡载流子 WKB     

双球近似和速度空间的非平衡相变

本文在双球近似下,用边界层近似解法求解了磁化等离子体中的反应——扩散方程。结果表明,由扩散项的非线性正反馈同样能导致非平衡相变,而且环流器中的磁面可以不是等电位面。     

外界核心对喷管内水蒸气凝结流动的影响

建立了考虑摩擦阻力的一维水蒸气超音速流凝结数学模型,对喷管内含有不同初始浓度和半径的外界核心的水蒸气超音速流凝结过程进行了数值计算。结果发现:当外界核心浓度在不同范围内时,外界核心半径对凝结有不同的影响规律;当外界核心半径在不同范围内时,外界核心浓度对凝结也有不同的影响规律;为了促进凝结的发生,要选择匹配的外界核心平均半径和浓度。选定喷管出口的液相质量分数为标准,针对计算的几种情况得出:当外界核心半径为1.0×10~(-9)m,外界核心浓度为1.0×10~(14)kg~(-1)时,对应的喷管出口处的液相质量分数最大。     

强耦合尘埃等离子体中正电扰动下的尘埃声激波

研究了强耦合尘埃等离子体的尘埃声波的线性色散关系和尘埃声孤波的非线性传播。考虑一个包含电子、离子、正电扰动尘埃颗粒的完全电离的三成分模型等离子体。假定其电子、离子数密度服从玻尔兹曼分布,而大质量的尘埃成分用一组经典流体方程描述,对系统方程进行线性化,得到了尘埃声波的线性色散关系,发现离子的集中参数对色散关系的影响很大。用约化摄动法对系统方程进行展开,得到了描述小振幅孤波的伯格斯方程。基于伯格斯方程研究了尘埃声孤波的基本特性,发现尘埃颗粒的强耦合效应对尘埃声孤波有很大的修正作用。该研究结果有助于理解尘埃空间等离子体中局域波的一些特性。     

失谐对耗散耦合腔阵列体系超流-绝缘相变的影响

利用平均场理论和微扰论解析求解了失谐存在且环境作用下Jaynes-Cummings-Hubbard模型的哈密顿量,得到了体系序参量的解析表达式,并讨论了失谐对体系超流一绝缘相变的影响,研究结果表明:调节失谐可以改变腔间的有效排斥势和系统的临界隧穿率,实现系统在超流态和绝缘态之间转变,结合耗散耦合腔阵列的输运性质探讨了失谐对序参量取值的影响,结果显示:沿失谐负支随着失谐的增大,序参量会经历先增后减的变化。     

动态外场作用下Ising自旋体系的非平衡动态相变

系统地考察了Ising自旋体系的动力学方程对三种不同性质的驱动外场（正弦波 、方波和锯齿波）的动态响应及其相应的非平衡动态相变特征.在正弦波和方波的驱动场 作用下，体系存在分别对应于低温对称破缺的铁磁有序态和高温对称顺磁无序态的动态非平衡转变，相应的动态转变相界上存在区分连续转变和非连续转变的三临界点；而锯齿波驱动 场情形下体系始终维持对称性破缺的有序态.体系动态转变表现出的上述差异与作用外场的驱动特征有关.确定了表征相应动态相变相界的临界驱动外场振幅h0C和频率 ωc、体系的温度tc, 并给予了分析讨论 关键词： Ising自旋体系 非平衡动态相变 对称性 平均场     

洪德耦合的调控与轨道选择Mott相变

洪德耦合相互作用是导致多轨道体系发生轨道选择Mott相变的重要因素之一. 通过调控洪德耦合相互作用来研究其不同组成部分对轨道选择Mott相变的作用. 利用基于Lanczos 求解器的动力学平均场理论, 对比了双轨道的J模型和Jz模型的金属-绝缘体相变, 并重点讨论洪德耦合中的自旋翻转项和电子对跃迁项以及轨道宽度比值W₂/W₁如何影响轨道选择Mott 相变. 在J模型的相图中, Mott选择相占有较大的区域, 而Jz模型的轨道选择Mott 相只存在于一个很狭窄的区域内, 这说明自旋翻转项及电子对跳跃项是有利于轨道选择Mott相变发生的关键因素. 此外当轨道宽度之比大于W₂/W₁=0.7时, Jz 模型的轨道选择Mott 相会完全消失, 而J模型中只要轨道宽度不同都存在轨道选择Mott相. 因而, 简化后的Jz 模型只是在特定条件下才适合于研究轨道选择Mott相变.     

Rashba自旋轨道耦合下square-octagon晶格的拓扑相变

本文研究了各向同性square-octagon晶格在内禀自旋轨道耦合、Rashba自旋轨道耦合和交换场作用下的拓扑相变,同时引入陈数和自旋陈数对系统进行拓扑分类.系统在自旋轨道耦合和交换场的影响下会出现许多拓扑非平庸态,包括时间反演对称破缺的量子自旋霍尔态和量子反常霍尔态.特别的是,在时间反演对称破缺的量子自旋霍尔效应中,无能隙螺旋边缘态依然能够完好存在.调节交换场或者填充因子的大小会导致系统发生从时间反演对称破缺的量子自旋霍尔态到自旋过滤的量子反常霍尔态的拓扑相变.边缘态能谱和自旋谱的性质与陈数和自旋陈数的拓扑刻画完全一致.这些研究成果为自旋量子操控提供了一个有趣的途径.     

光学多稳系统的相变及临界点分类

参照朗道相变理的基本精神,确定光学多稳性系统的相变与临床界现象,揭示了相变的多样性,以及多稳系统通向完全单稳状态态的不同路径。多稳性的级次愈高,相变的式样也就愈多。     

低孔隙度疏松锡的高压声速与相变

为研究微孔洞对锡的高压相变的影响, 对含亚微米孔洞的疏松锡(疏松度m=1.01)进行了冲击加载-卸载实验. 利用DPS(Doppler pins system)测得了31.8-66.1 GPa冲击压力下疏松锡/LiF界面粒子的速度剖面, 获得了各压力下的纵波声速与体波声速, 给出了该疏松锡的冲击熔化起始压力约为49.1 GPa, 获得了各压力下的剪切模量与泊松比. 结合密实锡与疏松锡的高压纵波声速、体波声速与剪切模量, 界定密实锡的冲击熔化压力在53.5-62.3 GPa之间, 高于疏松锡的值, 表明微孔洞明显降低了冲击熔化压力. 对密实锡准确的冲击熔化压力值还需要进一步的实验数据. 测试的固态压力范围内的声速数据没有明显奇异点, 表明疏松锡没有类似密实锡的固态bcc 相变发生.     

跨声速叶栅流动中激波与层流边界层干扰的分析与计算

基于实验结果,对流动模型进行了分析。提出了叶栅通道内激波系中“主要分支”的概念。此主要分支位于激波系的前沿。边界层外部流动M数在此发生最剧烈的下降。由于激波系的不稳定,叶栅实验中的非二维性,光学玻璃窗的折射等原因,使纹影照片中激波阴影加宽,而阴影的宽度并不体现激波强度。对包括激波与层流边界层干扰的跨声速边界层的特点进行了讨论,并编制了一个计算程序。用该程序计算了一个典型的超声速入口,M_i=1.34,跨声速叶栅边界层的发展。其结果与实验数据相比,有很好的一致性。进一步证实了所提出的主要分支概念,该计算简便,在UNIVAC-1100机上仅需2—3分钟CPU时间。     

鈰铕铌酸锂的双光束耦合异常温度特性与结构相变

报道铕铌酸锂晶体双光束耦合在５５，７０和１１０℃附近出现的异常温度现象，该现象与晶体在这些点发生了结构相变有关，相变诱发出内电场，改变了空间电荷场的结构，影响了双光束耦合。采用唯象的办法给出相变电场随温度的变化公式，结合一能级单载流子带导模型给出了理论曲线，能很好地解释实验。推算出相变电场的数量级介于扩散电场和最大空间电荷场之间，为１０^５Ｖ·ｍ^-1。 关键词：     

激波与火焰作用的实验与理论研究

采用高速摄影技术拍摄了等当量比的甲烷/空气预混气环境下,火焰与激波相互作用的时序照片,对实验结果进行了分析讨论。使用基于带化学反应的N-S方程和热力学数据,利用改进的VLS格式,对等当量比条件下甲烷/空气预混气中激波与火焰的相互作用进行了数值模拟,并利用光学知识,进行了计算光学的数值模拟。实验结果与数值计算结果进行了比较,两者符合得较好。     

激光与金靶耦合中非局域电子热传导的影响

在一维非平衡辐射流体力学程序中,引入非局域电子热传导公式,对三倍频激光与金平面靶耦合产生等离子体状态进行了数值模拟计算。数值结果与加限流处理的Spitzer-Harm公式计算结果的比较表明,非局域电子热传导能够得到更为合理的数值结果和物理图象。     

激光与金靶耦合中非局域电子热传导的影响

 在一维非平衡辐射流体力学程序中,引入非局域电子热传导公式,对三倍频激光与金平面靶耦合产生等离子体状态进行了数值模拟计算。数值结果与加限流处理的Spitzer-Harm公式计算结果的比较表明,非局域电子热传导能够得到更为合理的数值结果和物理图象。