用多极理论计算复杂截面的电缆电导

将多极理论用于复杂截面的电缆电导计算，为电缆电导计算提供一种新的计算方法。实例计算结果表明，多极理论的计算精度比边界元法的计算精度高得多。     

量子计算加速的解法器算法及应用综述

量子计算作为一种基于量子力学原理的全新计算模型,具有强大的并行性和潜在的颠覆性影响力,为解决复杂问题提供了新的思路。本文的主要目标是对量子计算在大规模科学与工程计算领域中数值计算问题的解法器算法和应用进行综述。重点介绍量子计算在线性方程组、特征值问题、微分方程、哈密顿量与图计算、量子机器学习、量子解法器平台以及实际数值模拟等领域的具体应用。针对不同的数值计算问题,详细讨论当前主流的量子计算算法,并总结近年来国内外相关算法的研究进展。最后,对量子计算在数值计算求解相关研究方向的未来发展趋势进行展望。     

基于线性核素链的燃耗算法与蒙特卡罗程序耦合计算

根据线性核素链原理和反应堆燃耗的特点,建立相应核数据库并采用回溯算法生成自适应核素链,完成核素的遍历和计算,形成多群点燃耗计算程序,能够独立进行燃耗计算并具有完整的输出结果形式。同时将所开发的燃耗计算程序与蒙特卡罗程序进行耦合,完成接口模块的设计,形成可用于研究堆和核电站的燃耗-输运耦合计算工具。将所开发的输运-耦合计算程序应用于中国实验快堆首炉堆芯燃耗的计算,将计算结果与现有设计数据进行比较。经过初步分析表明:新的燃耗计算程序能够精确计算锕系核素含量,包括易裂变核素和生成量很小的次锕系核素。对某些锕系核素如Pu241的计算结果还存在较大偏差,这需要对计算结果进一步分析,来确认偏差是来自计算过程还是相关的截面数据。整个燃耗-输运耦合计算系统对裂变产物的处理和反应性变化的计算也与现有的设计数据符合良好。     

《计算物理》征稿简则

《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管。中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物 ,其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果 ,促进国内外学术交流 ,推进计算物理学的发展。计算物理是物理学与科学计算相结合的交叉学科。在物理学相关领域内 ,凡从事物理建模和计算方法研究 ,并应用先进计算机获得计算结果的工作 ,均属投稿范围。本刊特别欢迎在国民经济建设和高科技领域内 ,运用高性能计算方法解决涉及物理学问题的有创造性的研究成果。《计算物理》中英文稿兼收 ,并采用混合编排的形…     

高精度高次非球面最接近球面计算方法

分析了高次非球面与其加工用最接近球面之间的几何关系特点,提出了一种基于1维搜索的高精度高次非球面最接近球面计算方法。该算法可以计算二次或高次凹（凸）非球面的加工用最接近球面半径、球心位置及非球面度。通过计算实例与现有计算最接近球面的方法相比,该算法在计算高次非球面时将最大非球面度从500.8 m减小到30.0 m,在计算二次非球面时计算结果与精确公式法得到的结果一致。计算实例表明该方法计算高次非球面时得到的最接近球面更优、计算精度更高,且适用于任意次非球面最接近球面的精确计算。     

《计算物理》征稿简则

正《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物。其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果,促进国内外学术交流,推进计算物理学的发展。在物理学相关领域内,凡从事物理建模和计算方法研究,并应用高性能计算机获得计算结果的工作,均属投稿范围。《计算物理》中英文稿兼收,并采用混合编排的形式在国内外发行。     

计算物理前沿及其与计算技术的交叉

计算物理学是随着计算技术发展而形成的一门新兴的交叉学科。它是用现代计算技术武装起来的“实验的”理论物理学和“虚拟的”实验物理学。文章回顾了计算物理的发展历史，介绍了计算物理研究状况和前沿问题，并展望了新世纪计算物理面临的挑战。     

《计算物理》征稿简则

《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物 ,其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果 ,促进国内外学术交流 ,推进计算物理学的发展。计算物理是物理学与科学计算相结合的交叉学科。在物理学相关领域内 ,凡从事物理建模和计算方法研究 ,并应用先进计算机获得计算结果的工作 ,均属投稿范围。本刊特别欢迎在国民经济建设和高科技领域内 ,运用高性能计算方法解决涉及物理学问题的有创造性的研究成果。《计算物理》中英文稿兼收 ,并采用混合编排的形…     

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《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物,其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果,促进国内外学术交流,推进计算物理学的发展。在物理学相关领域内,凡从事物理建模和计算方法研究,并应用高性能计算机获得计算结果的工作,均属投稿范围。《计算物理》中英文稿兼收,并采用     

《计算物理》征稿简则

正《计算物理》双月刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物。其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果,促进国内外学术交流,推进计算物理学的发展。在物理学相关领域内,凡从事物理建模和计算方法研究,并应用高性能计算机获得计算结果的工作,均属投稿范围。《计算物理》中英文稿兼收,并采用混合编排的形式在国内外发行。     

微分谱结合独立成分分析对三维荧光重叠光谱的解析

多组分三维荧光重叠光谱是三维荧光光谱的数据解析中的难点之一。本文基于二维微分谱的计算原理, 充分利用三维荧光光谱具有激发光谱和发射光谱的特点, 获得了三维荧光光谱展开后的激发微分谱和发射微分谱. 之后利用独立成分分析对激发光谱或发射光谱的多组分混合微分谱分别进行解析, 得到了单一组分的激发微分谱和发射微分谱。其中三次样条插值有效的弥补了实测激发波长数据点少的缺点, 而粗糙惩罚平滑技术的引入则很大程度上减少了发射光谱的噪声,为微分谱的计算提供了有利的条件。单一组分的标准谱与解析谱的相似性系数的计算表明, 利用独立成分分析对微分谱进行解析更有利于多组分混合三维荧光光谱所含成分的识别。     

Comparison of intrinsic zero-energy loss and Shirley-type background corrected profiles of XPS spectra for quantitative surface analysis: Study of Cr, Mn and Fe oxides

The intrinsic zero-energy loss profiles of transition metal 2p and 3p XPS spectra for Cr, Mn, and Fe oxides are obtained by spectral deconvolution and compared with Shirley-type background corrected profiles. The metal core level spectra are deconvoluted by O 1s spectra as the response function of each oxide. As the O 1s spectra include intrinsic and extrinsic energy loss parts, the background corrected core level spectra are zero-energy loss spectra. The good agreement of the deconvoluted spectra with the reported spectra obtained by the many body effect theory indicates that the background subtraction method is accurate. A comparison of the deconvoluted with the background corrected spectra of the Shirely-type subtraction reveals that almost all the spectra coincide with each other except for Fe 3p with -Fe₂O₃. The good coincidence of the Shirley-type corrected spectra with the deconvoluted and calculated spectra indicates that Shirley-type background correction can be used for daily quantitative surface analysis.     

TDLAS分析仪谱图微缓形变的复原算法

为了减小谱图的微缓形变对TDLAS气体分析仪精度的影响,提出一种传递复原方案.该方案通过比对校验气体的出厂校准谱图和现场测量谱图,得到其形变系数;由于校验气体与过程气体间拥有相同的形变机制,根据形变的传递性可将过程气体的实时谱图也复原到校准状态,从而维持分析仪的保真度.解决了动态过程气体谱图形变的复原问题,不需调节光学和电子系统硬件参数,通过信号滤波、特征提取、形变系数计算,使用拉格朗日插值公式或Sinc函数插值法复原.在仿真实验中,传递复原的谱图与校准谱图的相似度达到99.999%.实验采集不同程度形变的CO_2气体谱图,采用拉格朗日插值复原算法的复原谱图与校准谱图的相似度达到99.9%.     

熊果酸的Raman光谱和红外光谱结构特征比较

本文采用HRD2型双光栅单色仪测定了熊果酸的Raman光谱，得到熊果酸的特征Raman光谱结构，采用Philips 100型双光栅单色仪测定了熊果酸的IR光谱，得到熊果酸的特征IR光谱结构；解析了熊果酸的Raman光谱和IR光谱与其结构特征的关系，确定了熊果酸的Raman光谱的结构特征和官能团的归属，给出了熊果酸的两个基本骨架特征区域（A区：1386，1370，1363cm^-1，B区：1304，1269，1237cm^-1）；对熊甲酸的Raman光谱和IR光谱作了比较研究，指出Raman光谱具有比IR光谱更为丰富的结构信息的特征，并且，IR光谱的主要特征峰在Raman光谱中均有对应的谱峰；Raman光谱的谱峰形态清晰可变，使熊果酸的主要结构和官能团得到准确的分析和指认，与IR光谱一样，Raman光谱是天然药物解析的有效手段之一。     

基于红外光谱的苹果叶病害的快速诊断

基于傅里叶变换红外光谱技术,利用光谱检索的方法对苹果叶病害进行病害类型的鉴别研究。测试了正常苹果叶片和4种病害叶片共75份样本的红外光谱,光谱显示,各类样品的红外光谱非常相似,主要由纤维素、木质素、蛋白质和脂类的吸收带组成。利用omnic8.5软件依次建立了由每类样品的平均红外光谱、一阶导数光谱和二阶导数光谱组成的光谱库Lib1、Lib2、Lib3。各样品红外光谱分别与光谱库Lib1进行专家检索和绝对微分差算法检索,专家检索的正确率为80%,绝对微分差检索的正确率为82.7%。各样品红外光谱的一阶导数光谱和二阶导数光谱分别与光谱库Lib2、Lib3在全谱范围进行绝对微分差检索,基于一阶导数光谱的检索正确率为93.3%,二阶导数光谱的检索正确率为82.7%。结果表明:基于一阶导数红外光谱的绝对微分差算法的检索更适合于苹果叶病害的鉴别。基于红外光谱技术的光谱检索的方法能较好地鉴别苹果叶病害,有望成为简便、快捷、低成本的植物病害的鉴别方法。     

恐龙不同部位化石的激光拉曼光谱

应用波长为785nm的激光拉曼光对来自武定九厂地区的两个不同部位的恐龙化石样品研究测试,首次在1000 cm-1~1800 cm-1波数段得到碳氢物质的拉曼峰图谱。在该波数范围内,颈椎化石和尾椎化石都有强、弱两类特征峰。它们的强特征峰与源地关系不大,即同一地区的化石特征峰并不很相似。弱拉曼峰与围岩的拉曼峰相似。恐龙化石的强拉曼峰来源于生物遗体分解剩下的碳氢类物质成分,弱拉曼峰源于石化过程中外部填充物质的成分。     

Anomalous infrared and visible light absorption and local structure of Ag–Au core/shell nanoparticles

We measured infrared and visible light absorption spectra and EXAFS for Ag–Au core/shell particles. The shell thickness and core diameter can be evaluated from the EXAFS results, which are almost consistent with those obtained using TEM. The influence of a thinner shell only slightly appeared in the visible absorption spectra, whereas the influence appeared strongly in the infrared absorption spectra. The spectra of the material in the vicinity of the particle surface appear in the infrared spectra. On the other hand, the spectra of the rather more internal material are observed in the visible spectra. It is thought that the influence of the core metal is different in the visible spectra from the infrared spectra. By considering the penetration depth, this phenomenon can be explained.     

A shifted‐excitation Raman difference spectroscopy (SERDS) evaluation strategy for the efficient isolation of Raman spectra from extreme fluorescence interference

A biochemical characterization of pathologies in biological tissue can be provided by Raman spectroscopy. Often, the raw spectrum is severely affected by fluorescence interference. We report and compare various spectra‐processing approaches required for the purification of Raman spectra from heavily fluorescence‐interfered raw spectra according to the shifted‐excitation Raman difference spectroscopy method. These approaches cover the entire spectra‐processing chain from the raw spectra to the purified Raman spectra. In detail, we compared (1) area normalization versus z‐score normalization, (2) direct reconstruction of the difference spectra versus reconstruction of zero‐centered difference spectra and (3) collective baseline correction of the reconstructed spectra versus piecewise baseline correction of the reconstructed spectra and, finally, (4) analyzed the influence of the shift of the excitation wavelength on the quality of the reconstructed spectra. Statistical analysis of the spectra showed that – in our experiments – the best results were obtained for the z‐score normalization before subtraction of the normalized spectra, followed by zero‐centering of the difference spectra before reconstruction and a piecewise baseline correction of the pure Raman spectra. With our equipment, a wavelength shift from 784 to 785 nm provided reconstructed spectra of best quality. The analyzed specimens were different tissue types of pigs, tissue from the oral cavity of humans and a model solution of dye dissolved in ethanol. © 2015 The Authors. Journal of Raman Spectroscopy published by John Wiley & Sons Ltd.     

伴随粒子法γ能谱本底测量技术

为了解决伴随粒子法瞬发能谱实验中随机本底的影响,通过实验研究了标记中子和非标记中子与物质作用产生的瞬发信号和随机本底信号。对不同情况随机本底谱测量进行了分析,提出了小尺度样品和大尺度样品本底测量方式。研究表明:对小尺度样品,可以通过去掉样品,选择与有样品测量的谱相同的时间窗进行本底测量;对于大尺度样品,可以通过在随机本底范围选取时间窗进行本底测量。     

双光谱区间遗传算法及其在模型转移中的应用

在近红外光谱分析中，将近红外光谱和浓度信息建立统计模型，通过光谱代入模型即可预测未知样本浓度。但是，检测条件的变化会导致光谱的改变，进而导致原有的模型不能准确预测光谱改变后的样本。对此，模型转移可以通过校正新测量的光谱（从光谱），使得从光谱能够被原有光谱（主光谱）建立的模型准确预测。模型转移可以使用全光谱进行校正，但是全光谱中往往包括噪声、背景等干扰信息，这些干扰会增加预测误差。故可以使用变量选择方法找出光谱中有化学意义的信息来模型转移。但是一般的变量选择算法只选择主光谱的区间，从光谱使用主光谱相同的波长区间模型转移。但是在实际工作中，主光谱和从光谱有化学意义的区间往往不一致，主从光谱使用同一区间模型转移会增加误差；此外，有时二者原光谱的波长范围并不一致，从主光谱选出的区间不能用于从光谱的校正。对此，提出了基于双光谱区间遗传算法（GA-IDS），同时选择主光谱和从光谱有化学意义的区间，进而实现模型转移。GA-IDS算法步骤包括，①随机产生种群；②分析种群中每条染色体，删去错误染色体；③根据每条染色体，找出其相应的主光谱和从光谱波段组合，并计算其模型转移后的验证均方根误差(RMSEV)；④按照概率，执行选择、交叉、变异操作。在一次迭代结束之后，返回到步骤②，重新执行纠错、计算RMSEV、选择、交叉、变异。达到停止迭代的要求后，将最低的RMSEV值所对应的染色体保存下来作为最优染色体，其所对应的主从光谱区间作为最优区间。用玉米、小麦两套数据测试了该算法，结果显示，与全光谱相比，GA-IDS选择的主从光谱区间可以显著地降低误差；与向后迭代区间选择法（IIBS）相比，在小样本情况下，GA-IDS的误差显著地小于IIBS方法。