用喷洒法抑制癌细胞扩散

物理学家们发现用多个水喷枪来冲击固体表面时，凡未被水滴喷洒到的表面可以保持其完好的特性，这个现象可用一个简单的流体动力学方程来描述．现在美国哈佛-MIT生物医学成像研究中心的T．Deisboeck博士与他在意大利Turin大学的同事们采用这个方程来研究对肿瘤生长的影响，他们对肿瘤在喷洒水滴与不喷洒水滴两种条件下的生长情况进行对比研究．结果显示，当肿瘤在不喷洒水滴时会产生出致命的触须扩散到其周围的健康组织内，相反当肿瘤在经过喷洒后就能抑制住触须的扩散．为此Deisboeck博士的研究组定义了一个新的“入侵参数”来定量地描述这个过程．他们对流体动力学方程进行了修正．模拟计算表明，入侵参数是三个变量的函数，第一是肿瘤块受到其周围健康组织压力的大小，第二是肿瘤块半径的大小，第三是肿瘤块的表面张力．当压力较大并半径较长时，肿瘤触须的扩散效应就比较大；而当表面张力较大时，就可抑制住肿瘤触须的扩散．     

排斥抛物势中相互作用时空调控的超冷玻色气体孤子的反射、局域、穿越与振荡行为操控

考虑原子间相互作用随时间变化，首先基于Darboux变换法，得到一维无量纲的非线性薛定谔方程的孤子解，发现排斥抛物势中超冷原子之间随时间呈指数增加（减小）的相互作用对孤子有一个阻力（推力）作用。然后，利用直接数值模拟的方法研究了排斥抛物势中相互作用时空调控的超冷玻色气体孤子动力学行为，发现：当原子间相互作用不变时，存在一个临界速率；当原子间相互作用随空间坐标变化时，不但孤子的临界局域速率会变小，而且即使初始速率为0，孤子也可穿过势垒，并产生一个周期性振荡行为，振荡周期可通过改变囚禁频率和原子间相互作用来调控。相关结果可为超冷玻色气体在量子信息方面的应用提供一定的参考。     

对安第斯山脉形成的探索

地球上所有的地壳活动都是由地壳上“潜没地带”所引起的，所谓“潜没地带”是指一个板块受力可下降到地幔内另一个板块之下的地区．最近，澳大利亚国立大学的地球物理学家W．Schellart教授领导的一个研究组开展了对真正意义上的三维潜没地带随时间运动的计算机模拟研究．他们收集从动力学、地震和化学中得到的大量现代数据采用流体力学和固体力学的方程将它外推到4千万年以前，再建立一定的模型对地壳板块间的运动进行计算．他们发现板块间的侧向距离可影响潜没地带的运动和形状，主要表现在两个方面，一是两板块相遇时地沟的曲率，另一个是潜没地带在碰到侵蚀时的变化趋势．当两板块的侧距处于300-1200公里的范围时，地沟边界处的曲率呈凹形，且侵蚀风化得很快．若两板块间的侧距大于4000公里时，地沟边界处的曲率是凸形，且侵蚀风化很慢．计算还表明，潜没地带的中心处在五百万年到一千万年间是在不断地升高的．在地球上具有这种特征的地区是南美玻利维亚附近的Nazca板块的运动．W．Schellart教授研究组的模拟计算发现，南美地区受到很强的压力，促使南美板块向西发生运动．这可能就是在2亿年前开始的安第斯山脉形成的原因．     

压缩真空场与运动巨型三能级原子作用系统的光场压缩效应

采用求解Sehroedinger方程和数值计算方法，研究了单模压缩真空场与运动巨型三能级原子相互作用过程中系统的动力学行为，讨论了系统参数对系统光场压缩效应的影响．数值计算结果表明：原子运动速度的大小决定了光场的压缩性质，当原子运动速度取较大值时，单模压缩真空场的初始压缩因子变化对光场的压缩性质产生明显影响．如选取适当的系统参数，就会产生完全压缩的光场．     

甘肃河西地区荒漠化土地光谱特征研究

甘肃河西走廊土地荒漠化严重影响了当地居民的生产生活环境,高光谱遥感技术是荒漠化土地退化程度、土地类型识别、遥感反演等的重要研究手段,以河西地区荒漠化土地为研究对象,分析其光谱特征与植被退化程度、植物类型、季节变化等的关系,探讨河西地区荒漠化土地的光谱特征。主要结果有：(1）当植被覆盖度小于20%,同一类型不同退化阶段的植被光谱对沙地光谱的影响很小,沙地光谱反射率与裸地接近,尤其当植被盖度小于10%时,沙地与裸地的光谱曲线几乎重合,仅从植被景观很难反映出土地的沙化程度。(2）不同的植被类型对沙地光谱的反射率有一定的影响,以白刺为建群种的沙地光谱反射率较高,其次为梭梭沙地,多枝柽柳沙地相对较低,植被不同演替阶段下指示性植物的沙地光谱可以反映土地的沙化过程。(3）在植物生长季,沙地光谱反射率受土壤、植物含水量及植物物候期的影响,8月-10月高于其他月份,7月最低,沙地光谱波形曲线的季节变化规律可以反映出沙地土壤含水量的变化。研究结果对荒漠化土地遥感监测中土地沙化程度判定、季节信息提取、植被覆盖度估算等提供研究基础。     

安培力的连续演示法

载流导线在磁场中受安培力的作用是大学物理教学中的一个重要的内容．如果在课堂上加以演示，则会起到加深理解，增强记忆，激发学生学习兴趣的效果．已有的此类演示仪器按结构型式大体可分为三种．一种是导轨型，即将导线水平放置在导轨上并置于磁场中．当通电后，载流导线受安培力的作用沿导轨水平移动一小段距离而停止；一种是悬挂型，即将导线悬挂起来并置于磁场中．当通电后，载流导线受安培力作用离开平衡位置一小段距离而停止；第三种是旋转型即巴罗轮．通电后，巴罗轮可连续转动，它可以让学生连续观察，但要想让其有明显的连续转动…     

电介质或导体表面吸附原子的共振光现象

本文借助于线性响应理论方法求得固体表面附近原子的光学布洛赫(Bloch)方程。借助于光学布洛赫方程和量子回归定理,求得了吸附原子的共振荧光谱。通过对该谱的数值分析可得出下述结论:固体表面的存在将对光谱中峰的高度以及两个边带的位置产生明显的影响。当被吸附的原子非常接近固体表面时,两个边带会向两侧移动,其中一个几乎消失,同时各个峰的高度也会大幅度降低。     

一类非线性方程的compacton解及其移动compacton解

研究一类非线性方程,即广义Camassa-Holm方程C(n):ut+kux+β1u\{xxt\}+β2u\{n+1\}x+β3uxun\{xx\}+β4uun\{xxx\}=0.通过四种拟设得到丰富的精确解，特别是当k≠0时得到了com pacton解,当k=0时得到了移动compacton解.最后利用线 性化的方法得到了其他形式的广义Camassa-Holm方程的compacton解. 关键词： 广义Camassa-Holm方程 compacton解 移动compacton解     

氯原子光诱导能级移动和增宽

应用半经典的微扰论方法计算出了氯原子光诱导能级移动和增宽，其大小与光强成正比。光频率为41018cm^-1时，氯原子初态3p^52P3/2^0和3p^52P1/2^0在非共振情况下，光移动分别为67．6和26．9MHz/Wμm^-2。当激光频率V接近3P^52P3／2^0→4s^2P3/2的跃迁频率时，氯原子基态3p^52P3/2^0的|MJ,MI>=|-1/2,3/2>→|1/2,3/2>超精细ESR谱线发生近共振频率光移动，大小量级为0．1MHz/Wμm^-2，能级增宽一般远小于光移动。     

Ti-44at%Al合金小尺寸铸件柱状晶/等轴晶演化过程模拟

利用溶质扩散控制模型对TiAl合金柱状晶/等轴晶转变过程进行了数值模拟，结果表明，等轴晶在柱状晶前沿形核及生长过程中，当两个扩散场相遇时，观察到成分冲击波，它可能是导致柱状晶停止生长的一个主要原因.利用该模型，对小铸件柱状晶/等轴晶转变过程进行了预测，在模拟过程中发现柱状晶界面前沿液相温度梯度，成分过冷度可联合对柱状晶/等轴晶转变产生影响，模拟与实验观察符合较好. 关键词： TiAl合金 成分冲击波 柱状晶/等轴晶转变     

反应渗流式表面生长的动力学和标度行为

研究了关于A，C两种粒子反应渗流式直线类表面生长的动力学和标度行为．当C粒子的概率q=0时，系统表现出一般的单粒子直线生长．当q≠0时，表面表现出粗化的形貌特性，并发现在高维时存在着粗化转变．当q接近渗流阈值时，系统具有很好的标度特性． 关键词：     

单晶SiNd：YAG激光连续退火的数值计算

应用固相外延模型来模拟单晶Si的连续Nd：YAG激光退火过程,在低功率密度连续激光退火下,用准静态模型模拟辐照区向非辐照区的径向传导散热。在数值计算中，应用部分线性法处理非线性非齐次热传导方程,得到相应的隐格式差分方程，再用追赶法求解隐格式差分方程,得出绝热边界条件下的温度的时间和空间分布，从而得出激光退火的再结晶厚度。当激光波长λ=1．06μm、功率密度io=700W／cm^2。预热温度T0=523K时，经过0．7秒，表面温度度升到1290K左右，再结晶厚度约为0．5μm。     

具有界面修正项的二阶精度无条件稳定的并行格式

构造与分析抛物型方程无条件稳定的并行格式已有比较长的历史。沿时空方向采用显隐交替技术所构造的并行格式，或者在每一时间层的各个子区域内尽管无需采用显式格式计算，但要求子区域内界面在奇偶时间层进行交替移动，使其不重合。这些格式本质上均是时间三层格式，这不仅导致在实际应用中并行求解多维问题时存在一定的实施难度，引起新的计算复杂性，而且推广到一般非线性抛物型方程时，会出现在时间方向上格式的截断误差不能直接抵消的困难，其稳定性和收敛阶也缺乏理论保证。另一方面，实际应用中对并行格式的设计提出的要求是，必须立足于对现有隐式程序的并行化，避免重新编制子区域上的计算程序。     

陆架斜坡海域上坡波导环境中声能量急剧下降现象及其定量分析

深度较浅的声源其辐射声波在陆架斜坡海域上坡传播时,在斜坡顶端会出现声能量急剧下降现象.利用射线声学模型分析了造成这一现象的原因,并根据抛物方程声场模型计算的深海和浅海平均传播损失定义了"声能量急剧下降距离",定量分析了声源位置对该现象的影响.结果表明:声源深度对"声能量急剧下降距离"影响较大,而声源与斜坡底端水平距离对其影响较小;当声源深度变大时,部分掠射角较小的声线最终能够达到斜坡顶端,致使"声能量急剧下降距离"增大,继续增加声源深度,将导致上坡声能量急剧下降现象消失.利用抛物方程声场模型对陆架斜坡海域上坡声传播进行数值仿真,结合"声能量急剧下降距离"的定义,计算并比较了声源位置不同时该距离的变化,数值计算结果验证了理论分析.     

超薄膜多中心生长过程的计算机模拟

利用计算机模拟了不同的允许扩散步数下超薄膜的多中心分形生长和团状生长现象,研究了成核及长大的动力学过程．分形生长时分形维数随团簇大小的增大而增加．分形生长和团状生长时成核率随扩散步数的增大而减小,随时间的增大而急速下降．团簇长大过程可用团簇大小S和生长时间t-t₀的幂函数(t-t₀)^κ描述．由于团簇间的分流作用,生长指数κ比经典理论值1略小,并且存在着非线性现象,即长得较大的团簇的生长指数Κ也较大. 关键词：     

利用交变极性聚焦磁场抑制束质心的Corbcrew运动

提出可以利用交变极性磁场聚焦抑制Corkscrew运动，一方面可以抑制束脉冲顶部Corkscrew振荡的幅度，并提高电子束打靶位置的稳定性；另一方面通过聚焦布局的精心设计，可剔除束脉冲前后沿能散度较大的束流。数值计算结果表明，在采用交变周期为0．81m、峰值磁场设为0．2T，对能量为11．2MeV的电子束，当聚焦布局长为2．5m时，束质心位移从5mlTl(始端)被抑制至趋近于0(终端)。实验时，采用了数值计算相近的聚焦布局。     

Fe/ZnO(0001-)界面的同步辐射光电子能谱研究

利用同步辐射光电子能谱研究了Fe／ZnO生长模式、界面化学反应和电子结构．结果表明，Fe在ZnO（0001^-）表面以类SK模式生长（单层加岛状生长）．当沉积约2A的Fe后，生长模式开始从二维层状生长转变成混合模式生长．界面价带谱和Fe3p芯能级谱的分析表明，在低覆盖度下，约有一个原子层（约1．5A）的Fe被ZnO（0001）面的外层0原子氧化，随着沉积厚度的增加，金属态Fe的信号逐渐增强．当吸附了5．1A的Fe时，出现了较强的金属Fe的Fermi边，说明出现了Fe的金属态．此外，在Fe原子吸附过程中，样品功函数在Fe厚度为0．2A时达到最小值4．5．eV，偶极层形成后逐渐稳定在4．9eV．     

化学反应中的分形混合

当我们将奶油源源不断在注入到一杯咖啡中时，就会在杯中看到有美丽的漩涡出现，这个现象引起了两位科学家的兴趣．他们是匈牙利布达佩斯大学的Kavolyi G和Tel T博士，他们认为，过去考虑化学反应方程时，只考虑各成分混合的效应．但实际情况并没有如此简单，应该在化学反应方程中充分考虑成分在混合时的反常特性对反应率的影响，因此他们提出了新的想法．他们认为在化学反应发生以前，成分问的混合已经开始，这时两种流体的反应交界面是一个犬牙交错的分形界面，它将对反应率产生影响．在自然界中，大多数实际发生的流体化学反应过程，是一个混沌无序的过程，一般的方程解并不是很适用这类过程，因为化学反应发生在有许多细丝结构的分形界面内．     

光折变振荡器中的模式巡游现象

在弱场条件下，给出了单向环形光折变振荡器的多模振荡方程．当模式处于非简并状态时，该方程可进一步化为Ｌｏｔｋａ-Ｖｏｌｔｅｒａ方程，从而反映出模式间的竞争现象；而当这些模式处于简并或准简并状态时，通过数值模拟发现由于模式间的相互作用加强，一定条件下引起了时空不稳定行为，例如横模间的周期巡游现象 关键词：     

色关联噪声对林木Logistic生长模型的影响

在林木生长Logistic模型中, 引入加性和乘性关联色噪声, 运用统一色噪声近似、刘维方程以及诺维科夫原理, 推导了近似福克-普朗克方程, 分析了相关参数对稳态概率分布函数的影响. 结果表明: 改变乘性色噪声强度D和加性色噪声强度Q均能导致稳态概率分布曲线峰值高度的改变以及峰位置的移动, 对概率密度分布呈现出漂移作用. 但是在D和Q增大的过程中, 稳态概率分布曲线峰位置的移动方向是不同的: D增大时, 峰的位置向左移动; Q增大时, 峰的位置向右移动. 另外, 当λ >0时, 随着|λ|的增大, 稳态概率分布函数峰的位置向右移动, 且峰值的高度变大; 而λ<0时, 随着|λ|的增大, 稳态概率分布函数峰值的高度也变大, 而峰的位置却向左移动. 关键词： 林木生长 Logistic模型 色噪声 稳态概率分布