缺陷态对4340钢-环氧树脂二维声子晶体带隙的影响

采用平面波展开法及平面波超元胞法研究缺陷态对4340钢-环氧树脂二维声子晶体带隙的影响. 以环氧树脂作为基底,把正方形结构排列的4340钢均匀的插入基底中,计算完整晶体、45°线缺陷态晶体、90°线缺陷态晶体、135°线缺陷态晶体、180°线缺陷态晶体的带隙. 结果表明,缺陷态的带隙宽度与完整晶体的带隙宽度相比最大可增大约31倍;对于不同的缺陷结构在F=0.1-0.9的范围内均有带隙出现且随着缺陷态角度的增大. 同时讨论带隙数目N,最低带隙相对宽度Δω/ω_g与填充率F之间的关系. 关键词： 缺陷态 带隙宽度 带隙数目     

非晶材料与物理近期研究进展

由于结合了金属和玻璃的特性,非晶合金表现出许多新奇和优异的力学和物理性质,在很多领域具有广泛的应用前景.非晶合金具有连续可调的成分、简单无序的原子结构、丰富多变的材料性质,为研究非晶态物理中的许多共性科学问题提供了理想的模型材料.块体非晶合金的发展更是将玻璃和液体及其相关科学问题的研究推进到凝聚态物理和材料科学的研究前沿.中国科学院物理研究所极端条件物理重点实验室亚稳材料合成、结构及性能研究组(EX4组)近二十年来一直致力于非晶材料和物理的研究,在新型非晶合金的制备、物性以及相关机理的研究上取得了许多重要成果.本文介绍团队最近在非晶材料和物理机理方面取得的研究成果,包括非晶合金的动力学行为和调控、非晶合金的表面动力学、功能应用以及材料探索新方法等.     

Al-Mg2Si共晶合金在“神舟2号”飞船上定向复合生长

在我国“神舟2号”飞船上进行的Al-Mg₂Si共晶合金的定向生长样品的初步分析结果. 分析表明微重力对Al-Mg₂Si共晶合金的定向生长有影响. 空间凝固样品中的共晶团比地面的粗大, 定向生长效果比地面样品的差, 但片层厚度没有显示出明显差异, 而空间样品中平均片层间距比地面样品中的小. 并就空间环境对Al-Mg₂Si共晶合金的定向生长的影响进行了讨论.     

螺旋桨鸣音的混沌动力特性研究

利用混沌动力学方法研究螺旋桨鸣音信号时间序列,估计时间序列的相空间重构最佳参数,并提出其具有混沌动力特性,分析了系统拓扑维数的边界和生成系统所必须独立变量的个数,还计算分析了重构相空间中吸引子轨迹随时间演化的发散情况。分析计算结果表明:螺旋桨鸣音信号时间序列可以选取最佳延迟时间t_D=1、最小嵌入维数d_E=8进行相空间重构,其混沌吸引子的关联维数为5.1579、最大Lyapunov指数为0.0771,此研究结果可以为螺旋桨鸣音现象的进一步研究提供理论基础。      

自由阻尼复合板的模态密度研究

模态密度是统计能量分析（SEA）的一个重要参数,尽管有关阻尼复合板振动特性的文献很多,便至今为止,研究其模态密度及变化规律的论文尚未见到,为此本文利用弹性最小势能原理和变分法,并考虑振动阻尼的影响,导出了自由阻尼复合板的弯曲振动模态密度计算公式,系统地分析了模态密度随阻尼层厚度、温度和频率而变化的规律。     

加肋板稳态简谐响应的粘弹性阻尼控制研究

应用模态叠加法研究了用粘弹性阻尼控制加筋板的稳态简谐响应。考察了在板上加自由阻尼层和加粘弹性梁的情况，分析了阻尼材料损耗因子、阻尼层厚度以及粘弹性梁剖面尺寸对结构响应的影响。对３种阻尼处理情况进行了比较。结构的幅频特性表明，粘弹性材料能够有效地控制结构的共振响应。     

用有限元/边界元方法进行结构声辐射的模态分析

采用有限元方法和边界元方法建立了轻流体介质中复杂结构振动声辐射的模态分析模型,可计算结构的模态辐射效率、场点声压、结构辐射声功率和辐射效率等声场特性参数．文中以板和加筋板结构的振动声辐射为例进行了模态分析,并与用远场 Ｒａｙｌｅｉｇｈ积分计算所得结果进行了比较．研究了激励力作用位置对板结构声辐射的影响和加筋板与板的模态辐射效率特点,并指出板加筋后会改变板的模态辐射效率规律．     

色散周期结构的辅助场时域有限差分法分析

利用辅助场时域有限差分(FDTD)方法分析色散周期结构的斜入射问题. 主要基于Floquet定理, 在FDTD迭代式中引入辅助场量, 结合变换的周期及吸收边界条件,解决了周期结构斜入射问题的电磁特性仿真. 进一步将辅助场FDTD方法引入至色散周期结构的模拟, 结合Z变换方法,给出了基于Drude色散模型的具体迭代公式. 数值计算结果表明所构建方法的有效性及普适应.     

金属氧化物修饰对介孔纳米TiO2电极的染料敏化太阳能电池电化学性能的影响

将介孔TiO₂纳米粒子(m-TiO₂)多孔膜电极浸入相应的金属硝酸盐的500 oC热处理修饰金属氧化物(如Mg、ZnO、Al₂O₃或NiO).结果表明,金属氧化物修饰均可形成能垒对m-TiO₂膜电极的界面电荷传输过程产生影响,但外加偏压下其膜内电子传输和界面电荷复合均明显依赖于修饰氧化物的种类及其存在形态. 金属氧化物修饰的膜电极在电子传输和界面复合方面的变化与DSSCs的电流-电压特性曲线的变化规律具有明显的相关性,可不同程度地提高电池的光电压,而MgO、ZnO和NiO修饰的电池效率分别提高了23%、13%和6%. 上述结果表明调控电池的本征参数可以改善TiO₂-基DSSCs的性能.     

结构声辐射的振动模态分析和声辐射模态分析研究

基于辐射声功率的二次型表达式,采用有限元法、Rayleigh积分和边界元法对结构声辐射进行了振动模态分析和声辐射模态分析研究。振动模态间的耦合对辐射声功率影响的研究表明: 结构各阶振动模态自身对结构辐射声功率的贡献是增大结构的辐射声功率,而振动模态间的耦合可能会增大结构辐射声功率,也可能会减小结构辐射声功率,或对辐射声功率没有影响。而且,当振动模态间的耦合作用对辐射声功率的影响不大时,采用振动模态控制可取得较好的减振降噪双重控制效果。将混合的Helmholtz积分方程方法用广义逆引入到三维复杂结构声辐射分析的声辐射模态公式中,解决了特征频率下解不唯一问题。还研究了正方形封闭空间结构声辐射模态的辐射效率和形状,并对结构声辐射的振动模态控制和声辐射模态控制进行了讨论。