基于自相似模型的二维X射线激光等离子体流体力学

从自相似方法出发,建立了简化的二维X射线激光等离子体流体动力学模型. 利用该模型研究了平板靶X射线激光的二维流体力学行为. 研究表明,当激光作用结束后,经过一段时间的演化电子密度和温度沿线聚焦方向逐渐达到平衡,该结果对X射线激光的优化设计具有重要意义. 关键词： X射线激光 二维流体力学计算 自相似方法     

复合场下优化产生粒子对能量分布宽度的特性研究

采用计算量子场论的方法,对振荡场加稳恒场的组合外场下真空中正反粒子对的产生特性进行了研究.通过一系列的对比得到当振荡场的宽度减小时,一方面可增加正反粒子对的产生量,另一方面也可减小正反粒子对的能量分布宽度从而得到能量单一性更好的粒子对.同时,通过分析产生量、能量分布宽度与振荡场宽度的关系可得出,仅在一定范围内减小振荡场的宽度可使能量分布更加集中,则能量分布宽度趋于某个极限值.因此,要得到产生量多且能量分布集中的正反粒子对应选择合适的参数,这可为今后的实验设计提供数据参考.     

20 μm单微液滴的产生和特性研究

利用阴影成像法对毛细管喷嘴生成单微液滴的特性进行了观测，研究了单微液滴生成的具体过程，以及气体背压，调制频率和调制电压对单微液滴产生的影响，优化了生成大小和空间分布均匀单微液滴的条件.结果表明：调制频率在0.8—1.8MHz之内，调制电压10V，背推压3.5MPa是获得20μm单微液滴的最佳条件.     

FFT-LB Modeling of Thermal Liquid-Vapor System

We present an improved lattice Boltzmann(LB) model for thermal liquid-vapor system.In the new model,the Windowed Fast Fourier Transform(WFFT) and its inverse are used to calculate both the convection term and the external force term of the LB equation.By adopting the WFFT scheme,Gibbs oscillations can be damped effectively in unsmooth regions while high resolution feature of the spectral method can be retained in smooth regions.As a result,spatial discretization errors are dramatically decreased,conservation of the total energy is much better preserved,and the spurious velocities near the liquid-vapor interface are significantly reduced.The high resolution,together with the low complexity of the WFFT approach,endows the proposed method with considerable potential for studying a wide class of problems in the field of multiphase flows.     

对飞秒激光等离子体中成丝现象的研究

采用光学阴影法和散射光成像,对飞秒激光等离子体中的局域密度涨落进行了研究.在实验中观察到了成丝不稳定性现象.从理论上对有质动力引起的局域密度涨落进行了分析.分析表明,这种成丝不稳定性主要是由有质动力造成的.     

Path integral approach to electron scattering in classical electromagnetic potential

As is known to all, the electron scattering in classical electromagnetic potential is one of the most widespread applications of quantum theory. Nevertheless, many discussions about electron scattering are based upon single-particle Schrodinger equation or Dirac equation in quantum mechanics rather than the method of quantum field theory. In this paper, by using the path integral approach of quantum field theory, we perturbatively evaluate the scattering amplitude up to the second order for the electron scattering by the classical electromagnetic potential. The results we derive are convenient to apply to all sorts of potential forms. Furthermore, by means of the obtained results, we give explicit calculations for the one-dimensional electric potential.     

共轴抛物镜线聚焦性能的2维分析

 掠入射泵浦方式作为一种全新的X射线激光泵浦方式,采用了共轴抛物镜作为线聚焦器件。利用2维光路追踪程序,计算了高斯光束从5°掠入射角增加到7°时入射到共轴抛物镜上的线聚焦效果。研究发现,掠入射角从5°增加到7°过程中,线聚焦的尺寸随着掠入射角变大,线聚焦长度从6 mm逐渐变长到12 mm,线聚焦宽度从150 μm变到40 μm;掠入射角6.5°～7°可以实现符合实验要求的线聚焦效果,线聚焦尺寸约10 mm×20 μm(最小线聚焦宽度),7°掠入射可以实现较好的线聚焦,基本满足实验的要求。     

Effect of initial phase on the Rayleigh—Taylor instability of a finite-thickness fluid shell

Rayleigh—Taylor instability (RTI) of finite-thickness shell plays an important role in deep understanding the characteristics of shell deformation and material mixing. The RTI of a finite-thickness fluid layer is studied analytically considering an arbitrary perturbation phase difference on the two interfaces of the shell. The third-order weakly nonlinear (WN) solutions for RTI are derived. It is found the main feature (bubble-spike structure) of the interface is not affected by phase difference. However, the positions of bubble and spike are sensitive to the initial phase difference, especially for a thin shell (kd<1), which will be detrimental to the integrity of the shell. Furthermore, the larger phase difference results in much more serious RTI growth, significant shell deformation can be obtained in the WN stage for perturbations with large phase difference. Therefore, it should be considered in applications where the interface coupling and perturbation phase effects are important, such as inertial confinement fusion.     

不同含水量的岩石近红外光谱的特征选择

岩石含水量是影响岩石物理、化学和力学特性的一个重要指标。在岩土工程、隧道工程等领域，岩石含水量的大小是诱发灾变和病害的关键原因。与传统方法相比，利用近红外光谱（NIRS）特征检测岩石含水量，具有无损、定量的明显优势，其难点和关键是近红外光谱的特征选择。针对该问题，进行了室内实验，研究不同含水量下的岩石近红外光谱的特征选择。特征选择方法中的Filter法，利用样本数据内在的特点，评价特征的重要程度，增强了特征与类的相关性，同时削减了特征之间的相关性，具有复杂度低、直观、效率高、普适性强的优点，符合该研究的数据特点。因此，选用Filter型的依赖性度量法进行特征选择。室内实验中，首先制备11种不同含水量的砂岩试样，并分别采集了前后左右4个测试点处的共计44条近红外光谱曲线；然后，利用一阶导数法对光谱进行预处理，基于此，选择1 400和1 930 nm谱段进行光谱特征分析，并分别提取2个谱段处的峰面积、峰高、半高宽、左肩宽度、右肩宽度、左右肩宽比共计6个初始特征变量；考虑到6个初始特征变量的量纲不同，且变量之间的变化幅度不同，对原始数据进行正规化变换，消除量纲和变化幅度不同带来的影响；接着，根据自变量的筛选原则，去掉自变量之间具有强线性相关的冗余变量；然后，利用依赖性度量法中的统计相关系数作为相关程度的度量标准，分析了初始特征变量之间以及初始特征变量与含水量之间的相关程度，并得到了2个强相关谱段处的最优特征变量；最后，在强相关谱段处分别构建了多元回归模型，并对模型进行了检验分析。研究结果表明：（1）波长1 400和1 930 nm附近的近红外光谱吸收峰特征与岩石含水量有明显相关性；（2）波长1 400 nm处的峰高、右肩宽度、左肩宽度与含水量线性相关性明显；波长1 930 nm处的峰高、右肩宽度与含水量线性相关性明显；（3）多元线性回归模型能够较精确表达含水量与近红外光谱之间的相关性，利用该模型可实现基于近红外光谱特征的含水岩石含水量预测，为利用近红外光谱实现动态监测与评估岩石含水量提供基础建模数据。     

强场下真空中粒子对产生的研究进展

随着激光技术的飞快发展,激光强度不断提高,超强外场下真空中正负电子对产生的过程,即能量向质量转化过程,已经成为一个研究热点。主要综述了近几年量子Vlasov方程方法和计算量子场论(数值求解Dirac方程)方法在研究强场下真空中正负电子对产生方面的进展,分别介绍了空间均匀场和空间不均匀场下的粒子对产生的情况。第一种情况主要介绍双脉冲结构振荡电场中电子-正电子对的产生、强双频振荡电场中非微扰电子-正电子对的产生、频率调制的激光场中电子-正电子对的产生和Dirac真空对啁啾外场的快速分辨。第二种情况主要介绍优化空间局域电场提高粒子对的产生率、多个势阱-垒结构的振荡场对粒子对产生的增强、振荡 Sauter 电势中正负电子对产生的问题、操纵Dirac真空以控制其在场诱导下的衰变、作为信息传输介质的Dirac真空还有正负电子对产生中的相干和非相干啁啾机制的转变。