多密度组合体重心研究

利用静力学原理,采用积分算法,求出了多密度物体重心坐标计算公式.并以装水圆柱桶为例,计算出了其重心坐标,给出水流出过程中重心函数变化曲线,求出了重心变化的极值点.     

Multiferroic phase transitions in manganites RMnO3: A two-orbital double exchange simulation

The semi-quantum two-orbital exchange model is used to investigate the effect of small rare-earth ion substitution on orthorhombic RMnO 3 with A-type antiferromagnetic order,using the Monte Carlo algorithm,exact diagonalization,and zero-temperature optimization approaches.It is revealed that the substitution results in a rich multiferroic phase diagram where the coexisting A-type antiferromagnetic phase and spiral spin phase,pure spiral spin phase,coexisting spiral spin phase,the E-type antiferromagnetic phase,and the pure E-type antiferromagnetic phase emerge in sequence.The multiferroic phase transitions modulate substantially the electric polarization,which is consistent qualitatively with recent experiments.     

哈特曼边界层的初级稳定性分析

导电流体在法向外置磁场的作用下,在贴近壁面处会形成哈特曼边界层.哈特曼边界层的稳定性研究对电磁冶金过程和热核聚变反应冷却系统等相关设备的设计和运行都有着十分重要的意义.本文采用非正则模态稳定性分析方法,对两无限大绝缘平行平板内导电流体流动的稳定性进行了研究.通过在时间上迭代求解扰动变量的控制方程组和伴随控制方程组,获得了在磁场作用下初级扰动的增长情况及其空间分布形式,分析了磁场强度对最优扰动增长倍数G_max、最优展向波数β_opt和最优时刻t_opt的影响,并考察了上下两个哈特曼边界层之间的相互作用.结果表明,最优初始扰动的空间分布形式为沿着流场方向的漩涡,关于法向方向对称或者反对称.当哈特曼数Ha较大时(Ha>10),对称漩涡和反对称漩涡形式的初始扰动增长倍数基本相等;上下两个哈特曼边界层可以认为是彼此独立的,不会相互影响,此时最优扰动增长倍数G_max与局部雷诺数R的平方成正比,相应的最优展向波数β_opt和最优时刻t_opt均正比于哈特曼数Ha.当哈特曼数Ha较小时(Ha<10),反对称漩涡形式的初始扰动更为不稳定,其增长倍数大于对称漩涡的增长倍数,且上下两个边界层之间存在着一定的相互作用,并对整个流场的稳定性产生一定的影响.      

平行磁场作用下的低雷诺数平板流研究

用直接数值模拟方法,对平行磁场作用下的不可压缩导电流体在两无限大平行平板内的流动特性进行了研究.磁场的取向可以是侧向的(与主流方向垂直),也可以是流向的(与主流方向平行),主要讨论了后一种情况.流向磁场的主要作用是增强流向上的脉动速度,而抑制侧向和法向的脉动速度及动量传输.当施加的流向磁场强度足够大时,流场从湍流转变为层流,而通过施加背景噪声或脉冲噪声的方法不能使流场重新转变为湍流.     

不同磁场条件对双流铸造7075铝合金组织的影响

成功研制了双流低频电磁半连续铸造铝合金的设备,使用该设备实现7075铝合金连续稳定的铸造,为工业实现多流低频电磁半连续铸造提供实验基础.利用此铸造设备,对比研究双流铸造中不同磁场条件对7075铝合金组织的影响.研究发现:相邻线圈电流方向相反时铸锭宏观组织略微好于线圈电流方向相同时;随着电流强度的增大,晶粒逐渐得到细化,当电流强度大于160 A后,磁场作用基本达到最佳效果;励磁电流频率小于等于10 Hz或者大于等于30 Hz均无法改善合金组织,当励磁电流频率为20 Hz的时候,铸锭晶粒相对细小,分布均匀,且宏观偏析得到了显著抑制.     

电感耦合等离子体光谱法测定高纯金中杂质元素的方法优化

以乙酸乙酯为萃取剂萃取分离高纯金中的杂质,采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定其含量,并对萃取过程、测定方法及仪器条件进行了研究.测得被测杂质元素的检出限为0.000 02%~0.000 10%,回收率为93.1%~107.7%,相对标准偏差小于4%,结果令人满意.     

多铁性材料:过去、现在、未来

2010年美国物理学会的James C.MeGroddy奖授予了三位美国科学家:加州大学圣芭芭拉分校Nicola A.Spaldin教授、罗格斯大学Sang-Wook Cheong教授和加州大学伯克利分校Ramamoorthy Ramesh教授,以表彰他们"在推进对多铁性氧化物的认识以及应用方面所作的奠基性贡献".2010年10月份的Physics Today(2010年第10期,第38-43页)刊登了这三位教授为此撰写的精彩文章,对多铁性材料研究的过去、现在和未来进行了评述与展望.全文主要内容如下:     

Multiferroic phase transitions in manganites RMnO₃:A two-orbital double exchange simulation

The semi-quantum two-orbital exchange model is used to investigate the effect of small rare-earth ion substitution on orthorhombic RMnO 3 with A-type antiferromagnetic order,using the Monte Carlo algorithm,exact diagonalization,and zero-temperature optimization approaches.It is revealed that the substitution results in a rich multiferroic phase diagram where the coexisting A-type antiferromagnetic phase and spiral spin phase,pure spiral spin phase,coexisting spiral spin phase,the E-type antiferromagnetic phase,and the pure E-type antiferromagnetic phase emerge in sequence.The multiferroic phase transitions modulate substantially the electric polarization,which is consistent qualitatively with recent experiments.     

二维极性材料的理论设计

最近几年,实验上已经获得了稳定的本征二维铁磁、铁电材料。二维铁性材料由于其新奇的物理性质和在纳米器件中潜在的应用价值而广受关注。随着第一性原理计算方法的发展,从理论角度预测和设计新材料加速了对二维铁性材料的研究。文章重点介绍了课题组在二维极性材料的理论设计方面的若干工作,其中包括:1)在单层过渡金属卤化物中引入点缺陷破坏体系空间反演对称性,可以有效提高磁转变温度,实现磁电共存;2)设计了一种强磁电耦合且转变温度可达室温的二维第二类多铁材料;3)预测了由铁电模式和反铁电模式竞争导致的二维非共线本征亚铁电,研究了其新奇的Z2×Z2铁电畴壁和负压电性质。这些工作对之后的二维极性材料的理论设计和实验探索具有一定的参考价值。     

多铁性:物理、材料及器件专题

正编者按作为凝聚态物理与材料物理的前沿分支之一,多铁性研究脱胎于磁电耦合的研究.固体中磁电耦合的概念最初由居里先生提出,至今已有一百多年.在漫长的历史长河中,磁电耦合领域的研究曾经在冷战时期短暂热闹过一阵,但随后是漫长的冷寂期.日内瓦大学的老先生Hans Schmid在磁电耦合领域坐了半辈子冷板凳,在1994年提出了多铁体(multiferroics)这个概念.九年之后,该领域研究才真正引起广泛关注.2003年以Bi Fe O3薄膜的大铁电极化和