科学学习中的问题及其成长机制——一种认识论的思考

在进行科学学习前学生的头脑中已经具备了应对未来状况的主观期望,这些主观期望构成了问题的起源.困难是问题的前意识形式,理解和确认一个问题就意味着经历这个困难.问题本质上是渗透着理论的,随着理论的发展,它所解决的问题也得到进一步的成长.由“为什么”的问题向“怎样”的问题的转化更具科学的特征,它使学生致力于解决自己的问题,而不是教师提出的带有终结对话意味的解释性问题.     

冷速对液态金属Mg凝固过程中微观结构演变的影响

采用分子动力学方法对不同冷速下液态金属镁(Mg)快速凝固过程中的微观结构演变进行了模拟研究.并采用能量-温度(E-T)曲线、双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团簇类型指数法(CTIM-3)以及三维可视化等方法系统地考察了凝固过程中微观结构演变与相转变过程.结果发现:在以冷速为1×10~(11)K/s的凝固过程中,亚稳态bcc相优先形成,随后大量解体,其变化规律符合Ostwald规则,系统最终形成以hcp结构为主体与fcc结构共存,中间还夹杂部分bcc结构的致密晶体结构.在1×10~(12)K/s冷速下,结晶过程呈现迟缓现象,形成bcc结构的初始温度降低,系统形成以hcp居多、与bcc和fcc三相共存的结构,且因相互竞争、相互制约而导致不易形成粗大的晶粒结构.而在1×10~(13)K/s冷速下,系统则形成以1551,1541,1431键型为主的多种非晶态基本原子团组成的非晶态结构.此外,在冷速1×10~(12)与1×10~(13)K/s之间的确存在一个形成非晶态结构的临界冷速.     

Prisoner's Dilemma on Co-Evolving Networks without Strategy Update

We investigate the game theory in a structured population with the assumption that the evolution of network structure is far faster than that of strategy update. We find that the degree distribution for the finM network consists of two distinct parts： the low degree part which is contributed to by defectors and a broadband in the regime with high degree which is formed by cooperators. The structure of the final network and the final strategy pattern have also been numerically proved to be independent of the game parameters.     

Energetic Evolution of Single-Crystalline ZnO Nanowires and Nanotubes

We report the formation energies of wurtzite zinc oxide （w-ZnO） nanowires （NWs） and nanotubes （NTs） with faceted morphologies, and show that hexagonal NWs （h-NWs） are energetically advantageous over the NWs with rhombic （r-）, squared （s-）, and triangular （t-） cross sections. The formation energies of h-NWs are proportional to the inverse of wire radius, whereas those of single-crystalline NTs are proportional to the inverse of wall thickness, irrespectively to tube radius. A simple model is presented to interpret these features.     

草金鱼C型起动流场的PIV测量

鱼类的C型快速起动常常用于逃脱危险的过程中,是鱼类最重要的机动能力之一。本文利用二维粒子图像测速(Particle Image Velocity,PIV)技术对草金鱼C型起动过程中的鱼体周围流场进行了测量和分析。结果表明,在第三阶段为减速静止的情况下,第二阶段的加速过程很短,而第一阶段的加速更为明显,第一阶段与第二阶段的时长比为1:5.25;草金鱼的C型起动过程主要依赖附加质量效应产生推力。C型起动的尾迹流场具有逆卡门涡街的特征,较大的身体弯曲度使得鱼在舒展摆尾的过程中连续产生了方向相同的两个涡,而且涡在脱离鱼体后由于受到鱼后续行为和高速射流区的影响,其强度经历了先增大再降低的过程。     

中文无机物命名法的演变

通过对近代化学中文无机物命名法演变历程的分析与研究,分4个历史时期,系统地介绍了我国无机物命名的4个发展阶段及其特点。即：“甲午”之前贴近通俗化,清末民初走向系统化,南京十年时期步入规范化,现代时期迈向国际化。     

关于Berry几何位相理论的推广

对于可参数化时间t的周期Hamiltonian系统,由non–adiabatic到adiabatic–limit的“严格”演变以获得Berry几何相γ_n(C)的问题.结果表明,存在“四种类型”的演变态,它们都可以满足在参数R空间中的同一条闭合曲线C上作这样的“严格演变”,并且还都可以获得同一个Berry几何相γ_n(C);而Berry发现这一几何相γ_n(C)时所考虑和采用的“演变态”,恰好属于本文“四种类型”的“严格”演变态之一的adiabatic approximation情形.据此,可以把Berry几何位相理论推广到本文所研究的“四种类型”的“严格”演变中.     

重复频率脉冲流注放电演变现象与机制研究进展

重复频率脉冲流注放电是低温等离子体前沿应用的关键使能因子,然而,高重复频率脉冲作用下流注放电呈现复杂的不稳定和记忆效应现象,放电基础演变机理和调控方法尚不完善,极大影响应用的安全性和放电特性调控的有效性。综述了重复频率脉冲流注放电演变现象与机制的研究进展。首先归纳了重复频率脉冲流注放电的强非线性和渐进式演变特征,然后分析不同类型放电记忆效应因子对后续流注起始和传播的作用机制,最后总结了脉冲波形参数对重复频率脉冲流注放电的影响规律。凝练了重复频率脉冲流注放电演变机制研究的若干挑战,对脉冲放电等离子体机理研究具有一定的借鉴作用。     

不同冷速对金属铜Cu凝固过程中微观团簇结构演变影响的模拟研究

采用分子动力学方法和Quantum Sutton-Chen(Q-SC)多体势对由5万个液态金属铜(Cu)原子构成的系统在三个不同冷却速率下的凝固过程中微观团簇结构转变的影响进行了模拟研究.运用双体分布函数、Honeycutt-Andersen(HA)键型指数法、原子团类型指数法(CTIM-2)和可视化分析等方法,对凝固过程中微观团簇结构的演变特性进行了分析研究.结果发现:由非晶体向晶体转变的临界速度约为1.0×1013 K/s,在此冷速下系统形成非晶体和晶体以一定比例并存的混合结构;在冷速为1.0×1014 K/s冷却时系统形成以1551、1541、1532、1431键型为主的非晶体结构,非晶转化温度约为673K;在以4.0×1012 K/s速度冷却时,系统从673K就开始结晶,并形成以1421和1422二种键型或由这二种键型构成的面心立方(FCC)(12 0 0 0 12 0)和六角立方(HCP)(12 0 0 0 6 6)基本原子团为主的晶体结构,尤其是由1421键型构成的面心立方(12 0 0 0 12 0)基本原子团在晶体生长和微观团簇结构形成过程中占主导地位.同时发现,冷速对金属Cu系统中的FCC结构和HCP结构的相对比例有显著的影响,冷速越低,FCC基本原子团以及由其构成的团簇结构越多.     

Temporal Evolution of Excited Level Populations in a High-Velocity Argon Plasma Flow

A simplified collisional-radiative model is applied to a high velocity plasma flow through the arcjet nozzle to investigate the temporal evolution of excited level population densities in the selected spatial positions inside arcjet thruster. Oomputations are carried out for various sets of input parameters such as electron temperature, electron number density, atom temperature, and pressure. The numerical results illustrate that the exter~t of the ionization-recombination non-equilibrium is strongly dependent on the electron temperature and pressure, and is significantly affected by resonance radiation.