耗散粒子动力学和纳维边界条件在微米纳米流体力学模拟中的应用

耗散粒子动力学是一种粗粒化的计算模拟方法,在微米和纳米流体力学中有着广泛的应用.由于界面在微小体积流体中的重要性,边界条件的选取在微米和纳米流体的研究中起到了关键性的作用.我们简单地介绍了耗散粒子动力学的模拟方法,并以此为基础,介绍了能够实现纳维边界条件的可调滑移长度的边界条件模拟方法.通过条纹状图案修饰的超疏水表面的流体力学行为研究,和高分子链在微米纳米流体器件中的运动研究2个例子,耗散粒子动力学结合纳维边界条件的模拟方法的实用性和可靠性得到了证实.     

PVDF微孔滤膜负载金纳米粒子用于牛奶中三聚氰胺的SERS快速检测

本文报道了一种利用聚偏二氟乙烯(Polyviny Lidene Fluoride,PVDF)微孔滤膜为载体的三聚氰胺(Melamine,MAM)的简便快速痕量分析技术。通过柠檬酸钠还原法制得平均粒径为30nm的纳米金溶胶,加入不同浓度的三聚氰胺后金纳米粒子快速聚集,这种纳米金聚集体可以通过简便快捷的过滤技术截留在PVDF微孔滤膜表面,进而用于SERS检测,在水溶液中最低检测浓度为0.05mg/L。我们进一步在牛奶样品中进行检测,在牛奶中检测限可以达到1mg/L,满足大部分国家规定的婴儿配方食品中三聚氰胺的限量值为1mg/kg的参考标准。该分析方法制备过程简单、成本低廉、总分析时间短,易于实现现场快速灵敏检测,应用前景广阔。     

贵金属纳米结构为敏感层的锥形光纤探针及其SERS活性

表面等离激元纳米结构与便携式光纤拉曼系统相结合,在液体样品和生物活体组织的快速、实时监测上有较好的应用前景。其核心技术是将具有表面增强拉曼散射(SERS)活性的贵金属纳米结构耦合到光纤探针表面。本文基于共价键结合原理,将3-巯丙基三甲氧基硅烷通过与锥形光纤探针表面的硅羟基形成共价键修饰在光纤上;同时,硅烷偶联剂末端的巯基与金或银纳米结构形成Au-S或Ag-S共价键,将金纳米粒子和银纳米立方体牢牢吸附到光纤探针表面。这种SERS光纤探针具有很高的稳定性(SERS信号相对标准偏差低于3%),对农残甲基对硫磷的敏感度达到10纳摩尔,对污染物的远程、便携式在线检测具有重要意义。     

290 AMeV 12C诱发乳胶核反应末态粒子多重数关联

对290 AMeV 12C诱发乳胶核反应末态粒子间的多重数关联进行了研究。实验结果表明:黑径迹粒子、灰径迹粒子、重电离粒子多重数之间存在较强的关联,而且黑径迹粒子和重电离粒子多重数有饱和的趋势,这些特征与高能区实验结果一致;簇射粒子与其他粒子间的关联性较弱,这一特征与高能区实验结果不同,主要归因于弹核能量较低、簇射粒子产额较小;黑径迹粒子、灰径迹粒子在前后半球的平均多重数随靶核的增大而增加;实验结果可用基于碰撞几何的旁观体-反应体模型及级联蒸发模型来解释。We have investigated the multiplicity correlation of particles produced in 12C-emulsion interactions at 290 AMeV. It is found that there is a strong correlation between black track particle, grey track particle and heavily ionized track particle, and finally black track particles and heavily ionized track particles tend to saturation, which is the same as the experimental results observed at high energies. The multiplicity correlation between shower particle and other particles is weaker, which is different from the experimental results observed at high energies. This discriminating character can be explained by the lower energy of projectile. The productivity of shower particle is lower at intermediate energies compared to that at high energies. The forward-backward averaged multiplicity of black track particle and grey track particle increases with the increasing target size.     

多控制者下的双向量子隐形传态

提出了一种多控制者的双向量子隐形传态方案。在该理论方案中有三个控制者协助通信,纠缠资源为最大七粒子纠缠态,其中通信者Alice和Bob以及三个控制者预先秘密共享最大七粒子纠缠态以构建量子信道。三个控制者的参与提高了通信的安全性,同时也避免了执行三粒子联合测量的复杂性。在通信过程中,首先Bob对自己密享的粒子执行酉操作,接着通信方各自对自己手中的粒子执行Bell基测量。假如控制者同意双方通信,便对自己手中的粒子执行单粒子测量并将测量结果通过经典信道传输给通信者。通信方分别结合控制者所公布的测量结果做相应的酉操作,这样便能完美地实现双向量子控制隐形传态。     

量子计算机模拟幽灵粒子

正在量子力学领域,看似广袤空寂的宇宙真空中,却充满了无数幽灵般的粒子。这些粒子在有与无的两种状态间变化反复。量子力学认为,在微观层面宇宙呈现的是一个模糊的超现实世界,而虚拟粒子对包括一个粒子和一个反粒子,它们在真空条件下时隐时现,并对周围环境产生影响。量子计算机可以呈现在地球环境下难以形成的高能状态下粒子的行为,这张图是     

基于PSO算法的RoboCup2D机器人研究

对机器人体系结构、动作学习及行为的组织方式进行了研究,以演化计算为基本方法,以RoboCup2D为平台,设计了基于PSO算法的足球机器人的体系结构,解决感知、动作、和规划问题;在训练环境下,形成感知规则,优化感知相关参数,得到对信息高效快速的感知方法,并根据指定的粒度、功能、参数,对RoboCup2D机器人的原子动作进行了组合优化,得到一组带参数和执行效果描述的粒子动作;最后在赛场环境和任务驱动下,搜索粒子动作并进行组织规划,得到完成特定任务的机器人行为;RoboCup2D仿真实验表明,演化计算方法不仅能利用原子动作进行组合优化,得到适应于不同条件的粒子动作,而且能通过其在线搜索粒子动作,动态组成机器人行为;基于演化计算的足球机器人能更好地完成跑位、截球、带球、传球等任务,具有更强的适应性。     

X波段新型低阻抗高功率微波源的模拟研究

提出了一种新型低阻抗高功率微波源,能在单个器件内产生两束锁相的相干高功率微波,对两束相干微波进行功率合成有望在单个高功率微波器件中实现更高的功率输出.粒子模拟结果显示,在电压687 k V、磁场0.8 T时,该微波源整体阻抗36?,两束微波的频率都为9.72 GHz,输出功率分别为1.20 GW和2.58 GW,功率效率分别为28%和30%;两束输出微波之间频率抖动小于±3 MHz,相位差抖动小于±3?.     

一种高可靠宇航控制器设计及可靠性评估

将8051、存储器等IP核集成在FPGA内部, 可实现宇航控制器高可靠、小型化的应用需求。但FPGA在空间环境中容易发生单粒子翻转事件（SEU）,影响系统正常功能,常采用在FPGA内部进行三模冗余（TMR）设计。针对三模冗余系统无法纠正配置区中发生的SEU故障,提出了一种采用三模冗余架构并对FPGA配置区域进行刷新重载的解决方案,同时采用马尔可夫模型对该设计方案进行了可靠性评估和仿真。结果表明,采用该设计架构的宇航控制器具有较高的可靠性与安全性,可实现飞行器的长期稳定运行。     

基于动态粒子群优化的目标跟踪算法

目标跟踪问题的关键在于如何寻找与目标运动状态匹配的运动模型。交互式多模型算法的模型集是根据先验信息确定的,它不随时间变化而变化,并且要求在模型集中任意时刻都存在描述目标运动模型。在实际中需要大量模型来描述运动。将粒子群优化和变结构多模型算法相结合,不仅能充分利用系统的实时量测信息,还能根据其先验信息调节优化算法结构。仿真表明,运用动态自适应粒子群优化算法实现模型集自适应,可以提高目标跟踪的精度和实时性。