有限元、自然边界元与辛几何算法--冯康学派对计算数学发展的重要贡献

计算数学是当代数学科学的重要分支,是伴随着计算机的出现而迅速发展并获得广泛应用的新兴交叉学科,是数学及计算机实现其在高科技领域应用的必不可少的纽带和工具.计算与理论和实验相并列,已经成为当今世界科学活动的第三种手段,这是二十世纪后半叶最重要的科技进步之一.值此世界进入新的世纪,国际数学家大会将首次在我国召开之际,回顾半个世纪来我国计算数学的发展,尤其是以已故冯康院士(1920-1993)为代表的我国计算数学家群体,即"冯康学派"对国际计算数学发展所做出的重要贡献,是非常有意义的.当然由于篇幅所限,本文只能涉及部分研究领域和少数专家学者,挂一漏万在所难免.     

CDS器件在TDI-CCD视频信号处理中的应用

本文是对国家863-2计划中某项目的部分工作所做的总结。文中对CCD的噪音和新型TDI-CCD输出视频信号的特性进行了分析,提出了对于各种噪音的处理方法,尤其详细介绍了采用相关双采样(CDS)技术处理kTC噪音和复位噪音的方法,并通过实验进行了验证,最后分析了系统的信噪比。     

离子通道中环形束流分布与场解的自洽理论

考虑环形束流的空间电荷效应与相对论状态下的自磁效应对离子通道——环形束流系统的影响，研究了通道中环形束流的轨道与场解的自洽平衡态.利用动力学理论得到了电子平衡态分布函数以及环形束流的径向位置和通道内电磁场的自洽解.研究发现，相对论束流的自场对系统平衡态有很大影响，并证实了系统自洽平衡态的存在.数值计算给出了束流位置与通道半径间随能量的分布关系以及通道内场随半径分布的规律，为相关器件的设计提供了重要的理论数据. 关键词： 离子通道 环形束流 动力学理论 自洽平衡态     

改进的同步迭代算法在光声血管成像中的应用

光声成像结合了光学成像和声学成像的优点，是一种高分辨率，高对比度的无损伤医学成像技术.一种改进的同步迭代算法应用于光声图像重建.仿真和模拟结果表明，与传统的代数迭代算法相比，在90°，135°，180°的有限场光声成像中，此算法对测量误差的校正和迭代次数的收敛上具有较大的优势，图像重建的速度和成像质量都有了明显的提高.实验中，一种圆形扫描结构的光声成像装置，用于180°的有限场扫描，利用改进的同步迭代算法，重建出了高对比度和高分辨率（60μm）的鸡胚胎光声血管图像.实验证明，这种算法的应用，大幅度减少了数据采集时间，为光声成像技术运用于实时监测血流灌注和肿瘤光动力治疗的血管损伤效应提供了潜在的应用价值. 关键词： 光声成像 有限角度 代数迭代算法 光声血管成像     

激子自旋弛豫对简并量子点发射光子对纠缠度的影响

利用粒子数运动方程和量子回归理论，计算了单个半导体量子点双激子体系脉冲激发下粒子在各能级间辐射跃迁的二阶交叉相关函数以及系统发射光子对的偏振密度矩阵.分析了激子态能级简并量子点体系发射光子对偏振纠缠特性，讨论了纠缠度随激子态间自旋弛豫的变化关系.研究表明，激子自旋弛豫会破坏该系统发射光子对的纠缠度. 关键词： 纠缠光子对 半导体量子点 二阶相关函数     

种子法制备三角形银纳米粒子及其性能表征

 以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为软模板剂，采用种子法制备出三角形银纳米粒子，应用透射电镜、能量散射X射线谱仪、紫外 可见分光光度计研究了粒子的性能。结果表明：所得三角形银纳米粒子是面心立方单晶，边长随着种子加入量的减少而递增，可在20～100 nm范围内调节；CTAB以薄膜形式包覆于粒子表面阻止其氧化，粒子胶体的吸收光谱呈现典型的三角形粒子吸收峰。用扫描电镜观测到粒子在硅片上自组装成一定的2维阵列结构。     

色散渐减光纤中Ginzburg-Landau方程的自相似脉冲演化的解析解

采用对称约简的分析方法，得出了变系数Ginzburg-Landau方程的抛物渐近自相似脉冲解析解的一般表达式.给出了二阶色散系数纵向双曲型变化和纵向指数型变化的色散渐减光纤中自相似脉冲的振幅、啁啾以及脉冲宽度的具体形式，并与数值解进行了对比，其结果符合得很好.从而证实了稀土元素掺杂的色散渐减光纤中，在增益色散因子的影响下，脉冲的演化具有抛物型自相似特性.     

基于灰度相关的图像匹配算法的改进

针对目前图像匹配算法中存在的匹配精度不高和匹配速度慢的缺点，对基于灰度相关的2类匹配算法——最小误差法和相关系数法进行了改进。最小误差法采用新的ML距离法，提出动态调整阈值的方法，既保证了匹配精度，又避免了局部噪声的影响；相关系数法对相关系数的计算公式进行了简化，并采用三步搜索策略进行匹配，以达到减少计算量和搜索位置的目的。实验证明：改进后的算法，在保证一定匹配精度的条件下，匹配速度大大提高，能够满足实际应用中的实时性要求。     

噪声对双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系自俘获现象的影响

研究了对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系(BEC)存在均匀噪声或高斯噪声时的自俘获现象.结果发现噪声的存在破坏了自俘获现象的临界行为特征，使得原来约瑟夫森振荡和自俘获之间的临界点变成了一个过渡区域，而且噪声强度越大，这个过渡区域展得越宽.同时发现，对于确定的相互作用强度，当噪声强度增大到一定程度时，相平面会出现混乱，如果这时固定噪声强度增大相互作用强度，相平面中的轨道会重新出现.对纯量子系统加噪声后，自俘获同样不存在临界值，而是存在一个临界区域，且随噪声的增强临界区域会展宽.与平均场近似情况下不同的是，纯量子情况下噪声促进自俘获的产生，且噪声越强自俘获越明显. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 自俘获 双势阱 噪声     

模拟退火算法在波束图设计中的应用

摘要本文提出了基于模拟退火算法的波束设计方法。模拟退火算法模拟了固体缓慢退火从而获得最低内能的物理过程，是一种简单而有效的随机性全局优化算法。为证明该设计方法的可行性和有效性，给出了15元平面阵的设计实例以及仿真结果。结果表明，使用该方法设计的波束与常规方法相比，获得了更低的旁瓣级。