史瓦西-德希特空间中的有质量标量场辐射

采用数值方法研究了史瓦西德希特时空中有质量标量场方程的解.为了将场方程转化成可解的形式,引入多项式函数来拟合乌龟坐标,并讨论了宇宙视界和事件视界相距很近的情况下标量场的辐射.结果表明在乌龟坐标下,波函数类似于简谐波,而在径向坐标下,波在视界附近堆积在一起,有效势峰值处波长最大.标量场的反射系数随质量的增加而增大.     

条形波导的三维标量FDTD法分析

发展了一种实用的对条形结构波导中光的传输特性进行模拟计算的三维标量时域有限差分(FDTD)数值计算方法,并对在电吸收调制器条形波导中的光场分布进行数值模拟计算,得到了在条形波导中光传输方向上不同横截面上的光场分布形式,这些光场分布是由波导中不同模式场叠加形成的,反映了波导中多模干涉的现象.数值模拟计算的结果与实验测试结果相一致,证明了这种三维标量FDTD法应用于条形光波导结构分析的有效性.此方法具有掌握容易,计算分析简便等优点,适用于条形结构波导的设计、模拟和特性分析.     

一种标——张量引力理论的引力波辐射

本文通过一种单位变换导出了文献[4]提出的标—张量引力理论方案的另一种表述形式,由此得到的引力场张量方程和守恒律完全类似广义相对论的Einstein方程和守恒律;变换后的标量场视为“物质场”,在张量方程中起着一种“引力源”的作用。应用变换后的理论表述研究引力辐射问题,其结果是引力场的总辐射强度为引力张量场和引力标量场的辐射强度之和。求出了引力张量场和引力标量场的辐射强度公式,详细地讨论了双星的引力波辐射。     

Anti-de Sitter时空中的标量粒子及标量场

首先给出AdS时空的度规,并构造出AdS时空背景下标量粒子和标量场的作用量.由最小作用量原理得到相应的欧拉方程并采用数值法求解方程,结果表明:自由点粒子在AdS时空背景下的运动轨迹为螺线管状,说明弯曲时空AdS对点粒子具有等效的向心力作用.采用渐近边界条件求解标量场方程,结果显示标量场的径向分布与其质量和空间维度有密切关系.     

可压衰减湍流中被动标量场的直接数值模拟及谱分析

运用高精度迎风差分方法及8阶精度群速度控制型差分格式(GVC8)对初始Reynolds数为72, 初始湍流Mach数0.2~0.9的可压衰减湍流的流场及被动标量场进行了直接数值模拟, 被动标量场的Schmidt数为2~10. 通过不同计算网格及不同方法的数值计算对本文结果进行了验证. 指出了可压衰减湍流中被动标量能谱存在的-1律, 压缩性效应使得高波数成分衰减加快. 对被动标量场进行了标度律分析, 发现可压湍流中被动标量场具有扩展自相似性, 而压缩性效应对被动标量标度指数的影响较小. 发现随着被动标量Schmidt数增加, 其标度指数的奇异性增强.     

Schwarzschild时空中的标量场方程

考察了Schwarzschild时空中标量场方程的数值解（Φ=0）.根据该度规下的乌龟坐标x（r）的形式,引进一条正切曲线来近似模拟乌龟坐标x（r）的曲线,从而得到以x为自变量的函数r（x）和势函数V（x）,用Maple软件解出标量场方程的数值解并画出波函数的图象.     

掺杂全息费米系统

构建了包括两个规范场和一个中性标量场的两流体模型.数值得到渐近标量毛AdS黑膜解.模型导入了两个可调节的化学势,从而导入了可控的掺杂参数.研究了特定参数下全息费米系统的性质.研究表明随着赝标量汤川秀树耦合增大,能隙打开,标志着系统衍生出绝缘相.固定赝标量汤川秀树耦合,随着掺杂参数的增大,能隙打开的临界值减少,能隙的形成更容易.并给出了相应的温度-掺杂相图.最后,根据模型参数,将模型分类.     

平面波入射时二元光学型光栅的衍射场分布

应用标量衍射理论分析了平面波入射时二元光学型光栅的衍射场分布规律,并进行了数值分析和实验验证。     

改进的平面向量场拓扑的设计与绘制

在科学计算可视化中,已知一个向量场的拓扑特征,可以设计出与之对应的向量场并绘制出该向量场的图像,传统的拓扑设计与绘制方法相对复杂且交互性不是很好.对传统的方法做了一些改进,在采用线性插值方法描述矢量场的非线性特征时,不是使用一般的控制多边形,而是使用规整的四边形加流线方向的辅助点来控制临界点的类型及其周围的拓扑结构,之后再对该方法得到的向量场的数据点,建立带约束的三角化调整算法,保持其拓扑结构,最终可以绘制所需要的向量场图像.该方法比传统的拓扑设计方法更简洁且交互性很好,并通过实验证明是高效的,且能够很好地表达出向量场的特征.     

电磁场作用的Q球解及其能量稳定性质

暗物质的理论与实验研究是天体粒子物理学的重要研究课题,暗物质是宇宙中物质的主要组成部分,并对星系的结构和形成产生重要影响.暗物质可能是由最轻的超对称粒子构成,这些标量粒子在宇宙中以非拓扑孤子—Q球的形式存在.通过求解具有耦合势能形式的Klein-Gordon方程,获得了均匀及非均匀标量场模型中带电Q球的精确解,分别用解析和数值分析的方法计算了2种Q球的总能量,结果表明带电Q球模型中也存在能量稳定性.为进一步研究暗物质实验和观测提供研究方法和理论基础.     

光场下类氢原子的多光子共振电离

光场下的类氢原子Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程，可作Ｆｌｏｑｕｅｔ展开，然后迭代近似求解，光场电离问题是径向微分方程组加上边界条件构成的复本征值问题，以线极化光场为例，得到了多光子共振电离公式，并与实验进行了比较。     

超强激光脉冲与等离子体相互作用中电子流聚束及其不稳定性的研究

在线极化超强超短激光脉冲与低密度等离子体相互作用过程中，由于激光有质动力的作用，纵向将形成强相对论性的电子流，电子流诱发的准静态磁场又将使电子流产生聚束；同时在横向，由于激光电场的作用，聚束后的电子流将发生扭曲，因而产生扭曲不稳定性。该文从分布函数出发，对其进行讨论，得到了这种情况下的稳定性条件。     

场方程的四元数形式Ⅰ

研究了四元数分析与矢量分析的关系,讨论四元数的物理意义,给出了麦克斯韦方程的四元数形式,利用四元数分析由麦克斯韦方程导出了电磁场的波动方程,证明了一些矢量方程,提出了广义场和广义场方程。     

激光场特定方向上量子噪声实部和虚部之间的耦合效应

本文用二维气体激光模型对量子噪声的实部和虚部存在耦合的激光场进行了理论分析,利用分离变量法通过福克—普朗克方程导出了振幅在特定方向上的定态激光场强度分布函数的解析式,算出了定态激光强度的平均值,方差和偏斜度,通过计算发现,在特定方向上激光场强度的涨落并不随噪声间的耦合单调变化,它在一定的带宽范围内上下起伏。     

Maxwell方程组Lorentz表述四维张量形式的讨论

在经典Maxwell方程组的基础上，利用四维空间矢量和四维电磁场张量的变化规律，将Maxwell方程组Lorentz表述的场方程组变换成四维张量形式，证明了Lorentz表述四维张量形式的特点，验证了Maxwell方程组的协变性以及Lorentz表述的四维张量形式的对称性，从而更好地解释了电磁场的运动规律。通过列举实际算例验证了本文算法的实用性和有效性，简化了运动介质相关的问题，体现了在解决运动介质方面问题的优越性，为运动问题的解决提供了一定的帮助。     

单光刀与单光镊激光微束系统

提出了构建一种用于细胞非接触操作的激光微束系统。该系统由 Nd:YAG激光束经声压、热膨胀、汽化等综合效应实现的光刀和 He- Ne激光束经光学动力学效应实现的光镊组成。将两激光束耦合到显微镜中 ,实现了生物细胞的捕获、移动、翻转、打孔等一系列操作。在此基础上 ,分析了形成光镊所必需产生梯度力场的条件和形成光刀对能量的要求 ,进行了系统的总体设计、关键部件设计和选择 ,构建了一套激光微束操作实验系统 ,得到了预期的试验结果。在该系统上成功地实现了非接触细胞操作 ,并对染色体进行了切割。     

磁场强度仅与传导电流有关的条件

以静磁场的基本方程为基础，利用矢量分析的有关知识对磁场强度H的一般形式作一些理论分析，给出磁场强度日仅与传导电流有关的条件．     

关于电磁波场问题的研究

讨论了电磁场矢量E和B的Helmholtz定理的合理形式,提出了将旋量场方程化为一个标量场方程求解的问题,然后给出了求解电磁波场并矢格林函数的新方法。     

基于特征向量场重构的虹膜识别方法

受人脑工作机制的启发,提出基于特征向量场重构的虹膜识别方法.该方法首先对两幅归一化后的矩形虹膜图像,取其各自的行、列一阶差分并映射成特征向量场;其次,根据重构思想从一幅虹膜图像中取出行一阶差分,从另一幅图像中取出列一阶差分,利用二个差分重构出一个新的特征向量场.通过计算两个特征向量场的重构距离判断两幅虹膜图像的异同.与其他方法相比,该方法的优点在于不需要对虹膜图像进行去噪与增强,节省了计算时间;计算中没有使用积分形式的滤波器,使得该方法适于硬件实现.该方法经历了285 290次匹配实验,正确识别率达到98.81%.方法的有效性得到了充分验证.