压缩真空中理想-玻色爱因斯坦凝聚体杂质间的相互作用

应用Riemann Zeta函数研究一维压缩真空中理想玻色\|爱因斯坦凝聚体杂质间的Casimir效应, 计算了真空压缩态下系统的Casimir能量和杂质间的Casimir力, 并讨论了Casimir力和压缩系数与杂质间距离的关系.      

满足螺旋边界条件的额外维存在时的标量场Casimir效应

研究了满足螺旋边界条件的额外维存在时的平行板标量场Casimir效应．利用Zeta函数正则化方法,得到T用第二类变形Bessel函数表示的Casimir力．发现Casimir力总是吸引力,但是对于相同尺度的螺旋结构参数和平板间的距离,与不存在额外维的情形相比,平板间Casimir力的大小降低了一个数量级．螺旋结构参数越小,Casimir力的大小降低越多．     

几种简单结构内Casimir力的计算方法

阐述了零点能及Casimir力产生的理论依据,着重分析了两平行平面结构、矩形腔结构和两同心圆柱体结构内的零点能及Casimir力的计算方法,并对计算结果进行分析,讨论了在不同条件下零点能及Casimir力的不同表现．相同的计算方法下发现,Casimir力与微腔边界的形状有很大的关系,与几何尺寸成反比,是边界大小、几何形状和拓扑的函数,并且同外界的影响因素如温度、传导性等密切相关．它可以是引力也可为斥力,而且对于某些结构,它还可在引力和斥力间转换。     

金属板与特异材料板间的Casimir力

研究金属板和特异材料间的Casimir力。金属板的电磁性质是由实验数据拟合得到,特异材料板的电磁性质则是用Drude-Lorentz模型来描述。通过改变两块材料板的相关参数,研究了Casimir吸引力、排斥力的变化及其相互转化。结果表明,随着两板间距的增加,两板间的Casimir力会经历引力-斥力-引力的转化。     

有质量phantom场的Casimir效应

近年来,phantom场受到许多宇宙学学者的关注.研究了狄利克雷边界条件下有质量phantom场的Casimir效应,利用Abel-Plana公式,得出了狄利克雷边界条件下有质量phantom场的Casimir能量和Casimir力,表明phantom场的Ca-simir能量和Casimir力是分段均匀的,当质量趋近于零时,其结果回到无质量phantom场的情形.     

在周期边界条件下的类Casimir力

研究了在绝对零度下2个平行板之间周期边界条件下均匀稀释玻色爱因斯坦凝聚体中的类Casimir力,得到Bogoliubov色散关系的高阶修正项.计算中没有引入任何截断函数,获得了有限的结果.该结果有助于进一步了解玻色爱因斯坦凝聚体的物理机制,并且对Casimir效应和玻色-爱因斯坦凝聚的实验研究具有一定的参考价值.     

单轴晶体平板与各向同性介质平板间的Casimir力

在量子表面模式方法的基础上,计算单轴晶体平板与各向同性介质平板间的Casimir力.在延迟条件下,给出了两平板间Casimir力的解析表达式.此Casimir力的主要部分与两相同半无限大各向同性介质平板间Casimir力相同,附加项与单轴晶体光轴与x轴夹角的三角函数相关.     

两维整体单极黑洞时空中的Casimir效应

 两维整体单极黑洞事件视界附近的一个薄层作为Casimir型系统,得到了在Boulware真空、Hartle-Hawking真空和Unruh真空的能动张量.这些值都是在满足Dirichlet边界条件的无质量标量场中得到.应用Wald公理得到了用通常的正规化方法得到的结果.同时,计算了在渐进平直时空下的能量、能量密度和作用在Dirichlet边界上的压强,并由能量得到了Casimir力.     

理想的玻色爱因斯坦凝聚体杂质间的相互作用

运用热场动力学理论研究了一维情况下有限温度的玻色爱因斯坦凝聚体杂质问的相互作用,计算了系统的能量和杂质间的相互作用力,给出相互作用力与温度和杂质间距离的关系.研究结果有助于进一步了解玻色爱因斯坦凝聚体中杂质所带来的物理效应,并为Casimir效应和玻色一爱因斯坦凝聚的实验研究提供参考.     

周期边界下玻色爱因斯坦凝聚体杂质间相互作用

应用黎曼才塔函数(Riemann zeta function)研究了一维情况下周期边界下的玻色爱因斯坦凝聚体杂质间的相互作用力.通过计算杂质间的相互作用力,给出了力与杂质间距离的关系.结果表明,杂质间的距离越大,力越小.研究结果有助于进一步了解玻色爱因斯坦凝聚体中杂质所带来的物理效应.     

海底管道边界条件类型及其对走管行为的影响

针对深海海底管道两端通常与井口、悬链线立管、器管收集器等相连,管道端部边界条件复杂的情况,为了探究不同的管道边界条件对走管行为的影响,将海底管道端部边界条件简化为3种类型,即类型Ⅰ两端水平力、类型Ⅱ一端水平力一端倾斜力和类型Ⅲ一端弹性边界一端水平力,建立不同边界条件下海底管道走管数值模型,对比分析不同类型边界条件下海底管道走管行为。结果表明：类型Ⅱ边界条件与类型Ⅰ相比,随着管道端部拉力倾角增加,管道轴向拉力减小,走管量也减小,管道拉力倾角从0°增至60°,最大轴向拉力减小6.73%,走管率减小50%,这意味着悬链线立管形态改变,使得作用于海底管道的拉力方向改变,相应的海底管道走管量也随之改变;类型Ⅲ与类型Ⅰ边界条件相比,类型Ⅰ边界条件下海底管道走管率为恒值,随着升降温循环次数的增加,海底管道走管量近似线性增长;类型Ⅲ边界条件下海底管道走管率受器管收集器弹性刚度影响,弹性刚度越大,第1次升降温循环走管率越大;随着升降温循环次数增加,管道走管率快速衰减,直至为0,类型Ⅲ边界条件下多次升降温循环最终走管量通常小于类型Ⅰ。3类边界条件下海底管道走管行为差异很大,可为实际工程中分析海底管道端部边界条件类型、选定合适的边界条件提供参考。     

闭弦变形和Casimir能量

Casimir能量是由于边界的出现、时空的弯曲以及某些背景场的存在而引起的量子场真空能量极化.讨论闭弦变形过程中的Casimir能量,并在不同情况下对多圈弦和链接环的Casimir能量进行了计算.     

土层性质幂函数变化下的一维固结

采用分离变量法,求解了任意荷载作用下渗透系数和体积压缩系数随深度按幂函数变化土层模型的一维固结问题,从而得到不同排水边界条件下超孔隙水压力和沉降等随时间变化的解析表达式. 通过计算分析,讨论了该类非均质土固结时超孔隙水压力、沉降的变化规律.     

填充比例因子对各向异性介质间Casimir力的影响

Casimir效应是一个可观测的宏观量子效应.研究了各向异性材料的填充比例因子f2对Casimir力大小和方向的影响.在f2=0.000 1时,由材料的介电常数和磁导率随着频率的变化曲线,得到Drude背景会对Ca-simir排斥力产生影响.在f2=0,0.000 1和0.001时,得到Casimir力的变化曲线,结果显示f2是抑制Casimir排斥力的.并且当f2很小时,Casimir力在较远距离处会重新回到吸引力,同时存在一个稳定的Casimir力平衡位置.     

首项系数变号的Sturm-Liouville问题的特征值不等式

对于首项系数函数改变符号的Sturm-Liouville方程,给出了耦合边界条件与分离边界条件下的特征值间不等式,利用自伴边界条件空间中一些边界条件的极限、自伴边界条件空间中的解析圈及连续特征值分支单调性的性质,证明了给出的不等式.     

混凝土浇筑层温度场边界条件的选择及其对解答的影响

计算比较了不同边界条件下混凝土浇筑层温度场的理论解答，证实目前运用的第三类边界条件下的解答在边界附近严重“失真”，而第一类虚边界条件下的解答不但形式简单，计算方便，而且结果稳定，能反映温度场的边界特征。     

机电集成静电谐波微型传动系统的Casimir力和强迫响应

提出一种机电集成静电谐波微型传动系统。随着传动尺寸的减小,分子力的影响变大,应该予以考虑。本文给出了同时考虑静电力和Casimir力时机电集成静电谐波微型传动系统对于电压扰动的强迫响应方程。运用该方程,研究了Casimir力对系统强迫响应的影响规律。结果表明:Casimir力对于系统强迫响应具有重要影响,随着柔轮与定子间初始间隙的减小和电压的增大,Casimir力对系统强迫响应的影响变大。研究结果对于该种传动系统的进一步小型化具有指导意义。     

滑移边界下气膜厚度阶跃变化的阶形板间气体流动

为进一步研究微尺度下气膜厚度阶跃变化的阶形板间气体流动的相关物理特性,通过代入适用于任意克努森数的新滑移边界条件修正雷诺方程,应用有限体积法迭代求解了阶形板间沿气体流动方向的气膜压力和克努森数分布曲线,沿高度方向的气体流动速度分布曲线,不同环境克努森数下的气膜承载力随速度参数的变化曲线。结果表明:随着气膜间克努森数进入滑流区时,边界速度滑移效应对流体流动特性作用明显,当气膜间克努森数进入过渡区时,一阶滑移与新滑移边界条件间的数值结果产生明显偏差。可知相对于滑移系数固定的一阶滑移边界条件,滑移系数随气膜间克努森数改变而变化的新滑移边界条件,可以更好地描述高度存在阶跃变化即气膜间克努森数跨区域分布的微尺度气体流动。     

基于SPH-FDM耦合算法的非饱和岩土介质中瞬态导热问题数值模拟

光滑粒子法是近些年来发展起来的一种新的数值计算方法,已经成功应用到多种工程和物理问题的求解中.为修正光滑粒子法计算域边界附近粒子近似缺陷及弥补边界条件处理方法的不足,将有限差分法耦合到光滑粒子法中,使所求解问题在整个计算域上的函数近似精度达到二阶,从而提高计算的求解精度;然后基于有限差分算法处理边界条件的思想来处理定解问题中的第二、第三类边界条件,使复杂边值问题的计算可以归于第一类边值问题的框架下求解.采用光滑粒子-有限差分耦合算法计算了各类不同边界条件下的导热问题,通过和解析解的对比表明,相比传统光滑粒子法,耦合算法能够直接施加各类边界条件,计算结果精度高,求解过程可靠有效.最后模拟了非饱和岩土介质内的热能传输问题,得到了岩土介质中随时间变化的温度演化特点,并分析了隔热层对导热过程的影响以及隔热层导热性质不同情况下的温度分布特征.     

多个额外维存在时的Casimir效应

在Kaluza—Klein理论框架下分析具有多个紧致额外维时两平行导体平板间的Casimir效应．假定所有的额外维具有相同的尺度R，利用Epsteinzeta函数对Casimir能量密度进行正则化，得到Casimir力密度并与实验结果比较，可确定额外维的尺度为R≤10nm．