超导涡旋系统的非平衡态相变

利用三维各向异性XY模型和电阻分流结动力学,研究了较强钉扎势下第二类层状超导体涡旋系统的非平衡态相变.结果发现,平衡态的涡旋玻璃相可在电流驱动下转变为运动玻璃相.在低温下系统经历了三次相变:随电流的增加,系统首先从运动涡旋玻璃相转变为运动Bragg玻璃相,再转变为运动Smectic相,最后融化为运动液体相.     

蒙特卡罗方法模拟无序涡旋系统中的相图

从GL(Ginzburg-Landau)自由能出发,在最低朗道能级近似下,用蒙特卡罗的方法模拟了二维无序第二类超导体涡旋态系统.对于纯净的涡旋系统,得到了从涡旋固态到涡旋液态的一级相变,验证了前人的理论.对于无序的涡旋系统,发现低温区域存在Bragg玻璃态.     

充分发展湍流标度律的数学模型

为了解湍流小尺度结构的特征,以及湍流雷诺应力模型的建立,开展了充分发展湍流的标度律研究。提出了建立数学模型来研究湍流标度律的方法,可以方便地提取湍流的标度指数。结果表明:该理论不再需要"惯性区的存在"或"大雷诺数"的假设,不再依赖于标度区间的确定,标度指数完全可以通过计算确定下来,新模型确定的标度指数与ESS的标度指数几乎完全一致,误差在1%以内,且物理意义更明确。     

平面涡旋光叠加形成复合涡旋的理论分析

复合涡旋可以通过不同的光学涡旋叠加产生,通过两束平面涡旋共线叠加,对两束平面光学涡旋的叠加作了理论分析.讨论了不同情况下复合涡旋中心的分布情况,通过几何解析法找到了涡旋核重合的两平面涡旋叠加后的复合涡旋中心,从理论上得出,这种叠加方式可以得到圆对称分布的复合涡旋.     

环形涡旋光场干涉的理论分析与数值模拟

运用理论分析和数值模拟方法研究了对称分布的环形光涡旋的干涉图样.结果表明,当含有相同拓扑荷m的2束环形涡旋光在相对离轴参数δ=0～1的变化过程中,干涉涡旋的图样会分解为m=±1的单涡旋光束,而且会出现此单涡旋光场的中心偏离原涡旋的中心连线成轴对称分布的情况;对于拓扑荷为负的单涡旋,其中心则出现在与原2涡旋中心连线的中垂线上,且关于原点对称.从干涉图样中还可以看出,干涉叠加后的净拓扑荷与原涡旋的拓扑荷相等.     

问歇速度场下被动标量的反常标度

介绍了在被动标量的反常标度率研究中的Kraichnan模型.该模型假设输运标量的速度场是Gauss的且在时间上δ相关.在Kraichnan模型基础上,引入"线性假设"使结构函数的方程封闭,进而求出各阶标度指数;同时引入Gauss型速度场的泊松叠加,并进行数值模拟.结果表明,所得被动标量的标度率接近实验数据,优于Kraichnan的结果.     

城市产业规模分布的等级标度分析

企业是城市组织的重要成分之一,是城市产业发展的具体表现形式.城市企业大小的测度分布服从位序—规模法则,可以采用Zipf定律描述.从理论上可以证明,凡是服从Zipf定律的系统,都可以开展等级标度分析.等级标度分析包括两个方面:一是等级标度律的统计分析,二是等级标度指数的数值分析.以河南平顶山卫东区的纳税百强企业为例,说明如何对企业规模分布划分等级结构,以及如何开展等级标度分析.通过标度分析解释产业结构特征,可为城市产业发展和规划提供参考.     

变截面涡旋膨胀机几何模型分析

提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋膨胀机，论述型线的生成方法，给出型线的一般方程，建立一系列圆渐开线变截面涡旋膨胀机的几何模型，并分析控制系数对变截面涡旋膨胀机容积变化的影响.构建传统等截面、变截面涡旋膨胀机的几何模型，对比分析几何模型的优劣.结果表明：提出的新型变截面涡旋膨胀机模型不但具有传统变截面模型的优点，而且可以大幅度减少计算量，并在一定程度上丰富了变截面涡旋膨胀机的种类，为开发高性能的涡旋膨胀机提供借鉴.     

电子-质子散射中几何标度效应的研究

在色玻璃凝聚理论框架下,我们对x≤0.01情况下电子-质子深度非弹性散射中新联合实验数据进行全局分析,研究能在全局τ区间内描述几何标度效应。利用新联合实验数据验证了理论上预言的几何标度效应,研究结果显示在高能情况下色玻璃凝聚态存在的可能性。     

涡旋光束的轨道角动量的测量

理论分析拓扑电荷数大小相等、符号相反的两束拉盖尔高斯型涡旋光束的干涉,并从实验上研究拉盖尔高斯型涡旋光束的拓扑电荷数的改变及干涉特性.结果表明,采用加道威棱镜的马赫曾德尔干涉方法,可以容易地分辨涡旋光束的拓扑电荷数,并降低检测的误差.研究还发现,干涉后的光斑图样有缓慢的旋转现象.     

DC磁控溅射沉积FexN薄膜成分及生长机制

使用直流磁控溅射方法,Ar/N2作为放电气体,在玻璃衬底上沉积FexN薄膜.利用X射线光电子能谱(XPS)、掠入射小角X射线散射(GISAXS)、X射线衍射(XRD)、掠入射非对称X射线衍射(GIAXD)和原子力显微镜(AFM)研究薄膜的成分和生长机制.实验结果表明,在5%N2流量下获得FeN0.056单相化合物,薄膜中氮原子含量为14%,该值与α"-Fe16N2相中的氮原子的化学计量(11%)接近;GISAXS和AFM对薄膜表面分析表明,随溅射时间增加,薄膜变得愈加不光滑,用动力学标度的方法定量分析结果为:薄膜表面呈现自仿射性质,静态标度指数α≈0.65,生长指数β≈0.53±0.02,动力学标度指数z≈1.2,薄膜生长符合Kolmogorov提出的能量波动概念的KPZ模型指数规律.     

一种检测涡旋压缩机涡旋盘的新方法

基于涡旋型线的精密加工 ,设计了一套涡旋盘的检测系统 .利用该系统可以检测得到涡旋体的线轮廓度误差 .该系统不存在二次装夹误差 ,检测结果直接反映加工误差 ,可直接用于生产现场中涡旋型线的检测 ,有效地防止了废品的产生 .     

"互反型"标度的一致性比较

论证了几种常用的"互反型"标度下,判断矩阵的完全一致性互不相容,并研究了这几种标度下,严格一致性等同范式在另一种"互反型"标度下的一致性比例值,给出达到满意一致的矩阵所占的百分比,得出使用an(a8=9)指数标度更为合理的结论.     

恒定电场

根据电动力学我们知道空间中静电场的分布情况是可以通过边界条件以及泊松方程求解出来的,且解是唯一的.原则上,只要知道边界条件,我们就可以通过求解泊松方程来解决一切静电场问题.实际上这种方法还可以推广到涡旋电场中.该论文讨论了如何将研究静电场的数学方法应用到研究涡旋电场中.我们从最简单的通电螺线管激发的电场出发,求解通电螺线管内、外的涡旋电场分布函数,其次分析这些函数描述的电场是否为保守场,最后通过定义假想电流、涡旋电场矢势、涡旋电场标势将恒定电场通过泊松方程以及边界条件表达出来.     

利用杨氏双缝干涉实验检测涡旋光束的拓扑荷数

研究涡旋光束经过杨氏双缝干涉后的干涉条纹,发现不同于平面波的竖直干涉条纹,涡旋光束的干涉条纹出现扭曲.从条纹的上部往下看,涡旋光束的干涉条纹出现横向的移动,而移动的方向和大小分别取决于涡旋光束拓扑荷数的符号和数值大小.对干涉条纹进行观察发现,实验观察结果和理论结果基本上保持一致,可以通过观察涡旋光束的干涉条纹来判断涡旋光束的轨道角动量.     

天气图上的涡旋动力学

天气图上有许多种涡旋型式。本文说明了天气图上的流场可以分解为旋转场和变形场：地转无摩擦的气旋、反气旋的涡旋型式是围绕中心点的闭合环流;考虑摩擦的气旋、反气旋的流型是围绕焦点的螺旋型式;鞍型场有4个涡旋中心点（2个气旋和2个反气旋）与1个鞍点;阻塞高压和切断低压由1个涡旋中心点与1个鞍点组成。从以上结果可以清楚地了解实际大气涡旋形态的动力和形成机制。     

天气图上的涡旋动力学

天气图上有许多种涡旋型式。本文说明了天气图上的流场可以分解为旋转场和变形场:地转无摩擦的气旋、反气旋的涡旋型式是围绕中心点的闭合环流流;考虑摩擦的气旋、反气旋的流型是围绕焦点的螺旋型式;鞍型场有4个涡旋中心点(2个气旋和2个反气旋)与1个鞍点;阻塞高压和切断低压由1个涡旋中心点与1个鞍点组成。从以上结果可以清楚地了解实际大气涡旋形态的动力和形成机制。     

双板驱动矩形空腔STOKES流动的数值模拟

用边界元方法对A =1.5 ,s为任意值时的双板驱动矩形空腔Stokes流动进行数值模拟 .研究了矩形空腔内涡旋生成和发展的规律 .数值计算结果表明 :在s的绝对值不太大的范围内 ,伴随s的增加 ,矩形空腔内涡旋的生成、发展过程可由s的 5个临界点分成 6个阶段 .第一个临界点 ,s =- 8.5 5 ,1个涡旋变成 2个涡旋 .第二个临界点 ,s =- 0 .118,2个涡旋变成 1个涡旋 .第三个临界点 ,s =- 0 .0 0 0 1,1个涡旋变成 3个涡旋 .第四个临界点 ,s =0 .0 5 ,3个涡旋变成 2个涡旋 .第五个临界点 ,s=15 5 ,2个涡旋变成 3个涡旋 .s =- 1时的数值计算结果与理论分析结果以及实验结果比较完全一致 ,令人非常满意 .特别是 ,本文方法适用于不同高宽比和任意速率比的矩形空腔驱动流动问题 ,因此不但具有方法上的理论意义 ,而且数值计算结果还具有工程应用上的实际意义 .     

多束涡旋光波串扰分布失真的相位补偿研究

使用空间分集技术可以提高自由空间光通信的抗大气湍流能力,研究通过空间分集来提高探测涡旋光束拓扑荷数的可行性.涡旋光波穿过大气湍流会形成轨道角动量模式间的串扰,空间分集配置的多束涡旋光波也会引入倾斜相位而引起串扰分布的失真.为了去除因光束倾斜导致的串扰分布失真,对接收光波进行相位补偿,以此来重建涡旋光束的涡旋相位.采用光波传输计算机仿真,模拟了大气湍流对串扰分布的影响和倾斜相位导致的串扰失真.通过相位补偿去除倾斜相位影响,发现多光束配置可以明显改善串扰分布失真,提高检测涡旋光束拓扑荷数的准确性.     

含多阶涡旋的无衍射阵列光束的设计

涡旋在光学领域一直有很广泛的应用价值,光学微操纵技术,自由空间的光通信,以及光学测量技术都用到了涡旋光.而高阶涡旋光和阵列涡旋光更是对粒子的批量自组装具有高效的作用,但以往的论文设计出的高阶涡旋光只局域在很小的传播范围(10~(-6)m),所以几乎没有应用价值.本文从理论上设计了含高阶涡旋的阵列涡旋无衍射光场,这种光场的无衍射传播距离大约在30cm左右.在数学上通过傅里叶变换方法推导了阵列涡旋无衍射光场的数学表达式,用数值模拟的方法得到了涡旋阵列光场,实验上利用空间光调制器(SLM)得到了多阶涡旋阵列光场.此外,我们还测量了这种多阶阵列涡旋光场的无衍射距离.本文的研究在光学微操纵,粒子批量自组装等领域具有应用价值.