低压化学蒸汽淀积(LPCVD)的计算机模拟通式

近年来LPCVD薄膜技术在半导体工业中,广泛用于制造多晶硅、二氧化硅、氮化硅等不同电学性质的薄膜,并取得显著的经济实效。作者在推导出多晶硅计算机模拟算式的基础     

低压化学气相淀积的计算机模拟

本文对LPCVD多晶硅淀积速率分布进行了计算机模拟.模拟算式的推导如下: 1.据Duchemin报道,硅烷热分解是一级反应.淀积速率r=K·P·C(K是常数,P是总压力,C是硅烷浓度). 2.由于薄膜淀积均匀,可假定径向浓度梯度为零.硅烷进入反应管后,逐步分解.因此硅烷转化率η可写成是片子位置j的函数η(j)(见右上图).     

三维LPCVD计算机模拟通式

低压化学蒸汽淀积(LPOVD)的三维计算机模拟算式,仅对具有一级化学反应级数的淀积过程,能够给出数学解析解的表示式,而对非一级反应的问题,只能通过数值求解偏微分方程确定片内均匀性.因此,在使用这套算式对淀积薄膜的片内和片间厚度分布进行模拟计算时,由于计算繁琐费时,所需计算机内存量较大,不适于微型计算机的运行和处理.为此,我们参考一维LPCVD 计算机模拟通式导出的基本思想,建立类似文献[1]中的理论模型,即将整个淀积区划分为主气流区(Ⅰ区)和扩散一迁移区(Ⅰ区),进而在圆柱型反应管的轴向和径向,分别引入片间和片内的反应物     

我们能否证明世界不是模拟仿真

<正>你也许认为我们拥有明确的证据来证明我们并非处在一个模拟中,但那是不可能的。你如何知道你眼下不是在一个计算机模拟中？这个想法常常被称为“模拟假说”。模拟假说坦白地说：“我们活在一个计算机模拟中。”活在一个模拟中是什么意思？按照我对这个概念的理解,它是关于与模拟世界的交互作用。当你身处在模拟中时,你的感觉输入信息来自模拟世界,你的运动输出信息影响模拟世界。你通过这些交互作用,完全沉浸于模拟中。     

多功能水泵控制阀在停泵水锤中关闭过程模拟的探讨

文章从停泵水锤数值模拟的角度,分析了多功能水泵控制阀在停泵水锤数值模拟中如何模拟其关闭过程。     

多功能水泵控制阀在停泵水锤中关闭过程模拟的探讨

文章从停泵水锤数值模拟的角度,分析了多功能水泵控制阀在停泵水锤数值模拟中如何模拟其关闭过程.     

模拟电荷法原理及其应用概述

文章阐述了模拟电荷法的基本原理、优缺点以及在一定程度弥补单一模拟电荷法缺点的有限元-模拟电荷混合法的应用；模拟电荷法的常用模拟电荷类型：点电荷、线电荷、环电荷简介；并举出应用模拟电荷法解决实际问题实例，说明目前模拟电荷法的应用场合及应用状况。     

模拟电荷法原理及其应用概述

文章阐述了模拟电荷法的基本原理、优缺点以及在一定程度弥补单一模拟电荷法缺点的有限元-模拟电荷混合法的应用;模拟电荷法的常用模拟电荷类型:点电荷、线电荷、环电荷简介;并举出应用模拟电荷法解决实际问题实例.说明目前模拟电荷法的应用场合及应用状况.     

分子动力学模拟在有机污染物毒性作用机制中的应用

分子动力学模拟(molecular dynamics simulations,MD)是一种基于经典牛顿力学方程的分子模拟方法,常用于研究有机化合物、材料及生物大分子体系,可计算各类体系的宏观性质及各种动力学性质.目前MD模拟逐渐用于研究各类环境污染物与生物大分子的相互作用.通过热力学统计分析污染物与生物大分子的结合模式以及配体结合引起的生物大分子构象变化,能在分子水平上探究污染物的毒性作用机理.基于MD模拟的轨迹文件,采用自由能打分方法可评估污染物与各类受体的结合能力,能够筛选具有特定毒性终点的潜在污染物,从而快速、高通量地进行有机污染物的毒性预测和风险评价.本文介绍了MD模拟的基本原理、常用软件,简述了MD模拟的数据准备和模拟过程,强调了MD模拟的重要细节,进而从污染物与受体生物分子作用角度,重点陈述了MD模拟在研究有机污染物与各类转运蛋白、核受体、代谢酶相互作用中的应用,展望了MD模拟在污染物毒性筛选方面的潜在应用,以期该类方法能更好地服务于污染物的毒性风险评估.     

磁性液体数值模拟研究进展

磁性液体(magneticfluid)是一种力学性能受磁场调控的磁流变智能材料,在医学与工业生产中有广泛应用.近年来,随着计算机性能的发展,数值模拟日益成为研究磁性液体力学行为细观机理的重要方法.本文综述并评价了磁性液体理论与数值模拟领域的最新研究进展,介绍了磁性液体在剪切、挤压和阀模式3种工作模式下的力学模型,对磁性液体的现有模拟方法进行了总结,讨论了磁性液体数值模拟的研究现状,并展望了数值模拟的发展前景.磁性液体的数值模拟亟待开展以下三方面研究:(1)建立涵盖多种微观相互作用的精细理论模型,研究颗粒表面包覆、添加剂等非磁性成分对磁流变效应的影响;(2)将不同数值模拟方法相结合,建立磁性液体的多尺度模型,进一步提高模拟精度,利用机器学习协调不同尺度的数值模拟,压缩计算量,已成为一种可行思路;(3)将力学模型与电、磁学模型相结合,发展多尺度、多物理场耦合的数值模拟方法,模拟磁性液体其他物理性能.最终为高性能磁性液体的研制及其应用研究提供技术和理论支撑.     

GPU-CA模型及大尺度土地利用变化模拟

在全球变化研究中,对省和国家尺度的土地利用变化过程进行模拟具有重要的意义.但大尺度的土地利用变化模拟存在数据量大、计算复杂、计算时间长等难点,由于计算能力和传统基于CPU计算模式的制约,在普通计算机中难以执行这样的模拟.把最新发展的GPU高性能计算技术与元胞自动机(CA)模型相结合,提出了GPU-CA大尺度土地利用变化模拟模型,并将其应用到省级尺度的土地利用变化模拟中.介绍了模型的问题映射、需解决的关键技术问题和计算的流程,并分析了GPU-CA模型在计算性能上的优势.通过全广东省的土地利用变化模拟,对GPU-CA模型进行了验证.实验表明,GPU-CA模型可以将原有一般CA模型的运行效率提高30倍以上,能够有效地应用于省和国家级的土地利用变化模拟,为全球变化模型提供重要的地表景观变化信息.     

通用陆面模式(CoLM)湖泊过程方案与性能评估

对新版通用陆面模式CoLM(the Common Land Model)中的湖泊过程方案CoLM-Lake做了介绍,并通过10个湖泊的观测数据评估了它的模拟性能,同时讨论了模拟结果对模型关键参数的敏感性.模拟结果显示,CoLM-Lake对于浅湖的模拟效果非常理想,对于表层温度、湍流通量和垂直热力结构的量级和季节变化特征模拟的比较准确,同时对湖泊冻融循环过程给出了合理的刻画.CoLM-Lake对于深湖垂直结构及其变化的模拟亦较为准确,但对垂直混合强度的刻画仍然不足.虽然模型对于北美五大湖表层温度的模拟误差相对明显,但其量级和季节变化特征仍在合理的范围之内.通过模型参数的敏感性分析发现,动力学地表粗糙度可通过改变湍流通量的大小修正湖泊表层温度的模拟.湖泊深度、辐射消光系数和热力扩散系数可共同影响湖泊的热力结构.较大的湖泊深度,较小的消光系数和较大的热力扩散系数均使得湖泊内部传递和存储更多的热量,从而增加湖泊的热力惯性,降低湖泊各层温度的季节震荡和变化幅度,推迟湖泊冬季的冻结时间.湖泊到达最大密度时的温度受湖泊盐度的影响,调整此温度同样可使得模型的模拟结果得到改进.以上敏感性分析说明CoLM-Lake对于湖泊热力过程的模拟可以通过模型参数优化进行改进.总体上,CoLM-Lake可以合理地刻画各个湖泊的主要特征,模拟的误差均在参数取值的不确定性范围之内,因此CoLM-Lake在全球尺度上适用于对湖泊物理过程的模拟.     

哈佛造出最强量子系统超谷歌

<正>据悉,哈佛大学研究团队在近日宣布,他们制造出迄今最强量子系统,其拥有51个量子比特,该系统能模拟一种化学反应,研究原子间相互作用。与传统计算机运用二进制(0和1)记录信息不同,量子计算机使用量子叠加态描述信息。但现有量子计算机只能在传统计算机上进行模拟,目前最高只能模拟42个     

聚合物驱数学模型、参数模型的建立与机理研究

聚合物驱是“八五”期间在我国大多数油田推广应用的一种提高原油采收率技术,数值模拟是聚合物驱油技术中重要的配套技术。目前模拟聚合物驱通常采用改进的黑油模型和各种化学驱组分模型,前者对许多重要的物化现象不能模拟;而后者主要是针对表面活性剂     

青藏高原东北部土壤冻融过程的数值模拟

利用青海省苏里站2009 年2 月1 日~12 月31 日的气象观测资料作为模式强迫场, 使用陆面过程模式CLM3.0(Community Land Model), 对青藏高原东北部季节性冻土区域进行模拟.结果表明, 模式能够较好地模拟出各层土壤的冻融变化趋势, 但在融化阶段, 模拟的土壤温度高于观测, 融化结束时间早于观测; 冻结阶段, 模拟的土壤温度略低于观测, 深层土壤冻结时间早于观测; 整体看来, 模式对冻结过程的模拟好于对融化过程的模拟, 对靠近表层的土壤模拟好于深层. CLM3.0 模式中认为冻土在土壤温度高于0℃时发生融化, 本文根据热力学平衡方程得到土壤发生冻融的临界温度, 进而对冻土的融化条件进行调整, 融化条件的调整减缓了冻土的融化速率, 使得土壤温度模拟降低, 同时, 调整后的模式模拟结果反映了冻土融化过程中伴随有冻结过程的发生, 与真实的冻土融化过程更为接近. 此外, 通过敏感性试验发现, 融化过程和冻结过程中土壤水的冻结速率是不同的, 表明模式中用于计算土壤发生相变后温度的方案还有待进一步改进.     

科学之窗

模拟软件为美容手术保驾护航 人们在接受面部手术的时候难免会受到损伤而留下脸部缺憾。现在,人们借助电影业应用模拟软件来模拟不同的脸部外科手术,以最大限度降低手术对病人外貌的损伤程度。用户依据该软件系统可以了解手术伤口的愈合过程,并选择最有利的手术切割路线。     

新型金属胶束用作水解金属模拟酶

阳离子表面活性剂型金属胶束(metallomicelles)是近期出现的一种新型功能胶束,由阳离子表面活性剂功能络合物自身或在共表面活性剂存在下形成,它不仅水溶性好,且具有双层正电荷结构,是模拟水解金属酶配位、疏水、静电作用方式的优良体系。 羟基及碱性基团是天然水解酶中重要的催化功能基,在合成分子中有效构建这些功能基使之具有类似天然酶的催化活性,是水解模拟酶设计的最主要问题。目前非金属模拟酶中难以使羟基解离成为有效的亲核试剂,但在一些设计巧妙的水解金属模拟酶中,金属离子的     

遥感技术在城市洪涝模拟中的应用进展

对基于遥感的气象水文数据和地表信息在洪涝模拟中的应用进行了梳理综述,介绍了激光测高(Li DAR)、合成孔径雷达干涉测量(In SAR)技术以及倾斜摄影和高光谱遥感等目前使用较多且精度较高的遥感数据源及其相关应用,进一步对城市洪涝模拟中基于遥感的基础信息的相关热点技术和方法进行了总结.最后以实例阐述了基于遥感的城市洪涝模拟基础信息提取框架,并对遥感技术在城市洪涝模拟中的应用前景以及面临的问题与挑战进行了展望.     

我国东北地区季节降雪高分辨率数值模拟

利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式,进行了我国东北地区冬季降雪的高分辨率数值模拟,评估了WRF模式对季节降雪的模拟能力,并探讨了模式水平分辨率和物理过程参数化方案对降雪模拟的影响.结果显示WRF模式可以合理地模拟冬季气温和降水的空间分布,模拟结果和观测吻合较好.该模式可以合理地模拟东北地区季节降雪的空间分布和时间演变,显示了该模式较强的模拟性能.水平分辨率和物理过程参数化方案对降雪模拟有重要影响,高分辨率模拟结果更接近观测;相对于积云对流参数化方案,模式对陆面过程和微物理过程参数化方案更加敏感.     

2000年夏季南海西南部环流同化试验

对2000年夏季南海南部进行同化模拟，对比航次资料的分析表明，通过在模式中同化卫星遥感海面高度信息，改善了南海南部流场的模拟结果，减少了由于风应力强迫场误差带来的模式模拟的不确定性，得到了较为真实的2000年夏季南海南部温盐场，为改善海洋环流模拟提供了一条新思路．