金属玻璃的液态结构及其动力学胶体模拟

研究金属玻璃对于改善性能,开发新的合金体系有重要意义。由于实验手段的局限,目前为止还未能直接观测到液态结构的演化过程。胶体体系可以得到直观可视的粒子图像,已被应用于模拟研究原子体系的物理变化过程。通过不同的胶体体积浓度来模拟金属玻璃熔体,分析了不同胶体液态体系中的团簇结构,并对胶体粒子的扩散规律进行了探讨。结果表明液态体系的浓度越高,粒子的扩散速率越慢,局域特征结构发生变化,并在高浓度液态结构中观察到了结构的局域有序性动力学阻滞形成的笼子效应,为胶体体系液态微结构随浓度的演化提供了直接的实验证据。     

掺杂无机性纳米粒子的嵌段聚合物体系的场理论模拟研究

自洽场理论(SCFT)是目前国内外研究纳米粒子聚合物复合材料以及聚合物材料的重要研究理论之一,基于自洽场理论对掺杂有无机性纳米粒子的AB嵌段聚合物体系进行场理论自组装模拟。对无机性纳米粒子AB嵌段聚合物体系中的纳米粒子与AB嵌段聚合物之间的相互作用势,本文引入一个势函数u(r),然后对体系进行自洽场理论分析和计算模拟。通过对纳米粒子半径、浓度对体系平衡态影响的计算模拟研究发现:当纳米粒子浓度、半径逐步增大时,其纳米粒子表面与聚合物的分布方式从层状式分布逐步过渡到发散式分布;同时还研究发现无机性纳米粒子嵌段聚合物体系中的A、B嵌段聚合物浓度对纳米粒子的分布情况无影响。综述以上的结果验证无机性纳米粒子/嵌段聚合物体系中纳米粒子的表面效应和体积效应对体系的平衡态有很大的影响。     

基于量子算符涨落的非线性隧穿效应

本文主要讨论玻色-爱因斯坦凝聚体系(BECs)中关于量子算符涨落的非线性隧穿效应.通过数值模拟对称双势阱中BECs粒子与非线性作用的演化关系,可以得到在引入量子的算符涨落后,体系同样表现出Josephson效应和自囚禁现象.该理论极大地补充了基于平均场描述和量子描述下的非线性隧穿效应,为BECs的非线性隧穿效应的实验研究提供了理论依据.     

基于透射解析模型的时域扩散荧光层析原理与实验

利用基于耦合扩散方程拉氏变换的广义脉冲谱技术和基于玻恩比的逆模型归一化表示形式,提出了无限平板透射模式下的时域扩散荧光层析图像重建方法.该方法采用外推边界条件下无限平板结构扩散方程的解析解,通过引入一对实拉氏变换因子及相应的两次线性求逆,可实现荧光产率和寿命的同时重建.将提出的算法进行了数值模拟验证,在空间分辨率、噪声鲁棒性等方面进行了评估.通过实验验证获得的荧光参数空间分布较准确的重建结果证明了此重建算法的有效性和可行性.     

三维空间中二组元有限扩散凝聚集团的标度性质

在三维空间中,采用连续行走的蒙特卡罗方法,模拟了两种不同尺寸的粒子的有限扩散凝聚(DLA)行为.研究了二组元DLA集团的分维和多重分形谱,结果表明:在三维空间中,随着大粒子浓度c的上升,二组元DLA集团的分维Dq和多重分形谱的谱宽△α=αmax-αmin先达到一个最大值,然后随着浓度的继续增加而下降,最后趋近一组元DLA的分维和谱宽.     

额外维紧致球空间的变形与K-K粒子质量的修正计算

本文根据高维时空中的Einstein宇宙学场方程研究了额外维空间的变形和K-K粒子质量的修正.在模型中假定内部空间中存在高阶U(1)规范场和真空能密度的作用,然后分别计算了紧致单球和紧致双球的半径和对应的K-K粒子质量.另外,通过内部球度规的单参量变形和双单参量变形计算了半径和K-K粒子质量的修正值,还分析和讨论了额外维数目和变形效应对内部球半径和K-K粒子质量的影响.本文还研究了单球和双球紧致化中涨落解的变化规律,即假定围绕标度因子的静态解产生随时间变化的微小涨落,仔细分析了Einstein场方程对应的线性涨落方程解的增长性质.结果发现单球和双球紧致化中涨落解都可以达到稳定状态,这一结论和标量场势能的稳定性结果完全一致,因此时空上度规涨落可以导致K-K粒子质量的产生.     

荧光相关光谱(FCS)在生物活细胞中的应用

除了传统的分子浓度和扩散时间的测量荧光相关光谱(FCS)，还可测量分子动力学或化学反应的动力参数．但是由于分子相互作用网络的复杂性，FCS在生物活细胞中的应用还有许多问题和困难需要解决．探讨了FCS在生物活体中分子相互作用网络、细胞膜、膜表面受体、细胞内结构分析以及胞内动力学研究等方面的应用．     

基于空间滤波效应的光透法测量粒子速度

介绍一种利用透过光束宽度对气固两相流中随机粒子浓度起伏等引起的流动噪声信号的空间滤波作用,由测量流动噪声功率谱的带宽计算固相粒子速度的方法,文中给出了仿真和初步实验结果.     

二氧化锡超微粒子气敏薄膜的复数阻抗谱研究

用直流气体放电活化反应蒸发法制备了二氧化锡超微粒子薄膜，测量了薄膜的阻抗谱，验证了超微粒子薄膜的内部模拟等效电路。研究了温度、还原性气体以及热处理对阻抗谱的影响，并用氧吸附理论和晶界热垒理论定性地解释了这些现象。     

Si外延N-N~+材料的表面光伏效应

本文测量了不同厚度和电阻率的Si外延N-N~+材料的表面光伏谱,由曲线拟合计算出材料的少子扩散长度等参数,并与测量值进行对比;对曲线拟合的可靠性进行了验证和讨论;提出验证曲线拟合可靠性的方法。计算结果表明:理论计算值和实验值基本一致。     

磁性材料磁特性的巴克豪森描述

实验研究了磁性材料的零场冷却和加场冷却的磁化强度随温度的变化关系,以及不同温度下的磁滞回线;考虑了热涨落和自由能壁垒随温度的变化,改进了Preisach模型并对测量数据进行了拟合;数值模拟再现了测量结果的变化规律;对拟合得到的巴克豪森跳跃谱的有关参数进行了讨论.     

房间气流中粒子运动速度的计算方法

为研究空调净化房间粒子运动与气流运动的关系,用已有的谱分解方法求解了湍流中描述粒子运动的基本方程——ＢＢＯ方程,得出了更接近实验结果的解析表达式。分析了房间气流中粒子运动与气流运动的关系,提出了根据气流速度的实测值计算气流中粒子运动速度的方法。对计算方法作了编程,并用房间气流速度的实测值计算了气流中的粒子速度。计算结果表明,在空调净化房间通过测量分析气流的运动规律来研究气流中微小粒子的扩散规律是可行的。     

微通道内葡萄糖分子荧光检测的研究

本文介绍一种在微米通道内对经荧光标记的葡萄糖分子的荧光检测新方法,该方法成功地实现了在微通道内对葡萄糖分子的荧光检测.实验验证了用荧光素纳标记葡萄糖分子的可行性;分析了激发光波长和溶液的酸碱度对实验结果的影响.结果表明：在微通道内可有效地识别荧光素纳标记的葡萄糖分子.基于此研究可以在生物分析、生物检测等领域找到新的应用.     

基于贝叶斯推断的时变流场下污染源反演

对5个不同位置的污染源分别做污染物扩散数值模拟,将其计算结果作为测量浓度;利用伴随方程计算时变流场下传感器的模拟浓度。通过测量浓度和模拟浓度构造似然函数,基于贝叶斯推断计算了在时变流场下污染源参数的后验概率。结果表明：污染源参数反演的误差取决于测量浓度与模拟浓度之间的误差。当污染源与传感器的距离较远时,污染源参数的后验概率呈较宽的分布,反演结果具有较大的不确定性;当污染源与传感器距离较近时,反演结果的不确定性得到了显著的降低。此外,还讨论了反演污染源参数时,利用污染物扩散不同阶段的测量数据对反演效果的影响。发现利用扩散初始阶段的测量浓度反演源位置,可以得到比利用稳定阶段数据时更小的反演误差和后验概率标准差,但效果没有得到显著提升。     

等离子体光谱的高分辨测量与信号处理

介绍了所建立的用于等离子体光诊断的高分辨光谱测量系统 ,谱分辨Δλ =0 .0 0 8nm ,信号的数据处理可提高光谱分辨至 0 .0 0 0 8nm .实验对CT 6B托卡马克等离子体进行了空间分辨测量 .结果表明 :对磁约束高温低密度等离子体 ,发光粒子的光谱线型为高斯线型 ,由离子的测量推断出等离子体中发光离子有比较窄的壳层分布 ,中性氢原子光谱强度的空间分布有较大的涨落     

利用激光测量气体微小扩散量的研究

在油压系统中,存在于工作液体中的气泡、压力的变化特别是突然的变化等有时会导致系统不能继续正常地运转,甚至产生破坏.气体与液体之间的扩散是使得液体中的气泡生长及压力变化的主要物理现象.因此有必要研究气体—液体之间的扩散特性.提出了一种使用激光干涉法和U型管相结合,对气体体积的非常微小的变化进行测量的方法.对于气体—液体,气体—液体—橡胶组成的体系的扩散量分别进行了测量.为了验证此种方法的精确程度,推导出了从理论上计算气体扩散的计算方法.测量结果与计算值都能很好地吻合.实验结果上验证了橡胶层的存在对气体的扩散量将会产生一定的影响.     

海上溢油运动数值模拟方法的探讨与改进

简单总结了海上溢油数值模拟的三种模型方法——油膜扩展模式、对流扩散模式和油粒子模式,并针对目前流行的油粒子模式在油膜自身扩展过程和扩散面积计算方面的不足,根据经典Fay理论对其进行了补充和改进.提出的新模拟方法将溢油运动过程的分为自身扩展和紊动扩散两个阶段,前一阶段根据Fay理论修正模式计算,后一阶段采用油粒子方法模拟,通过“油膜粒子化”技术将两阶段进行衔接.数值模拟实验结果表明,该方法因充分考虑了溢油初始阶段的自身扩展过程,能够弥补油粒子方法的不足,符合溢油在不同时期扩散机制亦不同这一实际情况.     

生物组织散射相函数实验的研究

介绍了相函数在建立生物组织模型中的作用,分析了在测量生物组织散射相函数时存在的问题．利用Mie氏理论对不同偏振方向的偏振光被生物组织粒径范围内的单粒子散射后,在观测平面上的散射光强进行计算、比较得出结论：偏振光的偏振性对测量生物组织散射相函数的影响较大,通过实验方法获得精确的相函数时,要注意对所用实验光源偏振性的选择。     

荧光纳米粒子NaGdF_4:Eu的制备及其和生物分子的链接

为制备可用于生物分析的荧光标记物质,以硝酸钆、硝酸铕、氟化钠和柠檬酸钠为反应原料,控制反应溶液pH值为8.0,140℃反应4h,水热法合成了水溶性NaGdF4:Eu荧光纳米粒子.合成胶体粒子的荧光寿命为1.144ms,粒子荧光强度大且光学性质稳定.对合成粒子进行了表征.红外光谱实验表明,粒子表面包覆了柠檬酸盐.XRD实验表明合成粒子是六方晶系NaGdF4晶体,掺杂Eu3+进入NaGdF4晶格生成固溶体,粒子的晶粒度为11nm.TEM实验表明合成粒子分散性较好.用该粒子和胰蛋白酶进行了链接,链接后,NaGdF4:Eu的荧光光谱未发生改变,但粒子对胰蛋白酶的荧光发生猝灭.对荧光猝灭机理进行了探讨.     

谱色测温法相关应用问题的理论预测分析

在谱色测温应用中,该文将综合考虑探测传感器的动态范围及最低灵敏度等特性,对测量范围（测温范围和发射率范围）、测量分区等应用问题进行理论概述及分析;针对于本课题组已开发的谱色测温仪器,依据分析理论。通过数值模拟计算,给出该谱色测温仪器的测量范围的理论预测值,以及测量分区的理论分布;并通过高温黑体、标准温度灯等典型测量实验对上述分析理论与数值模拟结果进行了进一步的验证．该文的分析将为谱色测温仪器的应用提供必要的理论支持．