低能重离子轰击钛铝靶溅射原子能谱的理论

进一步发展了文献[8-9]的各项异性溅射理论,并运用该理论研究了低能氩离子和氙离子分别轰击钛靶和铝靶的溅射原子能量分布(或溅射原子能谱),以及溅射原子谱与离子入射角以及溅射原子出射角的关系.尤其对于氩离子轰击钛靶,作者只设置了唯一参数,新理论就可以很好的解释文献[10]的大量实验结果.当然,分析中,新理论忽略了电子阻止的贡献.对于较大的溅射原子出射角,理论值明显小于实验值,这可能是由于直接反冲对溅射原子谱的影响,因为新理论只适合于溅射碰撞级联,所以忽略了直接反冲的贡献.新理论与文献[10]大部分实验相符这一事实进一步证明了动量淀积在低能重离子碰撞溅射的重要作用,从而并进一步指导离子碰撞溅射的各种应用.     

飞行器涂层侵蚀机理分析

运用弹性碰撞理论,分析单粒子的冲击效应对飞行器涂层的影响。分别对单粒子对球体的斜碰撞中法向力和剪切力进行了计算和分析,得到了最大剥蚀效应时粒子的入射角度和飞行器涂层的最易侵蚀区域。计算结果与实际失效区域基本吻合。     

氩离子等离子体源离子注入的数值模拟

应用PIC-MCC方法模拟了氩离子等离子体源离子注入过程,考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,模拟了不同电压、不同气压及不同等离子体密度下氩离子到达靶表面的能量分布和入射角分布,讨论了碰撞对能量分布和入射角分布的影响.     

简易控制超音速火箭靶弹方案最优制导律设计

针对简易控制超音速火箭靶弹方案供靶弹道设计问题,提出了一种基于粒子群方法和Gauss伪谱法相结合的火箭靶弹供靶最优制导律设计方法. 该方法首先在爬升-拉平段,利用粒子群方法优化得出火箭靶弹在拉平段具有最大动能的最优射角和爬升段最优起控时间,然后利用Gauss伪谱法设计得出平飞供靶段最优控制律. 仿真结果表明,该方法能够快速获得最优方案供靶弹道和方案制导律,并且可以较好地满足供靶指标,为火箭靶弹供靶弹道设计提供参考.      

Water-driven structure transformation in nanoparticles at room temperature

The thermodynamic behaviour of small particles differs from that of the bulk material by the free energy term gammaA--the product of the surface (or interfacial) free energy and the surface (or interfacial) area. When the surfaces of polymorphs of the same material possess different interfacial free energies, a change in phase stability can occur with decreasing particle size. Here we describe a nanoparticle system that undergoes structural changes in response to changes in the surface environment rather than particle size. ZnS nanoparticles (average diameter 3 nm) were synthesized in methanol and found to exhibit a reversible structural transformation accompanying methanol desorption, indicating that the particles readily adopt minimum energy structural configurations. The binding of water to the as-formed particles at room temperature leads to a dramatic structural modification, significantly reducing distortions of the surface and interior to generate a structure close to that of sphalerite (tetrahedrally coordinated cubic ZnS). These findings suggest a route for post-synthesis control of nanoparticle structure and the potential use of the nanoparticle structural state as an environmental sensor. Furthermore, the results imply that the structure and reactivity of nanoparticles at planetary surfaces, in interplanetary dust and in the biosphere, will depend on both particle size and the nature of the surrounding molecules.     

中能级下(e,2e)三重微分散射截面的计算

入射能量为150eV时，电子入射离化氢原子，出射的2个电子共面但速度不同，引入一个实参数将总的动能算符分成两部分：结构因子和相关因子，讨论相关因子和入射角对recoil峰的影响。     

硅基微纳结构薄膜中全向光吸收效应

研究了一种由硅基光子晶体与金属复合微纳结构薄膜中的全向光吸收效应。与完整的硅/金属复合薄膜进行比较研究发现,在硅薄膜厚度相同的条件下硅基微纳结构薄膜能够使吸光度提高近70%。此外,结果显示这种光吸收增强效应对入射角度的变化不敏感。在以0°~60°角度入射的情况下,硅微纳结构薄膜都能够具备接近100%的光吸收。通过对能带以及场构型分析可以发现,这种现象产生的原因归结于金属平板与截断光子晶体中特殊的边界陷光效应和六角晶格的全向带隙。     

母弹近区子弹的弹道特性

在母弹(布撒器)-子弹气动干扰风洞实验结果的基础上,进行了母弹近区子弹弹道计算. 结果表明,母弹干扰对子弹的弹道特性有重要影响,在母弹近区必须使用包含母弹干扰的子弹的当地气动特性数据进行子弹的弹道计算;子弹的初始下抛速度缩短了子弹飞离母弹干扰区的时间;在干扰区内,子弹的攻角很小,不会出现翻滚与母弹相碰;在母弹近区,子弹与母弹的纵向相对速度很小,后排子弹也不会运动到母弹的尾翼区.     

风沙条件下颗粒对翼型流动分离的影响

运用延迟脱体涡模拟(delayed detached eddy simulation,DDES)技术对NREL S809三维翼型在洁净空气环境中和在不同直径颗粒环境下进行了数值模拟,由此预测了风沙环境下颗粒对翼型绕流分离的影响.研究结果表明:当攻角为8°时,DDES捕捉到了翼型吸力面的涡脱落现象,并且颗粒的加入显著地改变了翼型吸力面的涡脱规律,使得尾涡范围扩大、耗散更快,然而随着颗粒直径的增大,尾涡也逐渐恢复到接近洁净空气时的状态;当攻角较小(6°)时,翼型表面没有发生流动分离,颗粒的加入对流场的影响很小;当攻角较大(12°)时,颗粒对翼型绕流的影响也很小;不同攻角下颗粒对翼型升力系数有不同程度的影响.分析不同攻角下颗粒对翼型表面流动分离的影响规律表明:S809翼型绕流情况受颗粒影响最严重的攻角在7°~10°.     

气溶胶微粒红外消光特性的计算

根据Mie光散射理论,对球形微粒物质在红外波段的消光参数进行计算,认为给定波长时,物质皆有一个合适的半径,使其质量消光系数达最大;该半径比消光效率峰值相应粒径小.估算了SiO_2、碳黑、石墨和Al粉在3～14μm波段的最大消光系数及相应粒径。     

基于复模态法的深水钻井隔水管反冲响应力学特性

考虑隔水管在正常钻井作业过程中由于轴向拉伸储存的弹性势能和反冲过程中钻井液下泄时产生的黏滞阻力的共同影响,通过将隔水管离散化为三自由度质量-弹簧-阻尼系统,建立隔水管紧急解脱后的反冲响应力学分析模型和控制方程;以浮式钻井设备的升沉运动作为边界条件,以隔水管解脱前的变形为初始条件,考虑控制方程中阻尼矩阵不能被对角化的影响,采用复模态分析法对控制方程进行求解;根据实例分析得到反冲过程中隔水管底部总成(low marine riser package,LMRP)振动位移的变化规律,并讨论水深、波高、顶部张紧器弹簧刚度及解脱相位角等因素对LMRP振动位移的影响,研究隔水管反冲响应的主控因素。结果表明:在同样的作业条件下,水深越大,隔水管紧急解脱的安全作业窗口越小;波高越大,隔水管的反冲响应越剧烈;顶部张紧器的刚度是决定隔水管反冲特性的一个重要因素,张紧器刚度越小,LMRP与防喷器发生碰撞的可能性越大;解脱相位角对隔水管的反冲特性影响不大。     

Viscosity and aggregation structure of nanocolloidal dispersions

In this work,the effects of nanoparticle size,particle volume fraction and pH on the viscosity of silicon dioxide nanocolloidal dispersions are investigated.Both size and pH are found to significantly affect nanocolloid viscosity.Two models are used to study the effect of aggregate structure on the viscosity of the nanocolloidal dispersion.The fractal concept is introduced to describe the irregular and dynamic aggregate structure.The structure of aggregates,which is considered to play an important role in viscosity,is affected by both intermolecular and electrostatic forces.The particle interaction is primarily affected by particle distance and becomes stronger with decreasing particle size and increasing volume fraction.The aggregate structure is also affected by the pH of the solution.Studying the relationship between pH and zeta-potential shows that with the neutralization of charges on the particle surface and decreasing electrical repulsion force,the particle interaction becomes dominated by attractive forces and the aggregates form a more compact structure.     

沙尘微粒在硅橡胶绝缘材料表面的沉降模型

为研究电力设备表面积污分布规律,提出一种沙尘颗粒在硅橡胶绝缘材料表面的沉降模型.根据风速、颗粒粒径、密度、入射速度及壁面弹性系数和摩擦系数等实际因素,建立了沙尘颗粒一硅橡胶材料表面的碰撞方程以及沙尘颗粒沉降的判别条件,并对该沉降模型进行数值求解.分析实验结果表明,湍流中心积污多于湍流边缘,背风面积污较迎风面均匀,这些和沙尘暴模拟实验所测结果相同.该模型能够为人工无法完成的测量复杂外形的表面积污提供指导,对电力设备防污闪的深入研究具有积极意义.     

地球磁场中任意投掷角的带电粒子运动轨迹

磁暴和亚暴过程中等离子体片带电粒子的注入严重影响了地球空间环境,导致环电流的增强或衰减,形成质子极光,影响中高层大气的物理化学过程。本研究利用UBK方法计算了穿越子夜(MLT=0)不同能量和投掷角的质子和电子漂移轨道,分析了粒子的来源区域和后续轨道特征。研究结果表明,穿过L=7的投掷角为90°的质子,能量低于~2keV时会逆时针绕地球作漂移运动,能量高于~4keV时则会顺时针绕地球作漂移运动。能量高于15keV的质子的漂移轨道形成闭合轨道。穿过L=7的投掷角为90°的电子均绕地球逆时针漂移,且能量高于5keV时形成闭合轨道。穿过L=4的质子,除了10keV左右的质子,轨道都呈现闭合状态,说明从等离子片来的10keV左右的质子可以更靠近地球;穿过L=4的电子都处在闭合轨道上。投掷角越小的质子越偏向于向晨侧运动,能量越高的质子受投掷角变化影响越小,投掷角的变化对电子的轨道几乎没有影响。Kp指数较大时,粒子的运动方向随能量变化不明显,但是轨道更难闭合,并更接近地球。     

基于样条理论的自动垂直泊车轨迹规划

分析泊车轨迹曲线设计要求并综合B样条曲线特点,提出基于B样条曲线理论通过对轨迹控制点优化进行自动垂直泊车轨迹规划的方法.分析泊车过程中存在的可能性碰撞点,并建立相应的避撞约束函数.考虑泊车环境障碍约束、车辆自身参数约束、泊车初始点方位约束、泊车终点位置约束,以泊车轨迹的最大曲率值最小化为目标,以轨迹曲线控制点为变量,根据Ackerman转向原理建立车辆运动轨迹多约束方程.分别对一般泊车环境和狭小空间泊车环境进行泊车轨迹规划,利用Matlab软件非线性约束优化函数求得轨迹控制点,得出轨迹曲线.仿真结果表明:对于一般泊车环境该方法能使车辆无碰撞地进入车位,且满足泊车轨迹曲率连续性;对于相对狭小泊车环境,也能求得一组轨迹控制点,通过不断调节前轮转角实现车辆无碰撞地泊车入位并保证了轨迹曲率的连续性.仿真结果表明了基于样条理论的泊车轨迹规划方法可实现车辆无碰撞地泊车入位,并满足轨迹曲率连续性要求,有效地解决了泊车过程中停车转向问题.     

基于改进粒子滤波的声图像多目标跟踪方法

摘要：
针对利用声图像实现水下多目标跟踪问题,提出一种改进的粒子滤波多目标跟踪算法.通过引入联合概率数据关联算法,建立了联合概率数据关联 粒子滤波算法模型,使粒子权值中得以反映量测与目标轨迹间的关联概率,有效保证了各目标跟踪轨迹的连续性.采用了包含距离及角度的双重跟踪门得到确定矩阵,使跟踪精度得以提高.补充了轨迹起始及轨迹终结方法,以对跟踪过程进行完善.最后,通过水下多目标跟踪试验,对比分析了不同数据关联算法的试验结果,验证了所提方法的有效性,为基于前视声纳的多目标跟踪提供了一种更为有效的方式. 关键词：
联合概率数据关联; 粒子滤波; 目标跟踪; 前视声纳 中图分类号： TP 39
文献标志码： A     

波浪对船舶碰撞影响研究

船舶碰撞多发生在一些比较恶劣的海况下,事实上碰撞过程是碰撞作用和外部环境荷载作用的耦合.基于非线性有限元方法,建立了考虑波浪作用的船舶碰撞模型,对碰撞过程进行了数值仿真模拟.将有无波浪存在下的碰撞结果进行了对比,并分析了波浪波高以及波浪入射角度对被撞船舷侧结构的影响.结果表明,在一定情况下波浪对碰撞过程有不利的影响,并从工程角度给出一些指导建议.     

单三重混合态的量子干涉效应

为了更深入地研究分子碰撞转动传能中干涉通道间量子干涉效应的本质,采用量子力学的一级波恩近似、各向异性相互作用势和直线轨迹近似,建立了单三重混合态Na2分子与Na(3s)的碰撞传能的干涉相位角的理论模型,得到了计算干涉相位角的方法.研究得到:影响干涉相位角的实验条件,干涉角和碰撞速度和碰撞参数的关系.此模型的建立有利于指导利用分子束进行此类实验,从而更清晰地理解量子干涉内部信息.     

大颗粒流化床中颗粒受力的数值模拟

通过数值计算模拟了大颗粒鼓泡流化床中颗粒的受力情况．在模拟过程中，气相采用了欧拉描述方法，颗粒相运动过程的模拟采用了离散单元法．利用软球模型模化颗粒之间的碰撞力，分别研究了3种流化数下温度为300K、内含11000个直径3mm颗粒的流化床中，瞬间颗粒受力在床内的分布情况．结果表明：在通常情况下，乳化相区域颗粒受到的气体曳力平均值一般是其自身重力的1～2倍；除气泡内部外，颗粒所受到的碰撞力亦高于颗粒自身的重力；流化数越高，则床内碰撞力越大，当流化数为1．67后，碰撞力已成为影响床内颗粒无规则运动的主要因素．     

近零介电常数区超导界面的古斯-汉欣位移

对相同的结构,构造材料的光学特性不同,古斯-汉欣(Goos-H?nchen,GH)位移也会不同。在近零介电常数区,对介质-超导界面上反射光的GH位移进行了理论研究。结果表明,GH位移与超导材料介电常数为零时的波长(定义为阈值波长)相关。当入射光波长小于阈值波长时,不同偏振态的入射光的GH位移随入射角和介质折射率的变化规律基本相同。当入射光波长大于阈值波长,对s波,GH位移为正值,而对p波,GH位移为负值。当以阈值波长入射,除了在以接近0°的小角度入射时,GH位移基本保持为某一常数,不随入射角的改变而变化。零折射率材料在光子学领域具有广泛的应用,计算结果为基于超导材料的新型光子学器件研究开发提供了参考。