双频交流电场对超晶格中电子漂移速度的影响

利用半经曲理论得出了超晶格中电子漂移速度与外加双频交流电场的电场幅值和电场频率的关系，并且利用数值方法，计算了在相差和频率不同时，漂移速度随电场幅值的变化关系，也计算了在相差和频率之比不同时，漂移速度随电场频率的变化关系。     

TFEL器件SiO2加速层载流子加速研究

通过对薄膜场致发光器件分层结构加速层电子加速过程的研究，提出了缺陷能级辅助电子加速机制．根据陷阱填充动力学模型，定性解释了陷阱填充过程以及电子填充陷阱随电场的变化．通过对加速层载流子输运的分析，探讨了加速层导电机构、陷阱能级对输运的影响以及发光亮度与加速层厚度的关系．     

接触势电源其内部电场的含义

首次提出电子等效扩散电场的概念,很好地解释了接触势电源外接负载时,其内部电场的确切含义．     

湿式电迁移烟气脱硫技术研究

介绍了湿式电迁移烟气脱硫试验,利用SO2在放电条件下能俘获电子形成负离子,并在电场作用下发生迁移的特性,将电晕放电和湿式水膜结合起来进行烟气脱硫．通过模拟试验,研究了模拟烟气参数、反应器结构及放电特性等因素对SO2电迁移和脱硫效率的影响．试验结果表明：SO2在放电电场中具有电迁移的能力,系统脱硫效率随电压升高、放电区长度和输入功率增加而增加,脱硫效率可以达到90％以上．     

直流电场中甲烷气体的分解过程

采用Monte Carlo模拟方法,对直流电场中甲烷分子的分解过程进行研究,计算出电子在甲烷气体中的漂移速度,结果与实验符合得很好,同时,得到了甲烷分解碎片的空间分布曲线.这些结论对于EACVD合成金刚石薄膜的动力学研究有重要意义.     

2H-SiC体材料电子输运特性的EMC研究

目的　对2H SiC体材料的电子输运特性进行研究。方法　在最新能带结构计算的基础之上,采用非抛物性能带模型和多粒子蒙特卡罗(EnsembleMonteCarlo,EMC)方法。结果　计算表明:低场下,温度一定时,2H SiC纵向电子迁移率比4H SiC和6H SiC都高,横向迁移率则较为接近。296K时,由EMC方法得到的纵向电子饱和漂移速度为2.2×107cm/s,横向电子饱和漂移速度为2.0×107cm/s。当电场条件相同时,2H SiC同4H SiC以及6H SiC中的纵向电子平均能量相差较大。在阶跃电场强度为1000kV/cm时,其横向瞬态速度峰值可达到3.2×107cm/s,反应时间仅为百分之几皮秒量级。结论　可以被用来设计SiC器件和电路。     

与二维电子气耦合的双量子点中的自旋极化输运

研究磁场作用下与左右两个二维电子气耦合的双量子点系统中的自旋极化输运过程.结果发现当两个量子点靠近时,电导中会出现Dicke效应导致的不对称尖峰.随着量子点间的距离增大,Dicke尖峰变宽并向低能级方向移动.当磁场只施加在二维电子气中时,量子点中的电导是自旋无极化的;但是当量子点的能级发生塞曼分裂时,电导中自旋朝上和朝下电导的尖峰在能量空间向相反方向移动,但保持大小不变.计算结果还发现两个量子点能级的差会在电导的Dicke尖峰附近产生额外的谷,并降低尖峰的高度.所研究的结构有望用于自旋过滤或分离装置.     

非均匀电场中电子在H2/CH4混合气体中运动的数值模拟

用Monte Carlo数值模拟方法研究了辉光等离子体辅助化学气相沉积法(GPCVD)低温合成金刚石的过程中,电子在H2/CH4混合气体中的运动.本文在数值模拟中,采用非匀强电场,并考虑了电子的雪崩过程,实现了对须跟踪的粒子数不断增长的系统的Monte Carlo模拟,给出了电子的能量分布及角分布.     

非均匀电场中电子在H2/CH4混合气体中运动的数值模拟

用Monte Carlo数值模拟方法研究了辉光等离子体辅助化学气相沉积法(GPCVD)低温合成金刚石的过程中,电子在H2/CH4混合气体中的运动.本文在数值模拟中,采用非匀强电场,并考虑了电子的雪崩过程,实现了对须跟踪的粒子数不断增长的系统的Monte Carlo模拟,给出了电子的能量分布及角分布.     

磁场对放电阴极区中电子能量及角分布的影响

采用Ｃｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟方法研究了磁场对直流辉光放电阻极鞘层中电子能量及角分布的影响。磁场垂直于阴极鞘层中电场的方向。电子与中性粒子的碰撞过程由自散射技术处理。计算了电子与中性粒子的非弹性碰撞次数。着重研究了电子的能量和散射角分布。结果表明，横向磁场能在一定程度上改变直流放电中电子的输运过程。磁场中电子与中性粒子的非弹性碰撞增强，这一结果与实验结果基本一致。     

能量速度与相速之间关系的讨论

Brillouin于 1 932年引出了能量传输速度的概念。 1 947年Rytov在波包群速度概念的基础上 ,证明了在无吸收介质中群速度与能量传播速度之间的关系。本文对能量传播速度公式中的平均能量密度及能量平均通量密度用瞬时物理量来代替 ,从而把能量速度的概念推广到包括静电磁场在内的普遍情况。另一方面 ,考虑到电场和磁场是电磁张量的不同分量 ,认为存在这样一种坐标变换 :即原坐标系中有能量速度 ,而在新坐标系中无能量速度。本文具体地找到了这样一种变换 ,且证明了在无吸收介质中上述新旧两个坐标系之间的相对速度就是能量速度。由能量速度与相速之间的关系说明了能量速度是区别于相速、群速的更一般的物理概念。对于它的深入研究有助于了解各种复杂电磁场问题中能量的传输机理     

圆柱表面电渗驱动液体薄膜流动特性

以Debye-H¨uckel假设近似下线性化的Possion-Boltzmann方程和黏性不可压缩流体运动的Navier-Stokes方程为基础, 采用漏电介质模型, 分别研究了直流(direct current, DC)稳恒电场和交流(alternating current, AC)周期电场驱动下柱体表面电渗驱动液体薄膜问题, 得到了流场的电位势、速度分布的精确解. 结果表明, 定常解的流速与电位势仅相差一个常数, 而自由面上流速只与自由面电位势和圆柱固壁电位势的比值α有关. 周期电场下的流速振幅、流场中与固壁双电层中的流速相位差, 均与雷诺数有密切的关系: 当雷诺数较小时, 周期电场下流速振幅与定常解相近; 随着雷诺数的增大, 固壁附近流速振幅减小, 相位差增大. 当α较小时, 自由面上流速振幅随着雷诺数的增大而减小; 当α较大时, 流速振幅随着雷诺数的增大而增大.     

电除尘器宽间距效应的模拟与分析

宽间距电除尘器近１０年来得到了迅速的发展和广泛的应用。作者利用有关实验结果，对原电除尘器数学模型中关于返流损失校正部分的计算进行了修正。利用修正后的模型，在极间平均场强一定的情况下，对板间距增大（３００～６００ ｍｍ）时除尘效率，电场特性、粉尘驱进速度、空间电荷密度以及粉尘荷电性能等的变化情况进行了较全面的分析。在平均板电流密度一定的情况下，分析了大直径电晕极与宽间距配置下的场强变化情况     

基于电磁场合矢量的陷落柱三维模拟及其探测

为了了解瞬变电磁场在含水陷落柱中的传播过程及电磁场响应特征,为瞬变电磁法超前探测掘进头前方的含水区提供理论支撑。建立矿井全空间含水陷落柱的地球物理模型,采用基于Yee网格的三维时域有限差分算法,模拟了电磁场的扩散过程,分析了在含水陷落柱影响下的全空间瞬变电磁场的时空分布特征,对电磁场某一方向上的分量进行了分析,并首次基于电场合矢量进行了详细描述,分析了电场合矢量的传播规律及响应特征,最后通过数值模型算例以及实际应用来验证瞬变电磁法探测含水陷落柱的有效性和适用性。结果表明：数值模拟采用适合瞬变电磁场计算的CPML(卷积完全匹配层)边界进行求解,可以减弱截断边界对计算结果的影响;模拟过程中含水低阻体能够显著地影响瞬变电磁场扩散过程,随着感应电场向上下空间不断地扩散,由于电场EX、Ey和Ez至少有两个极值的存在,若电场的畸变较小时,变化情况容易被淹没,一定程度上影响了异常体位置的准确判定,说明仅利用单一方向场量不利于分析低阻异常体的确切范围;而用合矢量来描述电磁场的扩散过程,感应电场合矢量仅有一个极大值,位于图形中心,感应电场此时已经到达低阻陷落柱内部,电场的分布受到陷落柱的的显著影响,用合矢量来描述电磁波的扩散情况,可精确分析出异常体的位置,更能体现低阻体的电性、形态、位置等特征;实际应用也表明瞬变电磁法不仅可以探测到掘进头前方的含水陷落柱,还可以确定其方位和距离,说明数值模拟和实际应用都表明瞬变电磁法是探查含水陷落柱的有效方法之一。     

A laboratory test of the electrification phenomenon in wind-blown sand flux

The measured data in the wind-tunnel tests show that the wind-blown sand particles acquired a negative charge when their diameters are smaller than 250 μm and positive charge when their diameters are larger than 500 μm, which confirms Latham’s assumption that the large particles in wind-blown sand flux acquired positive charge while negative charge developed on small ones. In the meanwhile, the measured data also show that the average charge-to-mass ratio for wind-blown sand particles decreases with the increase of the particle diameter and the wind velocity, and increases with the rise of height. The electric field in wind-blown sand flux is mainly formed by the moving charged sand particles. Its direction is vertical to the Earth’s surface and upward, which is opposite to that of the fair-weather field. The electric field increases with wind velocity and height increasing. These experimental results will lay the foundation for developing the theoretical analysis of the electrification phenomenon in wind-blown sand flux.     

均匀电磁场中带电粒子的运动学特性

通过对不同电磁场环境中的带电粒子受力情况研究带电粒子的运动规律。带电粒子只受电场或只受磁场作用时,其运动轨迹分别是抛物线或螺旋线。当带电粒子受电磁场作用时(带电粒子初速度、电场与磁场两两相互垂直或磁场垂直于初速度与电场构成的平面且初速度与电场成任意角度),得出带电粒子的运动方程。     

电场作用下多孔介质中单相流体的渗流速度

研究了外电场对多孔介质中单相流体渗流速度的影响。根据渗流力学和电渗理论,推导了外电场作用下多孔介质中单相流体渗流方程,建立了有限元数值模型,采用有限元方法进行了数值模拟。计算结果与实验结果拟合很好,二者之间的相对误差在5%左右。在此基础上探讨了外电场对多孔介质中单相流体渗流速度的影响,结果表明:在压力保持不变情况下电场可以将流体渗流速度增大1~7.5倍;相同电位梯度情况下,压力梯度越大,渗流速度之比越小。     

不同周围流速和电压下的绝缘子积污特性

为了研究绝缘子在不同电压下表现的积污特性，利用流体力学的相关知识和电场理论，建立了模拟风沙的多物理场仿真模型.研究结果表明，周围流动速度较小时，绝缘子两端的电压增大，积污质量发会有一定程度的增加，且积污与电场力的变化密切相关，结合静电场分析会更准确；周围流动速度较大时，即使电压增大，积污质量也不会发生太大的变化.     

不同周围流速和电压下的绝缘子积污特性

为了研究绝缘子在不同电压下表现的积污特性，利用流体力学的相关知识和电场理论，建立了模拟风沙的多物理场仿真模型.研究结果表明，周围流动速度较小时，绝缘子两端的电压增大，积污质量发会有一定程度的增加，且积污与电场力的变化密切相关，结合静电场分析会更准确；周围流动速度较大时，即使电压增大，积污质量也不会发生太大的变化.     

矿井瞬变电磁场的倍数现象

为了准确计算矿井瞬变电磁场的磁场参数基于瞬变电磁场全空间和半空间研究理论研究矿井瞬变电磁场磁场强度与半空间瞬变电磁场磁场强度的关系提出矿井瞬变电磁场的倍数现象并在矿井中进行探测应用。研究结果表明全空间瞬变电磁场磁场强度与半空间瞬变电磁场磁场强度存在倍数现象即早期存在2倍的关系晚期存在2.5倍的关系延伸矿井瞬变电磁场磁场强度、电场强度、视电阻率计算也存在一定的倍数关系倍数现象的提出对研究矿井瞬变电磁场在理论和实践上具有重要的参考价值。