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2016年, 第33卷, 第4期
刊出日期：2016-07-25 上一期    下一期
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磁流体方腔槽道流整体线性稳定性数值方法研究 胡军, 刘婵, 张年梅, 倪明玖 2016, 33(4): 379-390.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3814KB) ( )   将Chebyshev谱配置法和基于非均匀网格的高阶FD-q差分格式运用于磁流体方腔槽道流整体线性稳定性研究，比较两类数值方法的优缺点.Chebyshev谱配置法收敛快且精度高，但需要构造非常庞大的满矩阵，存储量和计算开销巨大；高阶FD-q差分格式采用了基于Kosloff-Tal-Ezer变换的Chebyshev谱配置点作为离散网格，在保持较高网格收敛精度的同时，差分格式可以采用稀疏矩阵进行存储，显著降低了存储量和计算开销.相比传统的谱配置法，基于非均匀网格的高阶FD-q差分格式计算效率得到显著的提升，将高阶FD-q差分格式运用于非正则模线性最优瞬态增长的计算，计算效果良好.

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管流中注入粒子的非定常波系的数值研究 殷景岳, 罗喜胜 2016, 33(4): 391-398.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2549KB) ( )   使用二维有限体积方法，对在管流中固定位置处注入静止固体粒子的可压缩含灰气体流动进行数值模拟，讨论流场和粒子在过程中的耦合，研究质量增加和热量变化所产生的非定常波系，分析物理参数在过程中的变化.结果表明，在添质和加热过程中，流场会产生不同类型和不同强度的非定常波，在分析其物理规律的同时，讨论添质和加热相互作用导致的波系间转换，最后求解流场中各区域的热力学参数，得到不同的流场速度和粒子温度情况下各非定常波波强的相图，定量解释改变参数引起的非定常波变化规律.

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多孔介质中化学反应对非等粘流体混合过程影响的格子Boltzmann研究 雷体蔓, 孟旭辉, 郭照立 2016, 33(4): 399-409.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(4015KB) ( )   利用格子Boltzmann方法和GPU计算技术，在孔隙尺度上模拟多孔介质中包含界面化学反应的粘性指进现象，定量分析化学反应对流体混合的影响.采用单浓度变量的双稳态模型来描述界面反应，而各向同性的多孔介质则通过四参数法生成.研究发现化学反应能减小指进界面厚度，抑制流体的混合，甚至会出现反混合现象，并且随着反应速率的增加，影响越明显.

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单杠结构差分离散系统的振动反问题 何敏, 章礼华, 王其申 2016, 33(4): 410-418.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(932KB) ( )   研究组合结构中的杆-梁-杆组合单支结构，或称单杠结构的模态反问题，从数学上证明单杠结构差分离散系统固有振动的刚度矩阵的符号振荡性，并导出其频率和振型的一些定性性质.在此基础上，探讨由两组位移或应变振型及相应频率构造物理参数的条件和方法，给出两个计算实例.讨论结构参数关于其几何对称轴具有对称性的条件下的模态反问题，并给出计算实例.计算结果表明，上述反问题提法合理，解法正确.

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正交各向异性材料切口尖端热弹奇性特征分析 姚善龙, 程长征, 牛忠荣 2016, 33(4): 419-426.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1111KB) ( )   研究正交各向异性平面V形切口，计算其热弹奇性特征.通过引入切口尖端物理场的渐近级数展开式，将应力和热流平衡方程转化为关于奇性指数的特征常微分方程组，采用插值矩阵法求解，获取切口尖端的热流、应力奇性指数和对应的特征角函数.算例表明，该法精度高适应性强.

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含相变材料玻璃类围护结构传热系数分析 刘昌宇, 李仔武, 李栋 2016, 33(4): 427-433.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2146KB) ( )   建立太阳辐射加热下含半透明相变材料类玻璃围护结构的一维相变导热和辐射耦合稳态传热模型，采用控制容积法结合布格尔定律，数值求解含相变材料玻璃围护结构内部的能量传递，分析相变材料的辐射物性参数和室内外环境因素对其传热系数的影响.结果表明，计算相变材料类玻璃围护结构传热系数需要考虑其半透明性；传热系数不仅受物性参数和环境因素的影响，还与材料的液相率与透光率等因素有关.

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圆柱体外SGEMP的三维数值模拟 孙会芳, 张芳, 董志伟 2016, 33(4): 434-440.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2913KB) ( )   研究复杂模型的系统电磁脉冲（SGEMP）特性，开发三维全电磁粒子模拟程序，用Monte Carlo方法计算电子发射的余弦角分布和指数能谱分布，作为校验，首先模拟光电子由圆柱端面向外发射的SGEMP模型，并与文献二维计算结果对比；用该程序对半径为10 cm，长度为20 cm的圆柱体只有一半侧面向外发射的三维SGEMP进行模拟，发现当发射电流为3.3A时，产生的电场最高可达56 kV·m-1，磁场高达3.0×10-6 T.

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低频Alfvén波多波相干加热粒子模拟 李芙屹, 向东, 龚学余, 路兴强 2016, 33(4): 441-446.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2147KB) ( )   采用粒子模拟方法，考察多支沿背景磁场方向传播的低频Alfvén波对磁化等离子体的加热过程，研究不同频率的多支低频Alfvén波相干加热.结果表明可以通过调整波的频率比实现对非共振加热过程和随机加热过程这两个阶段的强化.符合相干共振条件的多波加热会强化低频Alfvén波对粒子拾取，进而强化非共振加热，明显提高加热效率.在多波加热的过程中，如果多支波之间的频率差足够小，则多波在调制过程中会形成波包.波包的出现标志着粒子各向异性的强化，从而提升随机加热效率.

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托卡马克等离子体不同平衡位形下的电子回旋波电流驱动 钟翊君, 龚学余, 李新霞, 李景春 2016, 33(4): 447-452.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1542KB) ( )   在给定的等离子体总电流和中心电流密度条件下，数值求解平衡方程，求出不同拉长比和三角形变因子的托卡马克等离子体温度、密度、磁场分布，然后通过求解波迹方程和Fokker-Planck方程，分别计算这些位形下的电子回旋波波迹和电流驱动.结果表明：电子回旋波X模从顶部发射时，随着拉长比的增大，波迹会向弱场侧偏移.电子回旋波X模从弱场侧发射时，电子回旋波在等离子体中传播沉积的功率份额随着拉长比的增大而增加，驱动电流位置随着三角形变因子的增大向等离子体中心移动.驱动电流位置随环向和极向发射角的减小向中心移动，对应的电流密度峰值也变大.

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飞秒激光参数对四态阶跃型分子光电子能谱的影响 李月华, 郭玮 2016, 33(4): 453-459.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2112KB) ( )   利用含时波包法研究三激光场中四态阶跃型K2分子光电子能谱的Autler-Townes（AT）分裂.研究第二束激光场强和波长对AT分裂的影响.共振时，光电子谱为对称三分裂，非共振时，不对称三分裂逐渐变为双分裂.波长增加，谱峰以不等位移向低能方向移动.边峰间距不随波长的改变而改变，随场强增强而增大.研究结果为进一步从第一性原理的理论研究提供有用的信息，为实现分子的光控制及量子调控提供重要参考.

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超精细能级中133Cs激发态|62P3/2F>(F=2,3,4,5)原子与理想金属表面间范德瓦尔斯作用系数C3的估算 魏奶萍, 赵小侠, 李莉, 张彦鹏, 李院院, 徐可为 2016, 33(4): 460-466.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(589KB) ( )   利用碱金属原子与理想金属表面间范德瓦尔斯（vdW）作用势和不可约张量方法，计算133Cs激发态|62P3/2F>（F=2, 3, 4, 5）原子超精细结构的C3系数.数值分别为：4.3385 kHz·μm3、4.3619 kHz·μm3、4.3680及4.3467 kHz·μm3.与其它理论数据和实验数据比较，结果表明本文所得到的133Cs激发态|62P3/2F>（F=2, 3, 4, 5）原子的C3数值是可靠的.

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合金渗碳体稳定性研究 王红军, 刘宏玉, 卢建夺, 林冲, 徐红兵 2016, 33(4): 467-476.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1365KB) ( )   依据固体与分子经验电子理论，建立“实际晶胞模型”，采用统计法计算合金元素M（Cr、V、W、Mo、Mn）取代渗碳体（θ-Fe3C）不同位置和数目的Fe1、Fe2后的价电子结构.定义稳定性因子P并讨论分析不同位置、数目和类型的Fe原子被M取代后，P的变化规律.结果表明：晶格电子密度、原子键对称性和键能，对稳定性有重要影响；M取代Fe2比取代Fe1稳定，Cr、Mo、W、V成对取代2、3或6、7位置的2个Fe2最稳定；合金渗碳体的稳定性按W、Cr、V、Mo、Mn的顺序递减.

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缺陷TiO2中铁磁性的第一性原理计算 宗兆存, 张存喜, 钦小平 2016, 33(4): 477-482.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(5108KB) ( )   计算钛空位（VTi）和氧空位（VO）共存情况下未掺杂金红石TiO2的铁磁性.发现VO可以产生局域磁矩，由它引起的自旋极化比VTi引起的更加局域，导致VO之间的铁磁耦合作用弱于VTi之间的铁磁耦合作用.VTi之间的铁磁耦合在引入VO之后进一步加强.VO引入的电子调制两个分离的VTi之间的长程铁磁耦合.加入VTi之后，两个VO的磁矩猝灭，当VO的数量多于VTi的数量二倍时，VO会对磁矩有贡献.结果与实验发现的VO可以提高铁磁有序，并且总的磁矩会随着VO数量的增多而增加的结果符合很好.

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Bi4Se3薄膜的声子结构及电声子相互作用的第一性原理研究 刘霞, 杜晓, 张骏杰, 黄桂芹 2016, 33(4): 483-489.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2478KB) ( )   基于密度泛函微扰理论，运用第一性原理研究两种终结面的Bi4Se3薄膜的声子结构和电-声子相互作用.结果表明两种终结面的Bi4Se3薄膜体系都是动力学稳定的. Bi4Se3薄膜中插入的Bi2双原子层与Bi2Se3五原子层的声子投影态密度并不完全匹配，这会阻碍部分声子的输运，降低热导，从而有利于提高材料的热电性能.另外，两种终结面的Bi4Se3薄膜的电-声子耦合系数都不太大（约0.278），有利于制备基于室温工作的电子学器件.

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过渡金属掺杂GaN的电子结构和光学性质理论研究 董艳锋, 李英 2016, 33(4): 490-498.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(6320KB) ( )   采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法计算不同过渡金属（V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni）掺杂GaN的电子结构及光学性质，分析掺杂对电子结构及光学性质的影响.结果表明，过渡金属掺杂在GaN的禁带中引入杂质能带，除掺Fe体系外其它掺杂体系都表现为半金属性.除掺Fe和Ni体系在低能区没有出现光吸收外，其它体系均在低能区杂质能级处出现光吸收.

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光电延迟反馈系统几种混沌路径的仿真分析 包秀荣 2016, 33(4): 499-504.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1826KB) ( )   对非线性光电延迟反馈系统的响应时间序列进行数值分析.模型反馈循环中加入带通滤波器，建立非线性光电延迟反馈系统的数学模型.用龙格-库塔数值分析方法，通过调节参数，发现两种产生混沌信号的路径.设置特定φ时，在低反馈增益情况下，系统输出快速方波信号或慢速周期震荡信号，随着反馈增益的增加，系统输出出现复杂周期信号或混沌breather现象；在高反馈增益时，系统输出从不同的动力特性变成混沌状态.