优化计算物理课程设计的探索与实践

课程设计是将课程理论转化为课程实践的重要环节。文章以硕士研究生计算物理课程为例,在分析计算物理课程特点的基础上,从教学内容的选取、资料的选择、时间的分配、模式的设置及考核机制的建立五个方面探讨了优化计算物理课程设计的思路和方法。

^(237)Np在饱和浙江红粘土中迁移参数的优化

依据放射性核素237 Np在浙江红土饱和土柱中浓度分布,采用单纯形优化算法对237 Np在饱和浙江红粘土中的迁移参数进行了优化,得到的目标函数χ2为0.45,而用实验测得的迁移参数计算得到的目标函数χ2为0.75。结果表明:迁移参数的优化结果与实验测量结果有很好的一致性,可直接依据核素浓度分布采用优化方法确定核素迁移参数。

超导量子干涉仪与声核共振现象相结合探测封闭铅金属壳内表面的微量氧化情况

设计内表面微量氧化的封闭Pb^(207)(I=1/2)金属圆筒模型与球壳模型,在使用超导量子干涉仪测量内表面氧化物β-Pb^(207)O声核信号的前提下,分别进行公式推导与验证,为后续实验测量半导体材料中的偶极矩耦合信号进行理论计算。在相应的条件下,得到超导量子干涉仪磁通变化与可测量的氧化物质量范围以及所加外场之间的关系,并探讨使用超导量子干涉仪探测封闭金属圆筒与球壳内表面氧化物的声核共振现象的可行性与优越性。最后,设计了一套使用超导量子干涉仪测量声核参量的实验方案。

铅组件模拟钚组件氧化腐蚀性试验

用铅材料代替钚材料对组件进行了超声无损检测,利用仿真软件对铅组件的腐蚀性进行仿真。对仿真结果分析得出,超声波脉冲反射法对铅部件进行腐蚀缺陷检测和氧化层密度变化检测是可行的。通过分析含铅多层金属和含钚多层金属声学特征的相似性,为进一步研究放射性钚材料的氧化腐蚀性提供理论支持平台。

核磁共振技术检测钚复合构件

该文仿真计算在不同外磁感应强度下,钢铍钚复合构件各球壳静磁场分布及缺陷样品磁场分布情况。结果表明:不同的磁场强度和磁导率对复杂金属结构的磁场分布不一样,总的来说,磁感应强度越大,磁导率越小,则各球壳层磁场强度越大。外磁场能够深入钚复合构件多层结构且保持一定强度和均匀性,满足声-核磁共振无损检测系统的要求。最后对无缺陷和有缺陷的样品进行磁场分布模拟,对比结果表明:钚复合构件中气泡、裂纹等缺陷可通过探测磁场分布进行定性判断,为下一步声核磁共振检测技术奠定理论基础。

LiH和LiT与H_2O反应机理研究

氢材料在微量H2O、CO2、O2和N2存在下可能发生物理化学反应,使材料的物理品位下降。由于反应过程十分复杂,很难从实验上准确获取这类反应的最佳通道和具体产物信息,因此,从理论上研究氢材料分子的物理化学性质及其化学反应机制,了解化学反应过程具有十分重要的意义。本文使用Gaussian03软件包和Gaussview工具软件,在6-311G(d)全电子基函数水平上,应用二阶微扰理论优化得到了6 LiH、6 LiT与H2O反应的中间体、过渡态及产物的结构,总能量,振动频率和零点能等。通过计算发现6LiH、6LiT均只有1个反应通道,6LiH与H2O反应的焓变、活化能和反应速率常数分别为-156.99kJ/mol、8.95kJ/mol和3.75×1010(mol·dm-3)-1/s,6 LiT与H2O反应的焓变、活化能和反应速率常数分别为-159.02kJ/mol、9.92kJ/mol和1.72×1010(mol·dm-3)-1/s。