基于第一性原理的固氖零点振动能的量子理论计算

基于第一性原理,运用原子团簇理论和Hartree-Fock方法计算了固氖fcc结构最近邻原子间距为1.6~2.5的零点振动能、Gruneisen系数及其零点振动压强,并与已有文献进行比较.结果表明：固氖晶体的零点振动能相对于多体相互总能很小,大约为总能的6%左右,但不可忽略,且零点振动能随着原子间距和体积的增大而减小;Gruneisen系数随着体积的增大而增大,并始终处于1和2之间;零点振动引起的压强与前人的结果符合很好,零点振动对压强的贡献大约为总压强的3%左右,因而由此引起的压强计算误差并不大,但体积减小到某一固定值时须考虑零点振动压强,不可忽略.

多体相互作用对固氖物态方程的影响

基于原子团簇理论与多体展开方法,运用从头算自洽场方法计算固氖面心立方结构（fcc）最邻近原子间距在1.65~3.00之间的两体、三体和四体相互作用能及其对物态方程的影响。结果表明：原子势能的多体展开级数是一交错级数,其中偶数体势对原子势的贡献为正,奇数体势对原子势的贡献为负;在R≥2.60的区间原子势能的多体展开式只需考虑两体势即可,在1.80≤R〈2.60的区间里原子势能的多体展开式需要考虑到三体势的贡献,在R〈1.80的区间原子势能的多体展开式需要考虑到四体势的贡献;只考虑两体相互作用时固氖的压缩特性表现过硬,考虑三体相互作用后基本上与实验结果吻合,压强范围已经达到目前的实验数据值（0~208GPa）,考虑到四体相互作用后对压强研究区间已经达到240GPa,而在高于240GPa以上的压强区域需要考虑更高多体相互作用才能准确地解释。

悬浮固粒分区存在对射流稳定性的影响

本文利用气固两相耦合模型,理论推导出大雷诺数下悬浮固粒分区存在的射流稳定性方程,通过数值计算得到了固粒存在不同流域时流场扰动放大因子曲线和波速曲线。进而,在分析所得稳定性曲线的基础上,得到了关于固粒充满全流场、存在于射流区及存在于非射流区对流场中扰动增长及扰动传播影响的重要结论。这些结论对于气固两相射流场发展的认识和工程实际中实施对气固两相射流场的人工控制有指导意义。

基于第一性原理计算固氖单原子对体系结合能的贡献

基于第一性原理,运用多体展开理论和原子团簇理论,通过拟合两体相互势能和总的相互势能,提出了一种计算fcc固氖结合能的简便新公式,并利用新公式的结果对固氖结合能和高压压缩特性与实验值做了比较。结果表明:这个新公式能够简单、准确地描述固氖的结合能和高压物态特性,且在整个实验压强范围内(0~238 GPa)与DAC实验值完全吻合,误差在3%以内。这个公式对各种状态的所有惰性元素结合能和高压压缩特性的研究具有重要意义。

固氖高压物态方程的量子理论计算

运用Hartree-Fock计算方法和原子团簇理论,研究了高压下面心立方晶体氖中的二体相互作用、三体相互作用对中心原子势能及冷能的贡献。结合零点振动能,计算得到了固氖在4～208GPa压强范围内的等温物态方程。结果表明,在较高压强区域内,等温压缩线与高压实验数据符合得非常好;在压强超过100GPa的区域内,计算得到的等温压缩线较目前已有的理论研究结果系统地改善并提高了3%～5%,精确地解释了固氖的高压实验数据。