向列型液晶与硬粒子两相体系的织态演化动力学研究

用二维XY模型和CDS元胞动力学方法研究了向列型液晶与少量硬粒子组成的两相体系的织态演化动力学.通过模拟给出了织态演化过程的偏光图案,其中纯液晶体系的偏光图案与实验观察到的结果一致;并计算得到了空间相关函数和结构因子以及相区域的特征长度随时间t增长的标度关系.同时统计了体系中缺陷点的数目,得到了缺陷数目随时间t减少的标度关系.发现粒子与液晶的相互作用将导致序参量有序化过程、相区域增长速度和缺陷湮灭速度减慢.

二维液晶I-N相变的计算机模拟

从Landau deGennes取向自由能出发讨论了二维情况下向列型液晶的热力学特征:二维液晶的I N相变是二级相变;将元胞动力学方法推广到处理张量序参量的情况,并用数值解求解了关于取向张量的Ginzberg Landau方程,模拟得到了液晶的纹影织构。计算结果表明:具二级I N相变的二维液晶是对具弱一级相变的真实液晶的良好物理近似。

关中平原城市群土地利用结构多情景优化和生态系统服务价值预测

经济快速发展导致关中平原城市群的土地利用发生重大变化,导致区域的生态系统服务价值(ESV)发生改变。本研究基于关中平原城市群土地利用数据和驱动数据,使用系统动力学(SD)模型耦合混合元胞(MCCA)模型,预测了自然发展、经济发展、生态保护与耕地保护情景下2040年土地利用单元内ESV细微的时空变化,揭示ESV对社会经济演变的响应,并采用敏感性指数研究土地利用变化对ESV的影响。结果表明:2000—2020年间,研究区土地利用转变主要是耕地、林地和草地之间的转换以及耕地转向建设用地。由于林地和水域的面积增多,ESV在此期间小幅上升。2040年,与生态保护情景相比,经济发展情景的林地占比减少1.8%,建设用地增加1.3%。2020—2040年间,经济发展情景下,ESV在中部和东部呈下降趋势,但在耕地保护情景下呈上升趋势,其中,水文调节和气候调节对ESV的贡献最大;ESV总量除生态保护情景以外均呈下降趋势。生态保护情景下,土地利用变化发生对ESV有积极影响,而其他情景下,ESV对土地利用变化则有负面响应,其中,经济发展情景下的负面影响最大。研究结果可为多情景土地利用模拟和ESV预测提供新方法,对城市群国土空间布局优化、土地资源规划管理和可持续发展路径策略具有重要的科学和实践意义。