基于扩展等几何分析和混沌离子运动算法的带孔结构形状优化设计

为了解决带孔结构形状优化问题,提出了一种将扩展等几何分析方法和混沌离子运动算法相结合的优化求解模式。针对带孔结构的力学计算,采用扩展等几何分析方法,以几何体外轮廓划分背景网格,利用非均匀有理B样条描述带孔边界,其中在劲度矩阵组装过程中,孔内区域不做积分。另外,为获得高精度的积分计算,与孔边界相关的单元采用自适应四叉树细化规则。在优化模型中,以描述结构形状的控制点作为设计变量,以结构质量最小作为优化目标;利用离子运动优化算法代替传统的敏感性移动渐进法对优化模型进行求解。带孔无限平板算例的扩展等几何分析计算结果和转矩臂结构优化算例的计算结果证明了本文方法的有效性。

电压不稳定性对离子阱中离子运动特征的影响

在离子阱共振激发过程中,电压的微小变化可能导致离子的运动特征发生显著改变。本工作基于赝势理论,建立了电压不稳定时3D离子阱中离子运动的理论模型,并以辅助交流电压AC的毛刺和端盖电极施加的直流电压为例,揭示端盖电极上辅助交流电压AC的稳定性对离子阱性能的影响。结果表明,当辅助交流电压存在毛刺时,离子的运动速度和振幅将发生突变,扰乱离子阱内离子的冷却状态,致使部分离子在激发阶段打在阱壁上而无法被检测,从而降低了离子阱质谱仪的灵敏度。同时,该模型表明,对于处于冷却状态的离子,可以通过测量其在脉冲激励作用下的响应来测量离子运动的久期频率。若在端盖电极上施加直流电压,离子运动的平衡位置将发生明显的偏移,通过将离子检测器置于偏移的一侧,可以明显地提高离子的检测效率,从而提高离子阱质谱仪的灵敏度。

Li_4Ti_5O_(12)晶体16c位八面体几何特征和锂离子运动方向

固相法合成Li4Ti5O12晶体。采用X射线衍射法(XRD)对合成Li4Ti5O12的结构进行研究,发现在Li4Ti5O12中16 c位锂氧八面体发生扭曲,锂氧八面体中12条棱边长度不相同,两组棱边每组各6条,其中一组棱边长度0.326 04 nm,另一组棱边长度为0.296 27 nm。由于Li4Ti5O12晶体16 c位锂氧八面体发生扭曲,锂离子在Li4Ti5O12晶体运动方向选择性运动。

微机绘图在四极滤质器离子运动轨迹研究中的应用

本文利用 IBM-PC 的屏幕绘图功能绘制了四极滤质器中离子运动轨迹。讨论了仪器工作参数及边缘场电长度对仪器性能的影响。

离子地质学——研究地壳中离子运动及其与围岩的相互作用

地壳中存在离子 ,也存在电压。构造应力带中 ,电压比四周高 ,离子迁移快 ,它们与围岩的化学反应强烈。其结果是产生岩石矿物蚀变和地球化学元素重新分布。航空γ能谱测量能较全面精确地反映U、Th、K的重新分布情况 ,是离子地质学的主要研究手段。根据U、Th、K的分布特征带与断裂等构造带无确定关系 ,我们假定生成它们的构造应力不同 ,生成前者的叫离子运动应力 ,生成后者的叫机械运动应力。离子运动应力集中区 ,对成矿有利 ,这种应力集中是必需的全球性的控矿因素 ,而岩石矿物、构造是有条件的局部性控矿因素 ,因此化探找矿效果好 ,地质成矿模式找矿效果差。离子运动应力带交织成应力网 ,应力网就是天然“化工”网 ,网的有利部位形成资源 ,构成资源网。通过研究放射性元素的单元素异常和组合异常的分布规律及它们与非放射性化探异常的关系来查明资源网 ,从而编制国土资源规划利用图。建立航空数字地球 ,航空数字月球和其他航空数字星球 ,能调查评价这些天体的资源和研究它们的构造运动。

Rotamak中离子运动对旋转磁场电流驱动的影响

研究了旋转磁场电流驱动理论模型中离子运动的影响。考虑无限长的等离子体柱,在二维(r,θ)磁流体理论模型的基础上,采用电子运动方程和离子运动方程,并考虑离子的径向运动速度,建立了新的二维磁流体理论模型。然后把得出的结果与离子静止模型下的结果进行比较,并讨论了相应的物理过程。这个模型同样适用于平行于磁场线(Z方向)的流动效应和场旋转位形的压力平衡的理论计算。

强流离子束中单离子运动规律的模拟研究

运用多粒子模拟程序(P IC),对初始分布为K-V分布的离子束中的单离子在束晕控制前后进行模拟跟踪,结果发现,单个离子的运动虽然复杂,但大体可以分成两种类型.其中一类与束晕的形成关系密切.采用非线性反馈控制法,可以将这类离子的运动限制在核区内,因而使束晕得到有效控制.

射频阱中离子运动规律的分析

在考虑空间电荷效应后对射频阱的势函数进行了修正，并通过解Ｍａｔｈｉｅｕ方程得到了离子在射频阱中的运动规律．

基于离子运动和离子扩散效应的电解电容建模

电解电容器是电力电子电路中最薄弱的环节,电解电容器的状态监测对于电路系统的设计和分析具有重要意义。针对电解电容器状态监测问题,跟踪等效串联电阻(ESR)可以很好地反映电解电容器的健康状态。在传统电解电容器模型基础上,考虑电容器在工作过程中的离子运动和离子扩散现象,引入分数阶环节,建立新的分数阶等效电路模型。同时使用差分进化(DE)算法对分数阶模型进行参数辨识,跟踪ESR和阻抗Z的变化,并在Matlab中将传统等效电路模型与改进后的模型进行仿真比较。仿真结果表明,改进的电解电容器等效模型是有效的,其减少了预测误差,提高了监测精度。

四级及单极质谱仪中离子运动方程的一种近似解法

本文以马丢方程的Floquet解为基础,利用谐波平均法,给出马丢方程的一种近似解法得到具有较高精度的解.

FAIMS迁移管中离子运动分析及迁移管结构的初步设计

根据牛顿第二定律,分析了离子在高场不对称波形离子迁移谱(High-Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry,FAIMS)迁移管中的受力及运动情况。当作用的电场大小和占空比一定时,离子在迁移管中的运动仅仅与其本身的性质有关,而当FAIMS迁移管周围存在磁场干扰时,离子处于电场和磁场的复合作用下而作余摆线运动。电场的作用使离子定向漂移,而磁场的干扰使离子的运动变得复杂,从而大大降低了FAIMS的可靠性和稳定性。为了降低磁场对迁移管中离子运动的干扰,提出了具有屏蔽电磁干扰的FAIMS迁移管结构。

基于离子运动-人工蜂群算法的移动机器人路径规划

针对移动机器人在仓储环境下的路径规划问题,提出了一种基于离子运动的人工蜂群(IM-ABC)算法用于路径规划。该方法为提高传统的人工蜂群(ABC)算法在路径规划中的收敛速度和搜索能力,采用一种模拟离子运动规律来更新蜂群的策略。首先,在算法前期利用离子运动算法中的阴阳离子交叉搜索来更新引领蜂和跟随蜂,从而引导种群进化方向,极大提高种群开发能力;其次,在算法后期为了避免前期过早收敛导致局部最优,引领蜂采用随机搜索,跟随蜂则利用反向轮盘赌来选择蜜源,以扩大种群多样性;最后,在全局更新机制中提出自适应性花香浓度以改善抽样方式,进而得到改进后的IM-ABC算法。标准测试函数测试与仿真实验结果表明,IM-ABC算法不仅能快速收敛,且和传统ABC算法相比迭代次数减少了58.3%,寻优性能提升了12.6%,表现出较高的规划效率。

DC和AC磁场混合作用下的离子运动

本文研讨了在微弱DC磁场和频率非常低的AC磁场并行作用下,位于大分子内部的离子运动情况。主要焦点是大分子中磁场对离子热运动的影响,通过一些离散频率的分析揭示了热运动的共振效应。指出当DC和AC磁场施加或切断时离子热运动能量将发生变化,如果大分子周围的媒介质的粒子能充分阻止瞬间接触,就会引起大分了子量子态的变化。

一种采用混合策略的改进离子运动算法

为了克服离子运动算法(IMO)存在的不足,提出一种新的改进离子运动算法(IIMO)。该IIMO算法基于同类离子相互排斥而异类离子相互吸引,以及离子在液态空间中出现随机移动的特征,刻画出一种新的离子运动数学模型。选取14个比较典型的优化问题用来测试IIMO算法的性能。测试结果表明,IIMO算法比IMO和PSO算法具有更快的收敛速度、更强的局部搜索能力和全局搜索能力,IIMO算法的鲁棒性比IMO和PSO算法强。

离子阱中3种软件程序的离子运动轨迹数值模拟对比

质谱仪器研发周期长、应用成本高,使得数值模拟成为仪器研发、性能优化、实验方案设计的理想选择。目前,离子轨迹模拟软件SIMION、Comsol和Axsim已广泛用于质谱数值模拟和理论研究,对比分析这3种软件对于质量分析器的设计具有重要意义。本研究以矩形离子阱质量分析器为研究对象,从图形用户界面和运行平台、电极建模和电场计算、条件定义和程序加载、离子轨迹计算和时间步长选取等方面入手,比较这3种软件的模拟过程和结果。结果表明:3种软件模拟的离子运动轨迹存在偏差,且主要位于离子运动方向转变时,Comsol与SIMION的模拟轨迹偏差最大,Axsim和SIMION模拟的频谱图中谱峰位置差异小于0.1%。SIMION软件适用于复杂质谱装置中离子运动轨迹的理论模拟,但对使用者的物理和编程水平要求较高;Comsol具有最精致的图形用户界面,以及详细的数值模拟模块,但是不具备离子运动轨迹的频谱分析、相位分析等特殊模块,而且封闭的软件程序无法根据具体情况灵活调整,所以只适用于一些简单结构的质谱数值模拟;Axsim具有最专业的质谱中离子运动轨迹分析程序,可以对离子运动的频谱、相位、空间发散、动能发散等参数进行直接分析,能够直观地指导质谱质量分析器的设计,但不具备建模和电场计算模块。本研究有助于加速质谱研究中数值模拟进程,为开发具有自主知识产权的国产质谱数值模拟软件提供参考。

MAPbCl_(3)钙钛矿中甲胺阳离子运动的固体^(2)H NMR研究

本文利用固体^(2)H核磁共振(^(2)H NMR)技术探究了甲胺铅氯(MAPbCl_(3))钙钛矿正交相、四方相和立方相晶体结构内甲胺阳离子(MA)的运动特征.结合^(2)H NMR实验数据和拟合数据,本文分析和建立了不同相结构中MA阳离子的运动模型,揭示了不同相结构中MA阳离子的运动特征:正交相中MA并不处于完全静止状态,而是在围绕C-N键快速内旋转的同时局部晃动;随着温度升高,MA在钙钛矿晶格中呈现出多种不同的运动模式,MA阳离子运动在不同温度下的变化过程与该材料的相转变过程并不一致.该研究有助于加深对MAPbCl_(3)相结构转变分子机制的理解.

一个囚禁离子运动压缩数态的制备(英文)

本文提出一个方案以制备一个被囚禁在谐势阱中的离子质心运动的压缩数态。在本方案中,这个离子受到两个分别调到第一高、低振动边带的激光场和一个与离子共振的激光场的轮流激发。系统最后被制备到运动压缩数态与电子基态的直积。

一种改进的离子运动算法分析

离子运动算法是一种新型智能优化算法,该算法通过考虑带异性电荷离子间相互吸引的特征,实现全局寻优,但针对该算法存在的仅向自身异性离子学习模式单一的问题,提出了一种改进的离子运动算法,在增加种群多样性的同时加快了算法的寻优速度,提高了算法的全局寻优能力。

如何增强“观察离子运动”实验的可见度

为了增加中师物理教材(1988年版)第二册第195页“观察离子运动”实验的可见度,可将实验装置如下设计。

日本开发出基于磁诱导离子运动的新型晶体管

就像磁铁吸引沙坑中的铁颗粒一样，永磁体只能吸引电化学溶液中的一种类型的离子，构成磁控电化学晶体管的基础。