银的介电函数及其对纳米球附近原子的自发辐射动力学影响

金属介电函数对表面等离激元共振特性具有重要的影响。利用数值方法,系统比较了银的Drude模型介电函数、Drude-Lorentz模型介电函数以及实验值,并研究不同介电函数模型下银纳米球对附近原子自发辐射动力学调控特性。首先研究通常采用的Drude和Drude-Lorentz模型,并给出模型介电函数值与实验值的差异,结果表明,Drude模型仅在低频时与实验值符合较好,而含有4个洛伦兹项的Drude-Lorentz模型与实验值符合较好;其次,以银纳米球为例,研究以上介电函数的差异对附近二能级原子自发辐射增强谱及能级移动的影响;再次,研究Drude-Lorentz模型下自发辐射动力学的格林函数预解算子方法和解薛定谔方程方法,结果表明格林函数预解算子方法能快速准确求解自发辐射动力学;最后,基于格林函数预解算子方法,展示了介电函数采用Drude-Lorentz模型和实验值时的自发辐射动力学特性。

纳米银球附近三能级原子的自发辐射动力学特性

基于格林函数预解算子方法,研究了纳米银球附近V型三能级原子的自发辐射动力学特性.结果表明,原子的自发辐射动力学强烈依赖于原子的跃迁频率和所处位置.原子动力学演化谱呈现出双主峰的特征,距离较近时,高频峰宽度远小于低频峰宽度;自发辐射动力学振荡频率由演化谱双峰频率差决定,而振荡衰减快慢主要由演化谱峰宽决定;距离越近,相干振荡越强;2个跃迁频率越接近自发辐射增强谱峰值频率,演化谱峰高越低,尤其是低频峰,相干振荡越弱.

表面等离激元纳米球中量子和非局域效应对自发辐射动力学的影响

基于局域响应近似模型(LRA)、非局域流体动力学模型(HDM)、广义的非局域光响应模型(GNOR)和量子流体动力学理论(QHT),利用格林函数预解算子方法,研究钠金属球附近原子的自发辐射动力学特性.对于自发辐射增强谱,在LRA、非局域HDM和GNOR中,量子压力导致峰位蓝移,峰值急剧降小,而在QHT中,电子溢出导致峰位红移,峰值急剧增大.系统研究不同跃迁频率和偶极矩对自发辐射动力学的影响,当原子的跃迁频率与QHT下自发辐射增强谱的峰值相等时,不同模型下呈现出指数衰减和Rabi振荡的特征;而当原子跃迁频率远小于共振频率时,对较小的跃迁偶极矩,动力学均呈现出指数衰减.为获得表面等离激元-原子束缚态,QHT模型下的临界偶极矩最小,而HDM和GNOR模型所需的临界偶极矩最大.

产业辐射动力传递变换模型探讨

要分析产业辐射动力传递,就必须研究动力变化模型,为数量分析提供方法。该文对产业辐射动力传递的四大机制进行研究;进而建立传递机制模型;最后对产业辐射动力传递机制和产业辐射动力转换机制进行深入探讨。

共轴双脉冲激光诱导击穿光谱等离子体辐射信号的增强机制

双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)在痕量元素的高灵敏探测中发挥着重要作用,有关其信号增强机制已存在有诸多解释,但有必要进一步从等离子体辐射荧光特性、等离子体温度和数密度的空间分布等方面开展深入探讨。构建了基于激光热烧蚀和二维轴对称流体动力学的理论模型,并用它模拟了单脉冲LIBS和共轴双脉冲DP-LIBS激发条件下激光烧蚀铝镁合金产生等离子体及其辐照度的时空演化过程,对比了不同脉冲间隔下谱线强度的增强效果,分析了等离子体温度、各类粒子数密度的空间分布结构以及等离子体的屏蔽效应,并由此阐释了DP-LIBS的光谱信号增强机制。结果表明,共轴DP-LIBS诱导等离子体辐射信号的增强主要源于第二束激光增加了粒子数密度和等离子体温度,而等离子体的屏蔽效应主要出现在靶材表面的羽流层。这一研究为DP-LIBS实验研究和信号增强溯源提供了重要的理论基础,也能够帮助科研人员快速准确地优化DP-LIBS实验装置参数。

激光产生的硅等离子体辐射动力学特性研究

本文从实验和理论两方面系统研究了真空环境中激光产生的硅等离子体的辐射动力学特性.实验上利用时间-空间分辨的激光等离子体发射光谱技术,测量了激光产生的硅等离子体极真空紫外波段的光谱,并对光谱进行了分析指认.为了进一步研究实验光谱的时空演化特性,提出了一种简化的基于流体动力学和辐射输运方程的等离子体辐射动力学模型,利用该模型研究了激光产生的等离子体的辐射特性和动力学演化行为,并对实验观测到的时空分辨光谱进行了模拟,详细分析了等离子体的温度、密度和离子布居的时空演化特性.研究结果表明,本文提出的模型能够较好地反映激光等离子体的动力学演化过程以及辐射光谱的特征,可以作为一种有效的激光等离子体诊断工具.

煤岩动力灾害非接触电磁辐射监测系统及应用

地下开采过程中经常会发生煤与瓦斯突出、冲击矿压、顶板冒落等动力灾害,传统的接触式预测方法已经不能适应现代化采煤生产和安全的需要.利用煤岩受载下的电磁辐射规律和原理,开发研制了煤岩动力灾害电磁辐射非接触监测预警系统,该系统主要由高灵敏度电磁辐射接收天线、电磁辐射主机等组成.并通过国家MA标志和防爆检验,并在现场对煤与瓦斯突出、冲击矿压进行了监测预警,取得了成功推广应用.

辐射流体动力学模型局部光滑解的存在性

主要研究了一个与辐射传输方程耦合的带积分源项的非等熵流体动力学模型.运用经典的迭代方法、能量估计方法和压缩映像原理等严格证明了该模型Cauchy问题局部光滑解的存在性.

海上浮动式风力机水动力辐射载荷仿真的状态空间实现

海上浮动式风力机水动力辐射载荷模拟的传统时域卷积方法计算效率较低,会增加风机控制系统分析和设计的困难,为了解决这一缺点,提出利用一组参数化状态空间模型替代时域卷积法来实现海上浮动式风力机水动力辐射载荷的等效计算方法。分别从频域和时域识别角度对状态空间模型进行系统识别;将状态空间模型与风机动力学分析程序FAST及其子程序Hydro Dyn进行耦合;以3种典型的浮动式风机平台为研究对象,分别利用状态空间法和时域卷积法仿真其在真实海洋环境下的水动力辐射载荷;以时域卷积法仿真结果为标准,从仿真精度和时间两方面综合评估状态空间法的计算效率。研究结果表明,与传统时域卷积法相比,状态空间实现法识别的海上浮动式风机水动力辐射载荷具有很高的模拟精度,其在非耦合和耦合计算方式下的仿真时间可分别减少70%和30%以上。状态空间实现法可有效解决时域卷积法的不足,为海上浮动式风力机的设计节省时间成本。

强激光辐照铝靶的辐射流体动力学模型及数值求解

本文改进了传统的辐射流体动力学模型，建立了完整的一维单流体双温度辐射流体力学方程组描述5×108w／cm2高斯脉冲激光与一维半无界铝靶在真空中耦合所产生的靶外等离子体的发展过程，并建立了相应的数值模拟模型，计算结果与有关文献和实验比较，取得了定性与定量的一致．

介质初始密度对波阵面辐射特性的影响

通过一维辐射流体动力学数值模拟 ,仔细研究了工作介质的初始密度对在氖中传播的强冲击波的波阵面辐射特性、波阵面亮度温度谱分布的作用。证明对于不同强度的冲击波 ,工作介质选用不同的初始密度 。

辐射换热的输运模拟研究

本文从辐时与传输的基本原理出发，引进辐射推动力及流热参数的概念，建立了一般情况下辐射传热的二阶微分方程的数学模型。该方程具有传输方程的特点，使得辐射传热的处理在方法上与导热、流动问题相一致。

螺吡喃光控转变的半经验动力学研究

采用半经典的电子-辐射-离子动力学模拟(SERID)研究了螺吡喃分子开环反应的非绝热动力学过程.采用简化模型的螺吡喃(mSP)简化计算.开环过程中mSP分子首先经过一个圆锥相交点后变为顺式-反式-顺式-模型部花青(CTC-mMC)继而又变为顺式-反式-反式-模型部花青(CTT-mMC).这与实验中螺吡喃分子开环后由于第一个异构体顺式-顺式-顺式-模型部花青(CCC-mMC)不稳定而在很短时间内转变为CTC-mMC基本一致.模拟过程中亦发现CTC-mMC不如CTT-mMC稳定,体系经CTT-mMC后回到能量较低的CTT-mMC构型.mSP的3个C—C—C—C二面角随时间扭转的实时动力学过程验证了以前理论推测的反应机理,模拟得到的激发态寿命与实验值基本一致.

真空中铝锡合金激光等离子体的时间演化研究

利用时间分辨发射光谱法测量了真空环境中激光Al-Sn合金等离子体时间演化光谱,结合基于流体动力学方程和辐射输运方程的多元素激光等离子体辐射流体动力学模型及程序,模拟了Al-Sn合金等离子体在真空中的膨胀演化,实现了不同电荷态Al、Sn离子在等离子体演化过程中离子密度和等离子体温度的空间分布诊断.结果表明,理论模拟的谱线强度及其时间演化规律与实验结果符合较好,理论重构的不同时间延迟下离子密度和等离子体温度的空间分布图像可以直观地呈现多元素等离子体中不同电荷态离子在等离子体中的演化过程,预期可为多元素情形下的激光等离子体辐射特性及其应用提供帮助.

天体物理和空间物理中辐射磁流体动力学数值模拟研究现状与展望

宇宙中超过99%的重子物质都是等离子体,磁场在其中广泛存在且与等离子体相互作用.另外,辐射也往往对于这些等离子体的动力学起着重要影响.因此,完整描述这些等离子体的基本物理规律依赖于辐射磁流体动力学.由于非线性以及物理上多尺度耦合的特征,数值模拟在求解辐射磁流体动力学方程中起着重要的作用.近年来,由于技术及软硬件的快速发展,数值模拟的作用越来越显著,已经与观测、理论一起,发展成为了3种主要的研究方法.本文综述辐射磁流体动力学的数值模拟在天体物理(包含太阳物理)以及空间物理领域的研究现状,并对未来的发展进行展望.

氖中强冲击波结构及亮度温度

通过一维辐射流体动力学数值模拟，研究了氖中强冲击波的辐射特性、波阵面亮度温度及辐射场谱分布。模型考虑了一维不定常流体动力学方程与辐射输运方程的耦合，计算结果与实验数据符合良好。当冲击波速度大于３０ｋｍ／ｓ时，波阵面之前形成了加热层。加热层对于辐射的屏蔽作用是从长波部分开始的。当冲击波速度小于５０ｋｍ／ｓ时，对于可见光及紫外光的屏蔽作用不明显。但当冲击波速度大于５０ｋｍ／ｓ时，加热层对可见光已有了屏蔽作用，使亮度温度降低。

四(4,4′,4″,4N,N-二乙氨基)四苯乙烯光致发光与分子的构象效应

利用还原偶联方法合成出新化合物四 (4,4′ ,4″ ,4 N ,N 二乙氨基 )四苯乙烯 (TDETE) .通过测定该化合物在溶液、掺杂聚合物中及晶体粉末的稳态 -瞬态荧光光谱、荧光量子产率和辐射衰变速率常数等 ,讨论了分子的构象效应等因素对TDETE光致发光行为的影响 .在一定浓度下TDETE溶液存在着三个发光带 ,分别为全扭曲构象分子 (位于 3 4 5nm附近的发光I带 )、半扭曲构象分子 (位于 43 0nm附近的发光II带 )和激基缔合物 (53 0nm发光III带 )的辐射衰变所致 .在聚合物(PMMA)中 ,一方面由于分子单键的自由旋转扭曲受到遏制 ,表现为II带的辐射衰变速率常数 (kf 值 )增大、同时非辐射衰变速率常数 (knf值 )减小 ;另一方面 ,TDETE分子之间相互作用得到加强而有利于缔合物形成 ,结果 ,使发光II带和III带合二为一出现了强而宽的发射峰 ,荧光量子产率从溶液中的 0 0 55提高到 0 855.此外 ,在PMMA介质中观测到TDETE分子聚集体在 62 6nm处的发光带 (IV) ,粉末态中聚集体IV带的强度骤增 ,峰值波长红移至

高能量密度爆炸与化学爆炸的物理特征及爆炸次生洪水波效应探讨

文章根据高能量密度爆炸的辐射流体动力学计算与TNT装药爆炸计算的结果 ,对二类爆炸波系的形成发展 ,爆炸近区、远区的物理特征和爆炸作用物理模拟问题进行了研究 ,得出了对防护工程比较重要的几点结论。同时对于同两类爆炸引起的次生洪水波灾害进行了探讨 ,阐明了系统开展洪水波防护研究的重要意义。

辐射传输的格子Boltzmann模拟

辐射动力学理论是描述辐射传输是重要手段,基于此,本文建立了辐射能和辐射动量守恒方程,并基于Chapman-Enskog多尺度展开方法实现了从辐射传输Boltzmann方程到宏观方程的推导,进而建立了适于一维辐射传输的2分量格子Boltzmann模型。数值结果与精确解吻合较好,表明本文提出的LBM方法具有很好的准确性和稳定性,为LBM方法在辐射传热问题的应用奠定了理论基础。

喷气Z箍缩内爆动力学过程的数值模拟研究

在分析了喷气Z箍缩内爆等离子体物理过程的基础上 ,作了必要的假定和简化 ,给出了物理模型和相应的数学方程组 .研制了一维三温辐射磁流体动力学的数值模拟程序 ,对氖喷气Z箍缩内爆产生高温高密度等离子体过程进行了总体数值模拟 ,得到了等离子体各参量在内爆过程中的时空分布 ,再现了该内爆动力学整体过程 ,并与GAMBLE Ⅱ装置的实验结果进行了比较 .计算结果表明 ,在对热传导系数和等离子体电阻率作适当调整后 ,得到的计算结果是自洽的 ,其中内爆到心时刻、x射线辐射脉冲的脉宽和总能量等宏观量与实验结果比较接近 .同时对喷气Z箍缩内爆过程的“拉链”(zippering)效应也进行了分析计算 .