负质量法在力学中的应用

负质量法在力学中的应用

一、负质量法在力学中的应用(论文文献综述)

赵雯[1](2019)在《基于腔光机械系统中量子噪声相消的传感技术》文中指出十七世纪,开普勒将彗星尾部的偏转归因于太阳辐射,从而使人们注意到光力。如今,光力已得到广泛的应用,例如光学捕集、使用高度聚焦的激光束操纵微观电介质物体甚至单个原子和离子的技术。在光腔领域,具有超高品质因子和微小模式体积的光学微腔,如法布里‐珀罗腔、回音壁模式光学微腔、光子晶体等,能够使光与物质的相互作用得到极大的提升,使得光学微腔在高灵敏传感方面具有广泛的应用,比如纳米粒子探测。其中和我们工作最相关的便是基于腔光机械系统的弱力探测。腔光机械系统即将光学微腔与机械谐振器通过辐射压力耦合在一起的复合系统,得益于该系统中独特的光力耦合特性,腔光机械系统为超灵敏传感器提供了良好的发展平台。基于腔光机械系统的运动传感技术,我们需要一个高品质因子的机械谐振器作为探测质量,根据动力学运动过程,将施加在机械谐振器上的待测弱力转换成谐振器依赖于时间变化的位移,然后利用干涉技术监视谐振器的位移,最后通过光信号推导出力。但是,光力模式间的辐射压力耦合会产生光子散粒噪声以及量子反作用光压噪声,散粒噪声随着泵浦功率的增加而减小,而量子反作用光压噪声随着泵浦功率的增加而增加,散粒噪声和量子反作用噪声的最小值即为光机械系统弱力探测中的标准量子极限。为了实现高灵敏的传感技术,研究者提出了各种方法来减少量子噪声并突破标准量子极限。Braginsky于二十世纪七十年代首次提出利用量子非破坏测量构成非破坏可观测量可以规避海森堡不确定性,从而避免量子反作用的影响并且突破标准量子极限。随后,Thorne提出可以测量动力学演化过程中退耦合的振幅和相位正交之一,因为此时振幅、相位正交不关联,所有力学运动信息包含在其中一个正交分量中,消除该正交中的量子反作用噪声,可以实现突破标准量子极限的量子非破坏测量。目前,研究者已经提出各种具体方法来消除量子反作用噪声以突破标准量子极限,比较常见的如输入随频率变化的压缩光、变化输出方案、负质量方案等等。在本文中,我们使用包含可移动腔镜以及光学参量放大器的非线性光机械谐振器研究量子压缩增强的弱力传感技术。我们发现通过优化光学参量放大器以及腔光机械系统的参数,可以明显的抑制量子反作用噪声实现量子噪声相消,从而达到弱力探测中突破标准量子极限的高灵敏测量,并且在测量过程中不存在输入损耗以及量子力学运动信息的丢失。我们的研究表明,在当前的实验能力范围内,通过利用非线性腔光机械系统操控非经典压缩光源可以实现超高精度的量子弱力传感。在未来,我们将扩展我们的工作研究旋转谐振器,磁子‐光子耦合系统以及非简并光学参量放大器系统中的弱力探测。

彭娉[2](2019)在《自旋-轨道耦合旋量超冷原子气体的新奇量子态》文中认为自1995年实现以来,超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)已被越来越多的实验证明是研究相互作用量子多体系统的理想平台。利用外部激光和磁场可以方便地对超冷凝聚体进行时空调制。从理论上讲,该低温系统的基态和动力学性质可以被平均场理论很好的描述。近年来,由于可能存在各种类型的新型拓扑缺陷,包括矢量孤子、涡旋晶格、狄拉克单极子以及斯格明子等,具有自旋自由度的超冷多组分旋量BEC成为了该领域研究的热点课题。精确的外场可控性,特别是自旋-轨道耦合效应和奇异囚禁势的实验实现,极大促进了人们对这些新奇拓扑态的研究。探索其基本性质并找到控制它们运动的有效方法,成为了该领域当前最重要的理论课题之一。本论文立足于当前该领域对旋量BEC和自旋-轨道耦合效应研究所取得的最新成果,通过对平均场Gross-Pitaeviskii方程进行理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了具有自旋-轨道耦合作用下自旋F=1旋量BEC的新奇量子态及其性质。主要探讨了具有自旋-轨道耦合和塞曼耦合的自旋F=1旋量BEC中的磁化矢量孤子、环形阱中旋量BEC的基态性质以及共心耦合双环势阱中反铁磁旋量BEC的奇异量子态,揭示了外场参数对系统态结构及性质的影响,从密度分布、相位分布、磁化率、拓扑荷密度及自旋纹理等方面呈现了系统新奇量子态及态间转换,得到了一些有一定创新意义的研究结果。具体内容如下:1、自旋-轨道耦合旋量BEC的磁化矢量孤子利用多重尺度微扰法研究了具有自旋-轨道耦合和塞曼耦合的自旋F=1旋量BEC中磁化矢量孤子的性质。我们解析推导了系统的基态能量本征值和对应的本征矢,它们可以被外场参数进行有效调控,构成研究非线性激发的基础。通过把耦合的GrossPitaeviskii方程约化成一维标准的非线性薛定谔方程,得到了系统的解析矢量亮孤子解和暗孤子解。这些解代表正质量或负质量孤子主要取决于标准薛定谔方程的有效色散和非线性系数的乘积。对于在能量极小值附近给定的动量,展示了移动亮孤子和暗孤子的结构。最后,利用系统的自旋极化讨论了矢量孤子的磁化特征以及自旋-轨道耦合和拉曼耦合所起的作用。2、环形势中自旋-轨道耦合旋量BEC的基态量子相通过数值模拟研究了环形阱中具有自旋-轨道耦合作用的自旋F=1旋量BEC的基态性质。通过调控外场参数可在系统三个组分中诱导出一些新奇的量子态,例如项链态,持续流以及涡旋态等。研究发现,项链态的数目会随着自旋-轨道耦合作用强度的增加而增加,自旋-轨道耦合作用的各向异性能够被用来控制系统的基态结构。由外部场诱导的凝聚体的旋转会使得三组分密度分布出现非对称性,并且倾向于把项链态转变成持续流。环形势阱的半径也是一个可以用来控制项链态的新自由度。另外,项链态和涡旋态之间的转变(中间经历持续流态)可以通过控制原子之间的密度-密度相互作用和自旋交换相互作用的比值来实现。3、共心耦合双环势阱中自旋-轨道耦合旋量BEC的新奇量子态研究了共心耦合双环势阱中具有自旋-轨道耦合作用的自旋F=1反铁磁BEC的新奇量子态。由于自旋-轨道耦合作用的出现,一类新颖的具有双环结构的项链型新奇态在该系统中被揭示出来。项链态的花瓣数目随着自旋-轨道耦合作用强度的增大而增加。当考虑凝聚体的旋转时,随着旋转频率的增加,凝聚体可被拖拽到双环阱的外侧凹槽中,使得实现内环出现项链态而外环出现持续流的奇异态成为可能。在特定的原子间有效相互作用下,一旦环形势阱中两个凹槽被持续流布居,隐涡旋可能出现在阱的中间区域和两个凹槽之间的势垒中。另外,我们揭示随着增加原子之间相互作用,具有层状结构的可视化涡旋也可以在该系统中被激发出来。通过这些研究,我们进一步认识了旋量BEC的超流性质,研究了该耦合复杂非线性系统中的拓扑激发结构,探讨了自旋-轨道耦合、拉曼耦合、塞曼耦合以及原子之间的相互作用对系统超流性及系统量子态结构的影响。研究结果进一步丰富了环形外势中旋量BEC的新奇量子态结构,展示了该系统的奇异超流性质。同时,对该系统非线性拓扑激发的探索和研究,为构建诸如超流约瑟夫森结和原子干涉仪等基于冷原子系统的量子精密测量器件奠定理论基础。

楚安夫[3](1997)在《力学中的等效概念与方法》文中研究表明对力学中常用的等效概念与方法进行了较详细的阐述,以便于深刻理解运用等效过程研究物理问题的重要思想方法。

段培同,韩彩芹[4](2002)在《补偿法在力学和电磁学中的应用》文中进行了进一步梳理在力学和电磁学中 ,一些非对称问题求解相当复杂 ,通过补偿法 ,使得这些问题避开了烦琐的数学运算 ,并且物理意义更加清晰

田利瑞[5](2019)在《热力耦合问题的准凸重构核粒子法》文中研究说明重构核粒子法是上世纪末由光滑粒子法发展而来的一种新型无网格法,其核心是通过修正核函数来构造场变量的逼近函数即重构核近似。通过满足重构核近似的重构条件,构造的试函数具有不低于重构核函数的光滑性,并且精度较高。重构核粒子法能够消除问题域边界上的不稳定性,提高计算精度,在非线性大变形问题、不连续问题、结构动力学、复合材料结构、断裂力学等领域得到了广泛应用。针对重构核粒子法不具有凸近似性质这一问题,王东东等提出了对重构条件的改进,进而提出准凸重构核近似,构造任意高阶正性更好的形函数,使其能够同时保证数值精度和计算效率。各章主要内容如下:第一章,针对研究背景、意义及创新点做了详细介绍,并简单介绍了无网格方法的研究现状以及目前存在的问题。第二章,首先介绍了重构核近似理论,通过放宽其重构条件,然后引出了王东东等提出的准凸重构核近似理论,并推导了相关公式。同时,介绍了几种权函数选取方法。第三章,首先介绍了正交各向异性材料和功能梯度材料的性质,然后采用准凸重构核近似与Galerkin积分弱形式结合,并在本质边界条件上采用罚函数法进行处理,建立了复合材料弹性力学问题的准凸重构核粒子法,编制了相应的MATLAB程序,通过数值算例验证了本文方法在复合材料弹性力学问题上的有效性,并对计算参数的选取及随机布点情况进行了分析研究。第四章,首先对稳态热力耦合问题解耦的简化进行了分析讨论,然后采用准凸重构核近似与Galerkin积分弱形式结合,并在本质边界条件上采用罚函数法进行处理,建立了稳态热传导问题和稳态热力耦合问题的准凸重构核粒子法,编制了相应的MATLAB程序,通过数值算例验证了本文方法在稳态热力耦合问题上的有效性,并对计算参数的选取及随机布点情况进行了分析研究。第五章,首先介绍了瞬态热力耦合问题的特点及时间积分方案,然后采用准凸重构核近似与Galerkin积分弱形式结合,并在本质边界条件上采用罚函数法进行处理,建立了瞬态热传导问题和瞬态热力耦合问题的准凸重构核粒子法,编制了相应的MATLAB程序,通过数值算例验证了本文方法在瞬态热力耦合问题上的有效性,并对计算参数的选取及随机布点情况进行了分析研究。第六章简单总结了本文所研究的内容,指出文章的创新点以及仍需改进的地方,并对相关发展前景进行了展望。

王宇新[6](2006)在《多相介质爆炸冲击响应物质点法分析》文中认为有限元法是求解各种力学问题的主要数值计算方法,但在计算弹塑性大变形和爆炸冲击等问题时,重新划分网格和不同介质的耦合分析是有限元法的难题。为此,一种与网格无关的数值方法——无网格法成为目前的研究热点,无网格法的基本特征是将连续体划分为有限个质点集合,连续体的所有力学属性由这些质点来描述,在外部载荷作用下,通过质点来跟踪连续体的变形、移动和破坏,不存在重新划分网格的问题。物质点法(Material Point Method,简称MPM法)作为无网格法之一,它是在质点网格法(PIC)和FLIP基础上发展起来的一种新数值计算方法,MPM法将拉格朗日法和欧拉法的优势结合在一起,计算精度和效率相对较高。针对多相介质爆炸冲击响应问题,在单一计算域中,建立多物理场相互作用和计算结构动力学(CSD)与计算流体动力学(CFD)的耦合分析理论模型是本文的主要目标,为此开展了以下研究工作: (1)对目前常用的无网格法进行了介绍,重点叙述了MPM法的基本思想和求解爆炸冲击动力学问题的理论模型,并应用MPM法对固体中应力波传播问题进行数值计算,与理论解相比基本一致,验证了MPM法在计算固体力学问题中的有效性; (2)MPM法不需要考虑材料分界面处移动、变形,耦合条件自动满足,利用MPM法这一特征,对多层复合结构的爆炸冲击响应、各分层材料的载荷变化和塑性变形进行数值计算,为多层复合抗爆结构优化设计提供了新思路和研究方法。 (3)金属爆炸焊接是滑移爆轰问题的典型实例,有限差分或有限元等常规数值方法很难完成炸药滑移爆轰及其爆炸焊接过程的数值模拟。本文应用MPM法计算能够清楚地描述炸药爆轰过程、复板弯折变形和较为准确地计算了爆压变化,以及复板与基板之间碰撞点速度,获得了满意的数值精度。 (4)本文设计了带金属外壳和不带外壳炸弹两种模型,当炸弹爆炸后,爆轰波在室内空气中传播并作用于混凝土墙壁发生断裂和破碎,应用MPM法分别对这两种模型进行数值模拟,为多相介质爆炸冲击响应的求解和弹片与爆轰波对墙体协同破坏效应的耦合分析提供了一种有效的数值计算方法。 (5)目前无网格法还处于研究阶段,还没有可用地商品软件,本文应用面向对象技术开发了无网格法二维和三维可视化软件系统,包括前处理、主体计算模块和后处理,完全采用图形交互方式划分无网格的质点、定义载荷条件和各种约束条件,为促进无网格法从理论研究向工程应用构建了一个可行的计算平台。

陈享[7](2018)在《三维多介质任意拉格朗日欧拉方法的若干问题研究及应用》文中研究表明多介质流动的数值模拟对理论研究和工程实际都有非常重要的意义。然而复杂多介质流动的数值仿真一直是计算流体力学中的难点问题之一,其中涉及物质界面重建、多介质输运等问题,给传统计算方法带来了很大的困难。本文围绕多介质任意拉格朗日欧拉方法(MMALE),在物质界面重建、多介质映射等方面进行研究,成功实现了三维MMALE方法并提高了其精度、效率以及鲁棒性。同时本文还将MMALE方法与有限元法(FEM)和物质点法(MPM)相结合,成功模拟了工程实际中的复杂流固耦合问题。本文的主要创新性成果如下:1.对新型的MoF(Moment of Fluid)界面重建算法的基本理论进行了深入研究,给出了二维、三维MoF方法目标函数导数的解析表达式,并对其连续性特点进行了分析,构建出了新的界面重建方案,大幅提升了算法的效率和鲁棒性。同时对其中体积约束方程的几何本质和数学特性进行深入研究,提出了预估-牛顿迭代法,将界面法向迭代与平面常数迭代两个过程有机地结合起来。2.提出了“裁剪-投影”方法较为圆满地解决了三维多介质映射中最为核心的任意多面体相交问题。“裁剪-投影”方法能够准确、自动地处理各种几何退化情形,解决了传统多面体相交算法难以克服的数值稳定性问题。同时“裁剪-投影”算法大幅简化了计算过程,显著提升了计算效率。3.将MMALE方法与有限元法、弹性体比拟网格松弛算法结合,提出了耦合MMALE-FEM方法并成功模拟了涉及多介质、强冲击、强流固耦合的钠冷快堆假想堆芯破坏事故的过程。4.结合MMALE方法与物质点法的共同特征,提出了耦合MMALE-MPM方法。耦合MMALE-MPM方法继承了物质点法处理结构极端变形优势,同时也保持了MMALE方法能够有效模拟复杂多介质流动的能力。在实际应用中,耦合MMALE-MPM方法成功模拟了空中爆炸与钢板的复杂相互作用问题。

瞿鸣荣[8](1978)在《负质量法在力学中的应用》文中提出 有时会遇到这样的均匀刚体:在它内部存在若干个形状规则的空隙,若把这些空隙填满,刚体本身的形状就很规则.图1所示的薄板就

韩建宁[9](2015)在《基于声学超透镜的光声显微成像亚波长分辨率技术研究》文中认为实现光声显微成像的亚波长超高分辨率是图像处理领域中超分辨率技术的重要研究目标,也是当前诸多学者关注的热点。本文的研究工作集中于光声显微成像的亚波长超高分辨率关键技术,研究内容属于前沿物理学科—声学超材料研究技术的相关拓展。一方面,对于光声显微成像中生物组织丰富、复杂的微观结构的检测对象,当前的光声成像过程中光声信号的采集存在很大的局限性,无法突破远场成像的“衍射极限”。另一方面,声学超材料构成的透镜却能以亚波长分辨率图像对微小结构进行近场成像,并且国内外已经有一些比较权威的研究成果报告。光声显微成像的亚波长分辨率要求与这些研究成果中的成像对象具有很大的相似性。所以,声学超材料研究技术无疑是一种解决当前图像分辨率受衍射极限影响的首选方法。为了适合于光声显微成像的特殊要求,同时配合光声信号采集传感器的尺寸、规格要求,作者在攻读博士学位期间开展了以新型声学超材料透镜为核心的图像超分辨率技术研究,并取得了一系列成果。首先,在分析光声信号传输介质折射率影响成像分辨率特性基础上,本文把物理前沿的声学超材料负折射率概念引入到光声显微成像的分辨率研究中。通过在光声成像领域中使用声学超材料透镜,以及利用声学超材料的负折射率特性,可使包含图像细节信息的倏逝波参与成像,这可望改变当前光声成像过程中的远场成像方式,达到亚波长分辨率的近场成像效果。该项研究有望发展一种实现超分辨率成像技术的新途径。其次,本文利用几何声学和波动声学知识,结合晶格平面波带隙理论,研究分析了携带光声图像细节信息的倏逝波在介质中传输及声场分布性质及其规律,为基于倏逝波的光声超高分辨率图像处理理论建立提供了借鉴。在分析光声显微亚波长成像特点的基础上,本文将图像分辨率技术研究深入到成像信号的源头。考虑到信号的传播过程,本文提出了在光声显微成像中的声信号采集中使用超材料透镜,并设计了一种用于光声信号采集中的超材料透镜方案,该方案有望实现在光声成像中包含图像细节的倏逝波无损耗传输;本文也提出了一种适合光声显微成像的微型声超透镜新结构-轴对称的管状结构并使用径向、轴向二维剖面声场传输分析方法分析了透镜成像性能,该方法得到的分析结果与三维空间中的分析得到的透镜声学性能结果基本一致。接着,针对光声显微信号能量集中在中心轴传输的要求,本文使用声学超透镜设计方法解决光声成像中的倏逝波传输问题,设计了适合光声显微成像的特殊结构“漏斗形”声学超透镜。理论分析和实验模拟表明,本文提出的这种“漏斗形”结构声学透镜设计,有着较好的亚波长分辨率光声显微成像效果。最后,本文虽然在声学超材料透镜构成光声显微成像的亚波长分辨率实现方面进行了研究,取得了初步的效果;但是在声学超透镜的参数优化、声学超透镜的精确制备及光声显微成像的实际应用研究工作需要进一步完善。

严涵[10](2019)在《含能材料爆炸动力学的有限体积法研究》文中指出爆炸动力学的研究是军事科学研究的重要基础,对军事领域的发展具有重要的意义。由于爆炸动力学的复杂性,开展理论与实验研究步履艰难。随着计算机的飞速发展,数值模拟技术成为研究爆炸动力学的重要手段。因此,文中基于有限体积法研究含能材料的爆炸动力学问题,对于计算爆炸动力学研究及含能材料的安全性分析都具有重要的意义。首先,基于有限体积法的基本理论,研究了有限体积法在固体力学中应用的基本原理,分析了有限体积法研究爆炸动力学问题的控制方程,推导了控制方程的离散方程;研究了能量守恒方程与状态方程耦合计算过程,给出了能量和应力的更新算法,绘制了有限体积法分析爆炸动力学问题的计算机程序流程图;通过求解结构动力学问题,对比分析了有限体积法与有限元法的计算结果,验证了有限体积法的计算精度。其次,研究了含能材料的本构模型。分析了广义粘弹性统计裂纹模型的基本理论,讨论了该模型的应用范围及优势,探究了广义粘弹性统计裂纹本构模型的基本求解过程。基于有限体积法,结合广义粘弹性统计裂纹模型,编制了求解含能材料动态响应的计算机程序,绘制了相应的计算机程序流程图;基于广义粘弹性统计裂纹模型,结合JWL状态方程,采用有限体积法分析了 PBX9501炸药模型在模拟的弹底压力作用下其内部的应力和温度的变化规律,并绘制了炸药内部温度和应力的时程曲线,输出了炸药内部不同时刻的温度和应力云图;当其它条件不变,不断地增大炸药底部施加的压力载荷,分析了此时炸药模型底部温度和压力的变化规律,讨论了炸药模型的点火情况,确定了炸药点火的临界施加压力载荷,分析了炸药模型的点火温度,并初步估算了 PBX9501炸药在此加载状态下的点火温度。在前期工作的基础上,研究了炸药的燃烧过程。给出了考虑炸药燃烧过程的状态方程与燃烧过程中状态方程的混合准则,研究了炸药模型在载荷作用下的分解反应,点火反应及燃烧反应的整个过程,编制了计算机程序并绘制了计算机程序流程图;计算了PBX9501炸药在低幅值、宽脉冲载荷作用下的燃烧反应过程,得到了炸药在外载荷作用下燃烧阶段其内部温度和应力的变化规律,绘制了炸药内部温度和应力的时程曲线图;输出了炸药内部不同时刻的温度和应力云图;同时又计算了 PBX9501炸药在低幅值、窄脉冲载荷作用下的燃烧反应过程,讨论了炸药在外载荷作用下燃烧阶段其内部温度和应力的变化规律。考虑炸药在发射环境下,由于底隙的存在,底隙中空气受压缩加热可能会引起炸药膛炸或早炸,分析了底隙中空气压缩量对炸药内部温度和应力的影响。讨论了 PBX9501炸药底部不同初始温度对炸药内部温度和应力的影响,依据空气绝热压缩理论,定量的分析了底隙中空气的压缩量与炸药模型底部温度升高的比例关系,估算了引起炸药点火的最小底隙压缩量。

二、负质量法在力学中的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、负质量法在力学中的应用(论文提纲范文)

(1)基于腔光机械系统中量子噪声相消的传感技术(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 光学谐振腔
    1.2 腔光机械系统
    1.3 基于腔光机械系统的量子精密测量
    1.4 光的压缩态及其在精密测量中的应用
    1.5 小结
第二章 腔光力学及精密测量的基础理论
    2.1 一维线性谐振子
    2.2 辐射压力相互作用
    2.3 基于标准腔光力系统的弱力探测
第三章 基于量子噪声相消的光力传感器
    3.1 引言
    3.2 修正输入/输出光
        3.2.1 输入变频压缩方案
        3.2.2 变化的输出测量方案
    3.3 负质量模型
        3.3.1 耦合附加腔方案
        3.3.2 原子复合腔光机械系统
    3.4 小结
第四章 基于场内压缩的量子噪声相消技术
    4.1 引言
    4.2 理论模型
    4.3 动力学过程
    4.4 数值模拟分析
    4.5 变化的输出测量分析
    4.6 小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(2)自旋-轨道耦合旋量超冷原子气体的新奇量子态(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)
        1.1.2 BEC的实验方法
        1.1.3 BEC的平均场理论
        1.1.4 BEC中的物质波孤子
        1.1.5 BEC中的量子化涡旋
    1.2 研究现状和进展
        1.2.1 旋量BEC的基本性质
        1.2.2 超冷原子的自旋-轨道耦合
        1.2.3 自旋-轨道耦合旋量BEC中的矢量孤子
        1.2.4 自旋-轨道耦合旋量BEC中的涡旋
    1.3 本论文研究目的和意义
    1.4 论文的框架结构及其创新点
第二章 理论模型和计算方法
    2.1 旋量BEC的平均场模型
        2.1.1 三组分耦合Gross-Pitaevskii方程组
        2.1.2 具有外部旋转效应的旋量BEC系统
        2.1.3 具有自旋-轨道耦合效应的旋量BEC系统
    2.2 模型的处理
        2.2.1 模型的无量纲化处理
        2.2.2 模型维度约化
    2.3 理论分析方法
        2.3.1 变分法
        2.3.2 多重尺度微扰法
    2.4 数值计算方法
        2.4.1 虚时间演化法
        2.4.2 有限差分法
        2.4.3 时间劈裂谱方法
第三章 自旋-轨道耦合旋量BEC中的磁化矢量孤子
    3.1 引言
    3.2 物理模型与理论分析
    3.3 外场参数对孤子性质的影响
        3.3.1 单粒子能谱的性质
        3.3.2 多重尺度微扰结果
        3.3.3 孤子的色散效应
        3.3.4 孤子的非线性特征
    3.4 磁化矢量孤子
        3.4.1 矢量暗孤子及其性质
        3.4.2 矢量亮孤子及其性质
        3.4.3 自旋极化特征
    3.5 小结
第四章 环形势中自旋-轨道耦合旋量BEC的基态量子相
    4.1 引言
    4.2 环形势的实验实现与理论描述
    4.3 物理模型
    4.4 系统基态对外场的响应
        4.4.1 自旋-轨道耦合对基态性质的影响
        4.4.2 单环势阱对基态性质的影响
        4.4.3 相互作用对基态性质的影响
    4.5 小结
第五章 共心耦合双环势阱中自旋-轨道耦合旋量BEC的新奇量子态
    5.1 引言
    5.2 共心耦合双环势阱及物理模型
    5.3 新奇量子态及其外场响应
        5.3.1 相分离和相混合
        5.3.2 越垒输运和低能隧穿
        5.3.3 隐涡旋和层状涡旋
    5.4 小结
结结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
作者简介

(4)补偿法在力学和电磁学中的应用(论文提纲范文)

1 补偿法在力学中的应用
    1.1 求刚体的质心
    1.2 求刚体的转动惯量
    1.3 求万有引力
2 补偿法在电磁学中的应用
    2.1 求电场强度
    2.2 求电势
    2.3 求磁感应强度

(5)热力耦合问题的准凸重构核粒子法(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 无网格法简介
        1.2.1 无网格法概述
        1.2.2 无网格方法的研究进展
        1.2.3 无网格法中存在的问题
    1.3 本文的主要工作
第二章 准凸重构核近似基本理论
    2.1 引言
    2.2 重构核近似
    2.3 准凸重构核近似
    2.4 权函数选取
    2.5 本章小结
第三章 弹性力学问题的准凸重构核粒子法
    3.1 引言
    3.2 弹性力学问题的准凸重构核粒子法
        3.2.1 弹性力学基本方程
        3.2.2 正交各向异性材料和功能梯度材料本构方程
        3.2.3 弹性力学问题的准凸重构核粒子法
    3.3 算法流程
    3.4 数值算例
        3.4.1 受均布载荷的正交各向异性两端固支梁
        3.4.1.1 问题域规则布点时的计算结果
        3.4.1.2 计算参数的分析
        3.4.1.3 随机布点对计算精度的影响
        3.4.2 受均布荷载的四边简支矩形梯度板
        3.4.2.1 问题域规则布点时的计算结果
        3.4.2.2 计算参数的分析
    3.5 本章小结
第四章 稳态热力耦合问题的准凸重构核粒子法
    4.1 引言
    4.2 稳态热力耦合问题的准凸重构核粒子法
        4.2.1 稳态热传导的基本方程
        4.2.2 稳态热力耦合的基本方程
        4.2.3 稳态热力耦合的准凸重构核粒子法
    4.3 算法流程
    4.4 数值算例
        4.4.1 三维空心球壳域上的稳态热传导问题
        4.4.1.1 问题域规则布点时的计算结果
        4.4.1.2 计算参数的分析
        4.4.1.3 随机布点对计算精度的影响
        4.4.2 受均布内、外压圆环域上的稳态热力耦合问题
        4.4.2.1 问题域规则布点时的计算结果
        4.4.2.2 计算参数的分析
        4.4.2.3 随机布点对计算精度的影响
    4.5 本章小结
第五章 瞬态热力耦合问题的准凸重构核粒子法
    5.1 引言
    5.2 瞬态热力耦合的准凸重构核粒子法
        5.2.1 瞬态热传导的基本方程
        5.2.2 瞬态热力耦合问题的基本方程
        5.2.3 瞬态热力耦合问题的准凸重构核粒子法
    5.3 算法流程
    5.4 数值算例
        5.4.1 正方体域上的瞬态热传导问题
        5.4.1.1 问题域规则布点时的计算结果
        5.4.1.2 计算参数的分析
        5.4.1.3 随机布点对计算精度的影响
        5.4.2 圆域上的瞬态热力耦合问题
        5.4.2.1 问题域规则布点时的计算结果
        5.4.2.2 计算参数的分析
        5.4.2.3 随机布点对计算精度的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文与科研成果
攻读硕士学位期间获得的奖励
攻读硕士学位期间参与的研究课题

(6)多相介质爆炸冲击响应物质点法分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
引言
1 国内外研究现状
    1.1 概述
    1.2 爆炸冲击经典数值计算方法
        1.2.1 弹塑性应力波理论
        1.2.2 Lagrangian法和Eulerian法
        1.2.3 ALE法
    1.3 无网格法
        1.3.1 无网格法的近似方案
        1.3.2 光滑粒子流体动力学法
        1.3.3 再生核粒子法
        1.3.4 无网格Galerkin法
    1.4 有限元法与无网格法计算的耦合
    1.5 爆炸冲击数值模拟程序
    1.6 无网格法程序
    1.7 论文研究内容及意义
        1.7.1 物质点法
        1.7.2 面向对象开放式无网格法程序设计
        1.7.3 爆炸冲击理论及弹塑性模型
        1.7.4 爆炸冲击响应MPM法数值模拟
    1.8 本章小结
2 物质点法
    2.1 概述
    2.2 MPM法控制方程
    2.3 背景网格与形函数
        2.3.1 划分背景网格
        2.3.2 单元形函数
    2.4 MPM数值计算方法
    2.5 轴对称问题的MPM法
        2.5.1 MPM法应力-应变的轴对称形式
        2.5.2 二维轴对称MPM法的数值计算方法
    2.6 积分时间步长
        2.6.1 一维MPM法计算时间步长
        2.6.2 二维和三维MPM法计算时间步长
    2.7 数值计算中物理量单位制
        2.7.1 统一物理量的单位制
        2.7.2 不同单位制换算因子
    2.8 本章小结
3 爆炸冲击动力学理论模型
    3.1 概述
    3.2 经典弹塑性本构模型
    3.3 塑性力学中的基本准则
        3.3.1 屈服准则
        3.3.2 流动准则
        3.3.3 加载准则
    3.4 应力应变关系
    3.5 材料状态方程
        3.5.1 状态方程的应用
        3.5.2 固体状态方程
        3.5.3 炸药爆轰产物状态方程
    3.6 材料损伤断裂模型
    3.7 MPM法的应力更新算法
        3.7.1 应力更新算法简介
        3.7.2 弹塑性本构方程的应力更新算法
        3.7.3 状态方程的应力更新算法
    3.8 多相介质耦合计算方法
    3.9 本章小结
4 无网格法面向对象程序设计
    4.1 概述
    4.2 无网格法前处理
        4.2.1 背景网格与质点编号
        4.2.2 划分二维质点
        4.2.3 三维质点划分
        4.2.4 无网格法前处理数据结构
        4.2.5 无网格法前处理数据输入模式
    4.3 无网格MPM法计算分析模块
    4.4 无网格法后处理
    4.5 本章小结
5 MPM法在应力波问题中的应用
    5.1 概述
    5.2 应用MPM法计算应力波问题实例
        5.2.1 弹性杆应力波传播
        5.2.2 两金属杆碰撞应力波传播
    5.3 数值振荡的控制与调整
        5.3.1 产生数值振荡的原因
        5.3.2 冲击波基本特征
        5.3.3 人工粘性项定义方法
        5.3.4 人工粘性在MPM法中的应用
    5.4 本章小结
6 多层复合结构冲击响应数值模拟
    6.1 概述
    6.2 多层复合抗爆结构计算模型
        6.2.1 多层复合结构模型
        6.2.2 材料本构模型
    6.3 多层结构爆炸冲击响应数值模拟
        6.3.1 多层复合结构碰撞前处理
        6.3.2 多层复合结构数值模拟结果
    6.4 本章小结
7 炸药爆轰及其作用数值模拟
    7.1 概述
    7.2 炸药爆轰数值模拟的理论基础
        7.2.1 炸药爆轰计算基本理论
        7.2.2 炸药爆轰化学反应率函数
    7.3 炸药滑移爆轰及其作用数值模拟
        7.3.1 滑移爆轰问题典型实例:金属爆炸焊接
        7.3.2 金属爆炸焊接材料模型
        7.3.3 爆炸焊接飞板运动二维近似解析解
        7.3.4 爆炸焊接MPM法前处理
        7.3.5 爆炸焊接MPM法数值模拟结果
    7.4 炸弹室内爆轰效应数值模拟
        7.4.1 炸弹室内爆炸问题模型
        7.4.2 炸弹室内爆炸材料模型
        7.4.3 炸弹室内爆炸前处理
        7.4.4 炸弹爆轰及作用数值模拟结果
    7.5 本章小结
8 结论与展望
    8.1 研究成果
        8.1.1 面向对象无网格法程序设计
        8.1.2 多相介质爆炸冲击响应数值模拟
    8.2 无网格法存在的问题以及后续工作
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢
大连理工大学学位论文版权使用授权书

(7)三维多介质任意拉格朗日欧拉方法的若干问题研究及应用(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 网格描述
        1.2.2 多介质任意拉格朗日欧拉方法
        1.2.3 其他多介质流动的模拟方法
        1.2.4 流固耦合算法
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 拉格朗日格式的计算流体力学方法
    2.1 交错型网格和六面体单元的几何表征
    2.2 相容离散格式
    2.3 时间积分和压力松弛封闭模型
        2.3.1 预估校正时间积分方案
        2.3.2 压力松弛封闭模型
    2.4 沙漏模态和人工体积粘性
        2.4.1 基于子单元压强的沙漏阻尼
        2.4.2 人工体积粘性简介
    2.5 材料形心更新算法
    2.6 本章小结
第3章 界面重建方法研究
    3.1 PLIC-VoF界面重建方法的基本思想和研究重点
        3.1.1 体积约束方程求解格式
        3.1.2 近似界面法向计算方法
    3.2 MoF界面重建方法的数学描述及实现方案
    3.3 三维MoF方法目标函数一阶偏导数的解析表达式
        3.3.1 体积约束下的近似界面旋转
        3.3.2 替代多面体的构造
        3.3.3 形心旋转定理
        3.3.4 目标函数的一阶解析偏导数
        3.3.5 数值结果
    3.4 三维体积约束方程的数学特性和预估牛顿迭代格式
        3.4.1 体积约束方程的牛顿迭代解法
        3.4.2 预估平面常数计算
        3.4.3 数值结果
    3.5 基于高阶导数的二维MoF方法计算方案
        3.5.1 二维MoF方法目标函数的解析一阶导数
        3.5.2 二维MoF方法的高阶导数及其连续性特性
        3.5.3 高阶导数间断点的计算方法
        3.5.4 基于高阶导数的二维MoF界面重建算法
        3.5.5 数值算例
    3.6 本章小结
第4章 高效稳定的多介质映射算法研究
    4.1 基于网格相交的多介质映射算法的基本思想
        4.1.1 多介质映射的计算步骤
        4.1.2 三维多介质映射步中的技术难点
        4.1.3 网格相交结果的正确性检验
    4.2 任意多面体表征及切分算法
        4.2.1 多面体的几何表征
        4.2.2 改进的多面体切分算法
    4.3 高效稳定的多面体相交算法
        4.3.1 四面体-多面体相交算法的基本思想
        4.3.2 “裁剪-投影”算法
        4.3.3 “裁剪-投影”算法的与传统方法的对比
        4.3.4 任意多面体相交体积和形心的计算流程
    4.4 多介质映射的多级桶搜索算法与并行方案
        4.4.1 多级桶搜索算法介绍
        4.4.2 基于OpenMP框架的并行多介质映射
    4.5 数值算例
        4.5.1 多面体相交算法精度和效率对比
        4.5.2 多介质映射实例与并行效率测试
    4.6 本章小结
第5章 采用MMALE方法模拟多介质流动问题的应用实例
    5.1 Sedov点爆炸问题
    5.2 二维Triple Point问题
    5.3 三维Rayleigh Taylor不稳定问题
    5.4 溃坝问题
    5.5 ICF内爆中的界面不稳定问题
        5.5.1 二维ICF问题
        5.5.2 三维ICF问题
    5.6 激波与氦气泡的相互作用问题
        5.6.1 二维激波与氦气泡相互作用问题
        5.6.2 三维激波与氦气泡相互作用问题
    5.7 本章小结
第6章 基于MMALE方法和有限元法(FEM)的流固耦合算法研究
    6.1 壳单元的基本理论
        6.1.1 BLT壳单元的随体坐标系与应变率表示
        6.1.2 BLT壳单元的有限元离散格式
        6.1.3 BLT壳单元的正确性验证
    6.2 MMALE方法与壳单元的耦合算法
        6.2.1 空间匹配
        6.2.2 时间匹配
        6.2.3 映射匹配
    6.3 网格松弛的弹性体比拟算法
        6.3.1 弹性体比拟方法的基本思想
        6.3.2 弹性体比拟方法的实施方案
        6.3.3 弹性体比拟方法的网格松弛效果
    6.4 耦合MMALE-FEM方法在假想堆芯破坏事故中的应用
        6.4.1 假想堆芯破坏事故的工程背景
        6.4.2 国际上对HCDA的研究和CONT考题
        6.4.3 计算模型与数值结果对比
    6.5 本章小结
第7章 基于MMALE方法和物质点法(MPM)的流固耦合算法研究
    7.1 物质点法的基本思想和求解过程
    7.2 MMALE方法与物质点法的内在联系
    7.3 耦合MMALE-MPM方法
    7.4 数值算例
        7.4.1 圆柱绕流问题
        7.4.2 空中爆炸载荷与RHA钢板的相互作用问题
    7.5 本章小结
第8章 工作总结和展望
    8.1 研究成果和创新点总结
    8.2 未来工作展望
参考文献
致谢
附录A 柱体上的体积分
附录B 任意空间多边形上的多项式积分
附录C 单位三角形和多边形的相交算法
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(9)基于声学超透镜的光声显微成像亚波长分辨率技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 相关技术的国内外发展现状
        1.2.1 光声成像的亚波长分辨率技术研究现状
        1.2.2 声学超材料促进声成像分辨率发展概况
    1.3 研究思路及研究框架
    1.4 主要研究内容及章节安排
第2章 光声信号传输介质折射率与成像分辨率研究
    2.1 光声显微成像系统的点声源分析
        2.1.1 光声信号产生的机理
        2.1.2 高频激光聚焦组织产生的点声源分析
    2.2 点声源在透镜中传输的傅里叶分析
        2.2.1 点声源经过声透镜后的点扩展函数分析
        2.2.2 声学透镜滤波特性与成像分辨率的关联性研究
    2.3 负折射率透镜与亚波长分辨率关系
        2.3.1 海森堡测不准原理与瑞利判据的关系
        2.3.2 基于负折射率的亚波长分辨的分析
    2.4 小结
第3章 新型轴对称声学超透镜设计与分析
    3.1 新型声学超透镜结构分析
    3.2 轴对称结构声学透镜的有限元分析方法
    3.3 声学超透镜的径向剖面声传输分析
    3.4 声学超透镜轴向剖面的声传输分析
        3.4.1 基于多散射方法的轴向剖面的长波传输特性
        3.4.2 透镜轴向剖面散射波中的局域共振分析
    3.5 小结
第4章 声学超透镜的轴向剖面的声传输特性分析
    4.1.透镜轴向剖面的负折射率分析
        4.1.1 基于平面波展开法的轴向剖面带隙特性分析
        4.1.2 轴向剖面振动分析与负质量的实现
    4.2 透镜轴向剖面薄板的特性分析
        4.2.1 基于COMSOL的特征频率分析及显示
        4.2.2 透镜轴向二维剖面的共振频率测试
        4.2.3 声学超透镜薄板的共振测试实验
    4.3 基于有限元分析的的轴向剖面负折射率成像
    4.4 小结
第5章 声学超透镜在三维空间中的成像规律研究
    5.1 基于多层散射法的透镜三维空间传输特性分析
    5.2 三维空间中声学超透镜声波传输分析
        5.2.1 超透镜三维建模过程及说明
        5.2.2 三维空间中超透镜多层变化的成像规律分析
    5.3 声学透镜层状结构的分析测试
        5.3.1 超材料透镜层状结构样品制备
        5.3.2 声学超透镜的声波传输检测平台
        5.3.3 层状结构超透镜实验结果分析
    5.4 基于 3D打印技术的声学超透镜样品测试
        5.4.1 声学超透镜实验样品制备
        5.4.2 超透镜声场检测实验及结果分析
    5.5 小结
第6章 基于声学超透镜的点声源近场显微成像分析
    6.1 基于超透镜的亚波长分辨率的点声源成像
    6.2 基于透镜剖面的点声源成像模拟与效果分析
        6.2.1 基于有限元法分析点声源透镜成像模型
        6.2.2 不同晶格结构的超透镜成像分析
    6.3 三维声学透镜超亚波长分辨率成像特性分析
        6.3.1 超透镜三维建模及成像效果分析
        6.3.2 负折射近场成像结果的理论分析
    6.4 基于声学超透镜的成像系统设计方案及拓展
        6.4.1 三维光声成像方法及其装置介绍
        6.4.2 水下亚波长成像系统设计方案
    6.5 小结
第7章 总结与展望
    7.1 本文主要研究工作
    7.2 本文主要创新点
    7.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的学术成果及参与的科研项目

(10)含能材料爆炸动力学的有限体积法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文选题背景及意义
    1.2 计算爆炸力学国内外的研究现状
        1.2.1 计算爆炸力学仿真软件研究现状
        1.2.2 炸药爆炸动力学数值模拟研究现状
    1.3 有限体积法国内外研究进展
        1.3.1 有限体积法在计算流体力学领域的发展现状
        1.3.2 有限体积法在固体力学领域的研究现状
    1.4 含能材料爆炸动力学研究存在的问题
    1.5 论文主要的研究内容及技术路线
第2章 有限体积法研究爆炸动力学的基本理论
    2.1 引言
    2.2 有限体积法的基本思想
        2.2.1 有限体积法的基本概念
        2.2.2 控制体积的选择
        2.2.3 结构与非结构网格
    2.3 控制方程离散
        2.3.1 动量守恒方程的离散过程
        2.3.2 边界和初始条件
        2.3.3 时域的显式积分算法
    2.4 能量守恒方程更新算法
    2.5 有限体积法求解爆炸动力学问题的基本流程
    2.6 结构动力学的有限体积法分析
    2.7 本章小结
第3章 压力作用下炸药的点火性能研究
    3.1 引言
    3.2 广义粘弹性统计裂纹模型
        3.2.1 广义粘弹性体的本构关系
        3.2.2 粘弹性体
        3.2.3 广义粘弹性体
        3.2.4 微裂纹体的本构关系
        3.2.5 广义粘弹性统计裂纹本构关系
    3.3 广义粘弹性统计裂纹本构模型的计算流程
    3.4 未反应炸药状态方程
    3.5 宏观体积加热模型
    3.6 含能材料爆炸动力学分析的计算流程
    3.7 炸药点火性能分析
    3.8 数值结果验证分析
    3.9 炸药动态响应研究
    3.10 本章小结
第4章 考虑燃烧过程的炸药动力学分析
    4.1 引言
    4.2 Virial状态方程
    4.3 反应产物状态方程
    4.4 燃烧过程的混合准则
    4.5 考虑燃烧过程的炸药动力学分析计算过程
    4.6 低幅值宽脉冲载荷作用炸药燃烧过程动力学分析
    4.7 低幅值窄脉冲载荷作用炸药燃烧过程动力学分析
    4.8 本章小结
第5章 炸药发射安全典型影响因素研究
    5.1 引言
    5.2 空气绝热压缩特性
    5.3 空气压缩量与温升的关系分析
    5.4 空气压缩量与点火关系分析
    5.5 装药密度对温度和应力的影响
    5.6 空气压缩量、温升与炸药点火关系分析
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
攻读博士学位期间参与科研项目
致谢

四、负质量法在力学中的应用(论文参考文献)

  • [1]基于腔光机械系统中量子噪声相消的传感技术[D]. 赵雯. 河南师范大学, 2019(09)
  • [2]自旋-轨道耦合旋量超冷原子气体的新奇量子态[D]. 彭娉. 西北大学, 2019(01)
  • [3]力学中的等效概念与方法[J]. 楚安夫. 聊城师院学报(自然科学版), 1997(01)
  • [4]补偿法在力学和电磁学中的应用[J]. 段培同,韩彩芹. 泰安师专学报, 2002(03)
  • [5]热力耦合问题的准凸重构核粒子法[D]. 田利瑞. 武汉理工大学, 2019(07)
  • [6]多相介质爆炸冲击响应物质点法分析[D]. 王宇新. 大连理工大学, 2006(12)
  • [7]三维多介质任意拉格朗日欧拉方法的若干问题研究及应用[D]. 陈享. 清华大学, 2018(04)
  • [8]负质量法在力学中的应用[J]. 瞿鸣荣. 物理教学, 1978(03)
  • [9]基于声学超透镜的光声显微成像亚波长分辨率技术研究[D]. 韩建宁. 中北大学, 2015(03)
  • [10]含能材料爆炸动力学的有限体积法研究[D]. 严涵. 哈尔滨工程大学, 2019(04)

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负质量法在力学中的应用
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