一、外磁场作用下蚕体物理效应与机制的研究(论文文献综述)
张孟轲[1](2021)在《两带s波铁基超导体在外磁场下的若干相变特性研究》文中研究说明2008年日本Hosono研究组在掺F的LaFeAsO(1111)样品中发现了相变温度为26K的超导体,由此掀起了铁基超导研究的热潮。铁基高温超导材料比铜氧化物超导体的临界磁场更高,且铁基超导体内超导性和磁性共存的特点使其在高温超导机理探索以及自旋电子学应用方面均具有重要价值。铁基超导材料除了上述的1 1 11体系之外,目前还发现了其他的122、11、111体系以及结构上更复杂的Sr4Sc2O6Fe2As2超导体。2020年,Hardy等人在实验上对典型的11型两带铁基超导材料FeSe在强磁场下的行为进行了仔细研究。在一定的磁场和温度范围内,若存在序参量随空间调制的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)相到正常态的二阶相变,则可以更好地拟合上临界磁场的实验数据,这间接说明在FFLO相和涡旋混合相之间有可能会出现新的无能隙超导Sarma相。在本论文中,我们首先利用两带Bardeen-Cooper-Schrieffer理论对在外磁场作用下准二维两带s波铁基超导体的Sarma相进行了细致分析,根据正常态和超导态自由能之间的差值,我们认为铁基超导体两能隙之间的较大不对称性和非零的带间交换相互作用是形成稳定Sarma相的重要条件。同时,我们基于两带Ginzburg-Landau理论对铁基超导体FeSe的上临界磁场及相关磁性相变特性进行了仔细研究。理论分析结果说明,在较宽的温度范围内,我们对上临界磁场和伦敦穿透深度的数值计算结果与实验数据符合得较好,证实了 FeSe是一种存在两个超导能隙的s波超导体。我们的计算结果还表明,具有较大(或较小)能隙的能带有效质量各向异性参数约为10(或2)。
童玉锦[2](2020)在《超导复合材料与结构的失超预测及其热弹性耦合行为研究》文中研究指明超导材料因零电阻、迈斯纳效应等优异电磁特性而在现代能源、交通、电力电工、医疗、通信以及航空航天等领域均有着广泛而重要的应用前景。超导材料的超导特性需要在极低温等极端条件下才能得以实现,而且其往往运行于极低温、强磁场和大载流等复杂环境场中,各种微扰动(包括热、力、电、磁等)均极易导致材料超导特性的丧失而发生失超,严重威胁着超导电磁系统的运行稳定性和安全性。当前,超导材料与结构的失超问题依然是尚未得到有效解决的公开性和挑战性科学问题,并且直接影响着国际热核聚变实验堆(ITER)计划中托克马克大型超导磁体的功能实现与安全运行。高温超导材料由于具有高的热容量和临界温度,使得其失超传播速度低于低温超导材料两到三个数量级,其失超发生若不能得到及时、有效的预测,则会造成超导体永久性的破坏,已成为制约高温超导材料与结构发展的关键瓶颈问题。已有针对超导磁体失超的实验发现:失超发生瞬间,除了温度和电压有突升外,磁体内的应变也发生了显着突变,其可以作为失超检测的新方法,但相关的失超机制尚未得到有效揭示。针对超导复合材料与结构失超过程中的多场耦合特征及热弹性响应,本论文开展了超导复合材料及其电磁结构热弹性耦合失超机制的理论研究与探索,分别针对低、高温超导复合带材,高温超导复合堆叠、线圈等结构的多场耦合失超行为建立了有效的定量预测模型,深入探究与揭示了失超所引起应变、应变率等力学量的突变特征,以及失超发生、传播等过程中各力学、热学参量间的内在关联等。首先,基于Lord-Shulman(L-S)广义热弹性理论和超导材料的电流分流模型,建立了超导复合材料的一维热弹性耦合失超模型,获得了失超瞬间及其传播过程中的热弹性响应,并分析了热波效应对失超传播及其过程中热弹性行为的影响。研究结果表明:失超发生瞬间,超导材料内的热弹性应变、应变率发生突变,其应变率突变峰值对应于超导理论临界温度值,从理论上首次揭示了失超发生瞬间的应变突变现象,合理解释了已有的实验现象,并为基于应变的失超检测新方法提供了理论依据。对于Nb Ti/Cu低温超导复合线材的失超预测发现,考虑热波效应使得失超发生提前且传播速度减慢;对于REBCO高温超导带材的失超预测表明,失超传播速度及温度演化的计算结果与实验结果吻合良好,失超发生时刻应变率曲线发现突变,表现在斜率的变化,其变化幅度与超导复合带材基体金属层电阻率的温度依赖性密切关联,材料基体电学特性对高温超导失超特征的影响是不容忽视的。进一步,针对预拉伸作用下高温超导复合带材的失超行为与特征,考虑应变对临界电流的影响,建立了预应变下高温超导带材的热弹性耦合失超模型,定量分析了预拉伸应变对Bi2223/Ag高温超导复合带材失超发生、传播特征及其瞬态热弹性响应的影响及相关规律。结果表明:当预应变超过超导带材临界拉伸应变后,带材失超显着提前且传播速度随预应变的增大而加快,表现出预应变在一定程度上对高温超导材料失超特性的调控效应;其次,在预应变作用下,带材远离触发点处的应变和应变率演化曲线在失超到达前发生下降行为,且存在明显的极值点,理论计算结果与已有实验结果定性一致,以该极值点为判据有望更早地判断失超发生,实现一定的失超“预警”预测;进一步,通过分析带材失超保护过程中的热弹性行为,系统讨论了上述判据在带材失超保护中的可行性及其有效区间。相关研究可望为工程应用中高温超导的失超检测难题提供新途径,即通过预应变在某种程度上实现对失超的调控与有效检测。其次,针对大型超导磁体中普遍采用的堆叠结构,分别建立了分层和均匀化的二维热弹性耦合失超模型,深入探究了绝缘和浸渍材料对REBCO高温超导堆叠结构失超传播及其瞬态力学场演化的影响。结果表明:失超过程中结构内部应变和应变率仍存在与单带材中类似的特征点,这一结果说明基于应变和应变率极值点的失超判据仍可向高温超导结构的失超检测进行推广;在绝缘和浸渍层低热导率的影响下,堆叠结构失超传播具有显着的各向异性,其纵向的失超传播速度比横向传播速度高出约一个数量级;相对于均匀化模型,分层模型可真实反映瞬态变温引起的应力不连续等失超过程中的应力演化细节特征;此外,通过对浸渍材料力学、热学和几何特征的参数化研究发现,随着浸渍材料的弹性模量和厚度增加可有效降低失超热点处的纵向应变幅值。最后,针对高磁场下高温超导绝缘线圈的失超及其瞬态多场行为,建立了二维轴对称力-热-磁耦合失超模型,对不同外磁场下超导线圈的失超及其瞬态温度场、力学场的分布和演化进行了计算和分析。结果表明:多场环境中线圈瞬态应变和应力会呈现出更为复杂的演化行为,随失超发生和传播,线圈轴向各点的轴向应变和应变率曲线均出现规律性的下降和极值点,应变和应变率的失超判据仍适用于高温超导线圈中,可实现有效的失超检测;磁场对高温超导线圈的失超具有显着影响,随外磁场增大,线圈更易发生失超且失超传播速度显着加快;在洛伦兹力和失超瞬态变温的共同作用下,线圈失超区域内的轴向和径向应力呈现了从拉应力到压应力转变的特征等。
何丰[3](2020)在《一维多体系统中的分数激发、量子磁性和动力学关联》文中研究指明由于量子多体系统通常具有巨大的希尔伯特空间和复杂的相互作用,这使得针对多体问题的研究困难重重。虽然低能区域的等效理论例如费米液体和Tomonaga-Luttinger液体(TLL)理论为我们探索多体系统提供了可行办法;然而对于一维体系,费米液体理论失效,TLL理论可以解释一维系统独特的集体激发行为,却无法用以研究多体系统的量子临界区域。通过Bethe ansatz严格求解一维量子可积系统,不但能够精确的描述一维系统普适的TLL特征,也可以对TLL理论无法处理的量子临界性等给出严格的讨论。因此,本文以Lieb-Liniger玻色气体、一维自旋1/2海森堡模型和排斥费米气体为基础,从严格解的角度得到了三个系统的热力学性质、量子临界性、低能激发和量子流体性质,从而阐明了一维系统普适的TLL行为和量子临界区的标度特征。我们进一步将理论应用于固体材料和冷原子实验,对实验上热力学性质的测量和自旋-电荷分离现象的观测给出了可靠的理论解释和依据。本文的主要研究工作如下:1.一维量子可积系统的热力学和量子临界性我们在临界点附近严格求解了 Lieb-Liniger玻色气体、一维自旋1/2海森堡模型和排斥费米气体满足的热力学Bethe ansatz方程,分别给出了三个系统量子临界区标度方程的解析形式和热力学量的严格表达式;进一步分析后得到了三个系统在无能隙相(有能隙相)的热力学量具有相同的变化规律,以及它们在临界点所具有的等价的自由费米子特征,并解释了对固体材料CuPzN的实验测量。2.一维可积模型的低能激发谱和量子流体性质通过分析Lieb-Liniger玻色气体、一维自旋1/2海森堡模型和排斥费米气体所满足的Bethe ansatz(BA)方程和热力学Bethe ansatz(TBA)方程,分别给出了三个系统在电荷自由度上的粒子-空穴激发、自旋自由度上的两自旋子激发谱,验证了低能区域TLL理论描述的有效性;并从热力学的角度导出三个系统TLL区域内比热对温度的线性依赖关系,证明了排斥费米气体满足可加性规律;通过验证Wilson比率和Luttinger参数的关系,得到了三个系统普适的量子流体特征;指出兼具电荷和自旋两种自由度的一维排斥费米气体会出现自旋-电荷分离现象。3.一维排斥费米气体的自旋-电荷分离一维自旋系统的自旋-电荷分离至今仍没有令人信服的实验观测和可靠的理论依据。我们通过理论分析一维排斥费米气体满足的TBA方程,在强相互作用下得到排斥费米气体在自旋自由度上等价的海森堡自旋链结构,据此首次给出了一维排斥费米气体的电荷和自旋的动力学结构因子,发现自旋和电荷准粒子声速随相互作用变化具有相反的增长趋势,进一步提出可通过布拉格散射光谱验证一维自旋系统普适的自旋-电荷分离的实验方案。
巫崇胜[4](2020)在《Z型六角铁氧体室温磁电耦合性能研究》文中研究表明随着5G通讯、物联网和人工智能的快速发展,人们对电子器件小型化、多功能化、集成化、低能耗等方面提出了更高的要求。单相多铁材料由于同时具有铁电性和铁磁性,且两种铁性之间可以实现相互调控,现已成为凝聚态物理和材料科学的热门研究方向。单相多铁材料在传感探测、信息存储、自旋电子器件等领域具有广阔的应用前景。本文以具有室温低磁场磁电耦合效应的多铁Z型六角铁氧体Sr3Co2Fe24O41(SrCo2Z)为研究对象。通过自行设计搭建的磁电测试系统对其室温磁电耦合效应进行较为全面的测试研究。并基于其本身的磁电耦合特性,提出一种非易失性多态存储器原型。然后,分别采用Al3+取代、高氧气气氛浓度烧结改善其磁电耦合性能,使其铁电相磁场域拓展到高磁场范围。最后,研究高氧气气氛浓度烧结Al3+掺杂样品的磁电耦合特性。具体研究工作叙述如下:采用缺铁配方3SrCO3·Co2O3·10.8Fe2O3,通过固相反应法制备多晶样品。预烧温度1100℃,预烧时间16小时,预烧气氛为空气;烧结温度1200℃,烧结时间16小时,烧结气氛为氧气。XRD测试结果表明,该样品为较纯的多晶Z型六角铁氧体。SEM测试表明,样品呈块状紧密排列,和已有报道的多铁Y型六角铁氧体多晶的微观结构相似。VSM测试表明,随着外加磁场增加,磁化强度M呈现出阶梯式增加的特征,说明该样品在室温下具有螺旋磁有序。M-T测试表明,样品在400 K以下形成稳定的横向圆锥型磁结构。P-E测试表明,样品在室温下具有铁电性,证明其在室温下为多铁材料。基于准静态法自行设计搭建出一套适用于六角铁氧体室温磁电耦合效应的磁电测试系统。并对所制备的多晶SrCo2Z样品的室温磁电耦合效应进行较为全面的测试,发现其“滞回”特征。该特征和样品的剩余磁化息息相关,磁场沿其剩余磁化方向增加时测试出的磁电耦合效应比降低时测试出的磁电耦合效应更大,并且最大磁电耦合效应出现的磁场更小。多晶SrCo2Z样品经过完全极化((?)0Hpole=-0.01 T,Epole=-1000 k V/m)后测得的最大磁电耦合电流密度Jm=-10.2(?)A/m2,最大铁电极化Pm=-12.8(?)C/m2,最大磁电耦合系数αm=-601 ps/m。经过0~1 T扫描磁场范围内的磁电测试,发现该样品的磁电耦合效应只出现在0~0.4 T磁场区间内。说明该样品在0~0.4 T的磁场范围内具有磁诱导铁电相。当磁场超过0.4 T时,样品表现为顺电相。此外,经过反复测试,发现0~0.2 T的磁场区间比较特殊。当扫描磁场超过0.2 T时,样品的横向圆锥型磁结构会遭到破坏,再次测量时其磁电耦合效应被严重削弱。说明其横向圆锥型磁结构只能在0~0.2 T磁场区间内保持完整性。只有在扫描磁场不超过0.2 T时,完全极化后的样品的磁电耦合效应才能被反复重现而没有衰减。电极化过程中的极化磁场(?)0Hpole和极化电场Epole都对多晶SrCo2Z的磁电耦合效应具有显着的调控作用。只有当(?)0|Hpole|≤0.2 T时,样品才能被完全极化,表现出最大磁电耦合效应。当(?)0|Hpole|>0.2 T时,样品的磁电耦合强度随(?)0Hpole的增加而减小。只有当|Epole|≥600 k V/m时,样品才能被完全极化,表现出最大的磁电耦合效应。此外,样品的磁电耦合效应和Epole的方向密切相关,铁电极化P的符号始终与Epole的符号保持一致。也就是说,Epole可以使其磁电耦合效应发生反转。基于多晶SrCo2Z对(?)0Hpole和Epole的记忆特征,提出一种非易失性多态存储器原型。该存储器理论上可以实现128种存储状态,拥有巨大的应用潜力。Al3+掺杂使得多晶SrCo2Z-Al的磁电耦合效应出现的磁场区间从0~0.4T(x=0.00)拓展到0~1 T(x=0.04)。Al3+掺杂改变了多晶SrCo2Z-Al的磁晶各向异性,提高了其横向圆锥型磁结构的稳定性,使其磁诱导铁电相拓展到高磁场范围。当掺杂量x=0.06和0.08时,样品只具有非常微弱的磁电耦合效应。此外,当掺杂量x=0.08时,样品的磁电耦合效应可以被扫描磁场反转。这和Z型六角铁氧体的磁电耦合效应相矛盾,说明此时样品的磁结构发生了本质的变化,这种新的磁结构需要进一步研究。烧结氧气气氛浓度对多晶SrCo2Z的磁电耦合效应出现的磁场范围同样具有明显的调控作用。烧结氧气流量为0.1 L/min的样品只在0~0.6 T的磁场范围具有磁电耦合效应,而烧结氧气流量为0.3 L/min的样品则在0~1.2 T的磁场范围内均具有磁电耦合效应。说明烧结氧气气氛浓度的增加使得样品磁诱导铁电相的磁场范围显着增加。烧结氧气流量为0.5 L/min的样品由于具有明显的杂质相,没有磁电耦合效应产生。高烧结氧气气氛浓度会降低多晶SrCo2Z中的漏电电流和与氧空位有关的捕获态,使得其具有更高的电阻率、相对低的磁电耦合效应和更快的电容放电过程。高烧结氧气气氛浓度(0.3 L/min)使得Al3+掺杂的多晶SrCo2Z-Al(x=0.00,0.02,0.04)的横向圆锥型磁结构变的更加稳固,在~1 T的高磁场下仍然能诱导出较大的铁电性。而在低氧气气氛浓度下烧结的多晶SrCo2Z-Al样品中,只有掺杂量x=0.04的样品的横向圆锥型磁结构能在~1 T的高磁场下诱导出明显的铁电性。此外,在低氧气气氛浓度下烧结的样品中具有更大的漏电电流和与氧空位有关的捕获态,造成电极化强度P被高估,具体的物理机制需要进一步研究。
况龙钰[5](2020)在《磁化黑腔研究》文中认为在激光间接驱动的惯性约束聚变研究中,利用激光注入一个高Z材料黑腔,将激光能量在腔内转化为一个准对称的X光辐射场,该辐射场驱动黑腔中心的低Z靶球内爆,使靶球内的聚变燃料达到特定的高温高密度状态从而实现聚变点火。为了提升内爆性能,要求黑腔辐射场具有高温性、对称性和干净性等品质。而腔内的一系列物理过程会对黑腔辐射场的品质造成影响,如激光等离子体相互作用的非线性过程所产生的超热电子,冕区高温等离子体所发射的M带辐射对靶丸有预热效应;冕区等离子体的运动会造成腔内的等离子体填充,影响激光的传输;腔壁光斑位置的移动会影响黑腔辐射场的时变对称性等等。针对黑腔的这一系列问题,在传统黑腔研究的基础上,通过在黑腔上添加磁场构成磁化黑腔,研究激光与磁化黑腔的相互作用,主要研究内容分如下三个方面:1.辐射磁流体数值模拟程序的研制:成功研制了 1D和2D辐射磁流体程序。首先在开源的Multi-1D辐射流体程序中添加了磁场模块,构成一维辐射磁流体程序Multi-1D-M,在此基础上进一步完成了全新的一维辐射磁流体程序Icfire-1D的研制,与Multi-1D-M程序一起,构成1D辐射磁流体数值模拟研究平台。在1D程序研制的基础上开展了 2D辐射磁流体程序的研制,通过数年的努力,最终完成了柱坐标系下的2D辐射磁流体程序Icefire-2D的研制,该程序考虑了磁化黑腔研究中的大部分物理问题,包括激光的三维光线追踪,磁流体演化,辐射输运,电子热传导,电子离子能量交换等过程,为ICF中辐射磁流体问题的研究提供了重要的2D数值模拟研究平台。2.磁化黑腔的数值模拟研究:基于所研制的1D和2D辐射磁流体程序对磁化黑腔进行了数值模拟研究,磁场区间从I0T量级到I000T量级。对于I0T量级的磁场,主要研究了磁场对电子热传导的限流效应;对于100T量级的磁场,主要研究了磁场的力学效应,研究洛伦兹力对黑腔内等离子体温度密度分布的影响;对于I000T量级的磁场,作为探索,研究极端强磁场下的黑腔行为,探索利用激光与磁化小黑腔相互作用获得超高温辐射源的可能性。通过一系列算例的研究,获得不同磁场强度对黑腔性能的影响。3.磁化黑腔的实验研究:依托SGⅡ激光装置开展磁化黑腔实验研究,利用第九路激光与线圈靶相互作用产生兆高斯量级的脉冲强磁场,将该磁场耦合到黑腔内部,构成磁化黑腔,然后将八路激光注入黑腔,初步研究了激光与磁化黑腔的相互作用,观测到了磁场对腔壁等离子体径向运动的抑制作用。通过本论文的研究,建立了 ICF条件下的辐射磁流体数值模拟研究平台,开展了磁化黑腔的数值模拟研究和实验研究,为强磁场在传统ICF黑腔物理中的应用提供了重要的参考。
潘京[6](2020)在《EAST装置关键部件运行安全性实时分析算法研究》文中认为为保证EAST装置运行安全,满足开展更高参数下的等离子体物理实验需求,拟搭建一个能对EAST装置主机运行进行实时监控、风险评估及处理的系统平台。鉴于商业有限元法尚难以实现主机关键部件在运行中受载的实时分析计算,因此本论文针对EAST磁体系统、真空室和第一壁部件的电磁载荷、磁体交流损耗等重要安全参数的实时分析算法进行研究,用于构建EAST装置实时监控与反馈平台。本文首先针对EAST超导磁体在复杂磁场环境下的电磁受力和交流损耗开展实时评估算法研究。介绍了通用的交流损耗分析理论,引入了系统矩阵法用于交流损耗关键参数磁场B的求解。建立了单位电流下EAST PF线圈中心处磁场系统矩阵,则只需给定电流,通过系统矩阵的线性叠加可快速得到作用在各线圈上的磁感应强度。计算了几种典型等离子体放电炮号下各PF线圈的交流损耗,验证了该方法可以方便有效应用于EAST磁体系统交流损耗快速评估中。同时将系统矩阵法应用于EAST磁体电磁受力实时评估计算中,同样建立了磁体电磁受力系统矩阵并分析了典型炮号下磁体线圈的结构受力。完成了 EAST磁体系统安全运行实时评估算法的研究。其次,开展了 EAST真空室在复杂电磁环境下电磁响应实时分析算法研究。分析了不同工况下作用于真空室上的电磁载荷类型,采用基于电路理论的等效一阶线性系统理论和等效线圈模型法分别构建了由极向涡流引起的电磁载荷和由环向涡流引起的电磁载荷的实时评估算法,并完成了典型等离子体事故态下电磁响应实时计算。借鉴磁矩理论探索了应用于EAST第一壁电磁载荷实时评估算法的特征参数法。介绍了特征参数法的基本原理,借助谐响应分析提取了各第一壁部件的特征参数磁矩与时间常数。利用预先获得的特征参数与磁场参数,通过简单的线性计算得到两种等离子体事件下作用于第一壁部件上的电磁载荷。同时为了证明以上实时分析算法的普适性,进一步应用于CFETR真空室及包层的电磁受力求解中,与通用有限元分析方法结果对比,验证了所研究的实时分析算法的准确有效。最后,介绍了正在搭建的实时监控与反馈平台及部分功能,总结了各实时分析算法并建立完整的EAST关键部件实时分析计算流程。将EAST极向场线圈交流损耗实时评估算法进行了平台嵌入并完成了调试和运行,初步验证了该平台的可行性与实用性。
张兰新[7](2020)在《微波—磁性纳米粒子协同破乳研究》文中指出稠油在生产、运输过程中不可避免地会产生大量乳状液。稠油乳状液通常具有较高的稳定性,破乳难度大,并且破乳后稠油含水率往往难以达到1%的合格标准。因此,经济有效的稠油乳状液破乳技术对于稠油的处理与输送具有重要的实际意义。项目组在前期研究中发现磁性纳米粒子辅助微波可以显着改善稠油O/W型乳状液的破乳效果,但微波、磁性纳米粒子参数对协同破乳的影响规律,以及微波-磁性纳米粒子协同作用下油滴的聚并机理尚不清楚。因此有必要对协同破乳规律、破乳机理展开深入研究,为稠油O/W型乳状液的微波-磁性纳米粒子协同破乳技术的发展与应用提供实验和理论依据。论文首先针对配制的稠油O/W型乳状液,进行了静态稳定性评价。然后通过室内对比实验,依次研究了磁性纳米粒子、微波辐射以及微波-磁性纳米粒子协同作用下的破乳规律,并结合油滴的微观图像、zeta电位等测试结果,定性分析了微波-磁性纳米粒子协同破乳机理。论文还通过实验,对协同破乳作用下磁性纳米粒子以及微波参数进行优化,得到最佳协同破乳方案,并在最佳协同破乳方案下进行了磁性纳米粒子材料的循环实验,研究其回收和循环使用效果。最后,基于微波电磁场以及传热学理论,结合稠油O/W型乳状液微观特征,建立了微波作用下稠油O/W型乳状液的温度场模型,通过理论推导以及实验测定等方法,确定了模型中的电磁场强度、介电参数、对流换热系数等相关参数,并利用四阶龙格库塔法对模型进行编程数值求解,确定了磁性纳米粒子加入前后乳状液的温度分布。实验和理论研究表明:在一定功率下,微波与磁性纳米粒子结合后,乳状液的分水率得到显着提升,这一方面归结于微波电磁场下磁性纳米粒子的运动状态响应行为,另一方面是因为磁性纳米粒子对微波破乳“热效应”的促进作用;在最佳破乳方案下,1 h内乳状液的分水率可达99.1%,磁性纳米粒子重复使用3次仍具有良好的破乳性能,对应乳状液分水率能达到96.74%,磁性纳米粒子辅助微波以实现稠油O/W型乳状液的高效破乳是可行的;磁性纳米粒子不仅能提升乳状液对微波的吸收能力,还能通过磁损耗作用产生一定的热量,从而导致磁性纳米粒子加入后乳状液温度更高。此外,相比于单独微波破乳,微波-磁性纳米粒子协同破乳可以在更低的温度下进行。
唐桧波[8](2020)在《磁化背景中激光等离子体膨胀过程研究》文中认为磁场与等离子体广泛存在于宇宙当中,宇宙中的很多现象如蟹状星云的不稳定性结构、吸积盘喷流、高速粒子的产生等等,都与磁场和等离子体之间的相互作用有关。在天体物理或者空间物理领域,由于观测条件限制,针对这些现象的研究还不够完备。近几十年,随着脉冲功率技术的发展,陆续建成了强磁场装置和高功率激光装置,为在实验室条件下研究磁场与等离子体之间的相互作用提供了实验环境。本论文主要针对磁化背景中的激光等离子体膨胀进行了实验和模拟的相关研究。激光等离子体在磁化背景中膨胀,根据背景等离子体的阿尔芬速度,可以将膨胀类型简要分为亚阿尔芬速度膨胀和超阿尔芬速度膨胀。我们在中国科学技术大学的磁化激光等离子体装置上进行了亚阿尔芬速度膨胀的实验,利用激光烧蚀平面靶产生等离子体,由亥姆霍兹线圈提供准稳态准均匀的外磁场。通过等离子体的自发光成像以及飞秒光的干涉,诊断了激光等离子体在外磁场中演化过程。等离子体在外磁场中减速膨胀,在等离子体-磁场的交界面上出现严重密度堆积,形成抗磁腔结构。抗磁腔的最大尺寸与磁场约束效果相关,实验上改变激光能量五和磁场强度B,发现抗磁腔Vmax满足定标关系Vmax~E/B2。磁流体模拟发现该定标关系在激光能量达到千焦耳量级时依然成立,据此我们建议在黑腔聚变中引入外磁场,减缓黑腔腔壁等离子体的填充。等离子体减速膨胀带来的等效重力加速度会导致交界面出现槽纹不稳定性结构,不稳定性的线性增长率高于0.4/ns,远大于离子回旋频率。对不稳定性发展过程而言,此时电子已经磁化,而离子非磁化,所以这是一种动理学不稳定性。根据线性阶段的增长率和非线性阶段的鱼骨模特征,我们判断这种不稳定性是大拉莫半径不稳定性。这些现象与80年代到90年代的空间实验AMPTE和CRRES上观察到的现象一致,实验上的无量纲参数也符合空间物理的无量纲参数,为实验室空间物理提供了新的参数区间。我们在SGIIU装置上也进行了亚阿尔芬速度膨胀的实验,使用质子照相诊断到了槽纹不稳定性,并且发现磁场越强,不稳定性的波长越长,出现了模式合并的特征。通过分析我们确认这种不稳定性是低杂漂移不稳定性,这是首次利用质子照相拍摄到槽纹不稳定性结构。在SGII装置进行了超阿尔芬速度膨胀的实验,我们利用预脉冲产生高密度的背景等离子体,主脉冲产生的等离子体在磁化背景等离子体中超阿尔芬速度膨胀。利用皮秒光的干涉和纹影成像,观察到背景等离子体被驱动产生了明显的冲击波结构,冲击波的速度约为400km/s,马赫数为MA~7。利用法拉第筒诊断了离子速度,发现当背景等离子体磁化时,有更多的离子被加速到900km/s,此时高速离子峰值比无磁场情况下的离子峰值提高1.5到3倍左右。利用电子谱仪诊断了电子能谱,发现在磁化情况下有大量的电子被加速到20-150keV。上述实验结果表明,在超阿尔芬膨胀中形成的高马赫数磁化冲击波,对带电粒子的加速效果明显,在实验室环境下研究与磁化冲击波相关的粒子加速可以补充航天器测量的局限性。
陶弢[9](2021)在《磁化背景气体塑造天体外流的实验室研究》文中指出宇宙空间中,广泛存在着磁场与等离子体的相互作用。低强度磁场可以改变能量或物质的输运系数,高强度的磁场则影响等离子体的动力学演化。但受限于观测能力,天体磁化等离子体的定量研究有很大难度。脉冲功率技术的发展,使得目前在实验室内可以产生参数可控的高能量密度磁化等离子体。结合磁流体力学方程组本征的标度变换不变性,可以在实验室内定量的研究天体尺度的磁化等离子体演化。本论文采用辐射磁流体模拟和物理实验手段,结合理论分析,系统研究了激光烧蚀产生的等离子体流与磁化背景气体的相互作用,目的是定量研究一系列处于磁化背景中准直天体外流的形成机制。模拟和实验研究中,利用纳秒激光烧蚀铝或硅固体靶产生初始各向同性外流,外加磁场方向平行于出流对称轴、背景中充氦气来模拟天体磁化背景。数值模拟研究采用三维辐射磁流体程序,全面考虑了激光能量沉积、真实物态方程、辐射输运和非理想耗散项。我们采用平顶长脉冲激光产生稳态外流,模拟中激光光强I=1012-1013 W/cm2、磁场强度B=0-60Tesla、背景气体覆盖从真空状态至ρ=10-6g/cm3的密度范围。实验研究中采用7ns脉宽、527nm波长、620mJ能量的的Nd:YAG激光束,利用脉冲磁场装置产生8T的背景磁场,靶室内充氦气改变背景气体密度;采用光学干涉、光学自发光成像等诊断技术测量磁化背景中等离子体的演化。借助于数值模拟,我们发现:尽管磁化背景气体始终处于磁压远远大于热压的磁准直参数状态,改变背景气体密度或磁场强度,激光烧蚀产生的初始大角度高速等离子体外流在磁化背景气体中的流体行为仍会发生显着变化。固定磁场强度、背景气体密度较低时,烧蚀物横越磁场的运动被抑制,形成长轴沿磁场的抗磁椭球形腔,后续来流被腔壁折射汇聚,通过腔体顶部锥形激波转换为沿磁场长距离传输的准直射流(well-collimated jet)。固定磁场强度、稍微增加背景气体密度时,射流被阻挡、头部形成含密度鼓包的节状射流(knotty jet)。背景气体密度高于一定阈值时,射流完全被抑制,原锥形激波位置被一弓形激波取代,这时候外流表现为椭球形腔结构(less-collimated lobe)。固定背景气体密度,在改变磁场强度时,也会出现类似的变化规律,外流从低磁场强度时的椭球形腔逐渐变化为节状射流最终变化为准直射流。细致分析不同参数下的流体行为,我们发现外流的外阿尔芬马赫数和其在磁化背景中驱动起的激波形态决定了外流的形貌。外阿尔芬马赫数Ma<1的亚阿尔芬膨胀激发背景磁声波模,背景各向异性的洛仑兹力可以有效引导大角度外流变化为准直射流;外阿尔芬马赫数介于1<Ma<2之间的超阿尔芬膨胀在磁化背景中激发出有多层结构的“switch-on”磁化激波,激波面中心作用于射流头部,准直射流退化为节状射流;外阿尔芬马赫数Mα>2的超阿尔芬膨胀,背景中激发单层经典弓形波,其速度和结构与无磁场情况一致,背景洛仑兹力变为各向同性结构,射流被完全抑制,只剩下椭球形腔。以上三类情况的转变边界仅与无量纲的外阿尔芬马赫数有关,可以方便地向天文对象推广。我们将外流各种可能形貌均归结到二维分类图中,自变量轴分别由强磁化极限的外阿尔芬马赫数和弱磁化极限的声学马赫数构成,覆盖强磁化、弱磁化、高速外流、低速外流极限的所有五种外流形貌情况:弱磁场弱驱动、声波扰动时的球形膨胀;弱磁场强驱动、爆炸波(blastwave)扰动时的球形腔(spherical lobe);强磁场弱驱动、磁声波扰动时的准直射流;强磁场中等驱动、switch-on激波时的节状射流;强磁场强驱动、单层磁化激波时的椭球形腔(less-collimated lobe)。实验结果重现了数值模拟发现的规律性,逐渐增加背景气体密度时,光学干涉和自发光成像都观测到了受磁场约束的外流从准直射流转换为节状射流最终转化为椭球形腔,形貌转换的磁场和背景气体参数界限也与分类图预测一致。我们将实验外流形貌与三类相关天体对象建立了联系:原恒星射流、行星状星云双极腔体、太阳系弓形激波面:它们均拥有中心膨胀风和高密度磁化星际风背景。文中计算保证了实验与各天文出流的无量纲变换成立,即热传导、磁耗散、辐射致冷效应强度均可忽略,同时给出了给出了标度变换时实验室结果到天体的时空尺度放大系数。特别的,我们的实验在标度变换对应的高密度条件下重现了HH212的节状射流,这可能给天体中节状射流的产生机制提供新的理论模型。通过以上所述的模拟和实验研究,我们得到两个重要结论:一、我们的结果有力地支持了原恒星等天体中纵向磁场准直外流的理论模型,即盘风携带的数十毫高斯磁场足以有效准直包裹在内的核心风;二、准直射流、节状射流和椭球形腔等三种磁化天体外流形貌可以由统一的理论模型解释:亚阿尔芬膨胀时表现为准直射流,1<Ma<2的中等超阿尔芬膨胀时产生节状射流,Ma>2的高超阿尔芬膨胀时产生椭球形腔。这些结果可以解释一系列原恒星和行星状星云形貌的形成机制,也有助于理解太阳风与星际背景分界面的弓形激波结构。
白建东[10](2020)在《采用319纳米紫外激光对铯原子系综的单光子跃迁里德堡激发研究》文中研究表明高激发态里德堡原子间较强的长程偶极-偶极相互作用导致的里德堡阻塞效应,使其成为多体物理、量子计算、量子信息、非线性光学和成像等领域的研究热点。此外,巨大的电极化率使其对外界电场非常敏感,且在静电场、微波电场传感中无需校准,里德堡原子在量子计量和精密测量领域具有重要的应用前景。由于基态到里德堡态单光子直接激发的概率较低且跃迁波长一般处于紫光或紫外光波段,实现起来并不容易,所以实验上通常采用级联双光子或三光子激发的方式制备高激发态里德堡原子。然而,单光子激发的方式可以避免多光子激发过程中原子在中间态的布居,以及由此导致的光子散射和AC-Stark频移带来的退相干等问题。因此,单光子激发的方案对于制备量子计算和量子信息的里德堡缀饰基态原子具有明显的优势。本文我们利用自主研制的高功率、窄线宽、连续可调谐的单频319 nm紫外激光系统开展了铯原子单光子跃迁里德堡激发的实验研究。在铯热原子气室和冷原子系综中,采用全光探测的方法观测到了单光子跃迁里德堡激发信号,并对涉及到里德堡原子的相关物理问题进行了深入研究。研究内容主要包括以下几个方面:(1)研究了高功率、窄线宽、连续可调谐319 nm紫外单频激光产生过程的关键问题。采用窄线宽1560.5 nm与1076.9 nm连续激光通过单次穿过和频与四镜8字环形腔谐振倍频过程获得了输出功率大于2 W的319 nm紫外激光。搭建了放置于超高真空环境中的控温高精细度超稳腔系统,并研究了采用电子学边带锁频方案实现319 nm单频紫外激光相对于该超稳腔系统保持锁定条件下较大范围连续调谐,其连续调谐范围大于4 GHz,频率稳定性小于20 kHz。(2)在铯热原子气室中采用自主研制的319 nm紫外激光系统结合全光学探测的方法实现了6S<sub>1/2(?)nP<sub>3/2(n=70-100)单光子跃迁里德堡激发。利用得到的速度选择光谱研究了强耦合场作用下的里德堡激发谱中的Autler-Townes分裂,以及磁场作用下的里德堡光谱对相关参数的依赖关系,并做了详细的理论分析。(3)搭建了铯冷原子磁光阱系统,并测量了冷原子样品的相关参数。采用俘获损耗光谱技术实现了铯冷原子系综中单光子跃迁里德堡激发信号的无损探测,观测到了冷原子系综中的Autler-Townes分裂光谱并作了详细分析。利用里德堡原子巨大的电极化率和电场诱导下的里德堡光谱的斯塔克分裂测量了背景电场的大小。(4)研究了俘获铯原子基态和里德堡态光阱的魔术条件。理论计算了铯原子6S<sub>1/2基态和nS<sub>1/2、nP<sub>3/2里德堡态的动态电极化率,找到了用于实验光学偶极阱的最佳魔术条件,并对影响光阱中里德堡原子寿命的耗散机制进行了详细分析。实验上构建了俘获铯原子6S<sub>1/2基态和84P<sub>3/2里德堡态的1879.43 nm魔术光学偶极阱,并有效抑制了1879.43 nm激光的偏振起伏和强度噪声。本文的创新之处:(1)通过全光学探测的方法在铯热原子和冷原子系综中均实现了单光子跃迁里德堡态激发信号的无损探测。与传统的场电离探测方法相比,原子在探测后仍可反复使用,在量子信息领域具有重要的应用前景。(2)采用单光子里德堡激发的方式研究了铯P态里德堡原子的相关物理特性,避免了多光子激发过程中原子中间态的布居导致的退相干等问题。与传统的低功率脉冲光进行单光子里德堡激发相比,我们自主研发的高功率窄线宽连续紫外激光可以实现里德堡原子量子态的相干操控。(3)理论计算并在实验中构建了铯原子里德堡态的魔术光阱,该光学偶极阱不仅可以同时俘获基态和里德堡态铯原子,而且对这两个态阱深相等。因此,该魔术光阱可以提高实验的重复率,保持基态和里德堡态的量子相干性,这对高保真度纠缠和量子逻辑门操作具有重要的意义。
二、外磁场作用下蚕体物理效应与机制的研究(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、外磁场作用下蚕体物理效应与机制的研究(论文提纲范文)
(1)两带s波铁基超导体在外磁场下的若干相变特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 超导电性的发现 |
1.2 超导态的基本特性 |
1.2.1 零电阻效应 |
1.2.2 完全抗磁性 |
1.2.3 同位素效应 |
1.2.4 相关临界参数 |
1.3 第Ⅰ类和第Ⅱ类超导体 |
1.4 超导临界温度的发展史 |
1.5 本章小结 |
第2章 超导基本理论 |
2.1 超导体电动力学 |
2.1.1 二流体模型 |
2.1.2 伦敦方程 |
2.2 Bardeen-Cooper-Schrieffer理论 |
2.2.1 Cooper对 |
2.2.2 Bardeen-Cooper-Schrieffer理论的基态 |
2.2.3 两带Bardeen-Cooper-Schrieffer理论 |
2.3 Ginzburg-Landau理论 |
2.3.1 Ginzburg-Landau自由能 |
2.3.2 Ginzburg-Landau微分方程 |
2.3.3 两带Ginzburg-Landau理论 |
2.4 本章小结 |
第3章 铁基超导体中磁场诱导的Sarma相研究 |
3.1 铁基超导体简介 |
3.2 FeSe晶体介绍及其相图概述 |
3.3 非稳态Sarma相 |
3.4 两带费米体系中的稳定Sarma相 |
3.5 本章小结 |
第4章 超导体FeSe的上临界磁场分析 |
4.1 理论方法 |
4.2 上临界磁场的计算 |
4.2.1 平行于c轴的上临界磁场 |
4.2.2 平行于ab面的上临界磁场 |
4.3 伦敦穿透深度的计算 |
4.4 与单组分Ginzburg-Landau理论的比较 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(2)超导复合材料与结构的失超预测及其热弹性耦合行为研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 超导复合材料与结构概述 |
1.1.2 超导体的失超现象及特征 |
1.1.3 失超检测与保护 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 超导复合线/带材的失超研究 |
1.2.2 超导电磁结构的失超研究 |
1.2.3 失超检测和保护方法研究 |
1.3 本文的研究内容 |
第二章 基于广义热弹性理论的失超模型及分析 |
2.1 基于L-S广义热弹性理论的失超模型 |
2.1.1 模型建立与基本方程 |
2.1.2 有限元模型与数值求解 |
2.2 低温超导复合线材的失超及其热弹性耦合行为分析 |
2.2.1 热波效应对失超发生及传播过程的影响 |
2.2.2 失超过程中的热弹性行为 |
2.2.3 失超传播速度 |
2.3 高温超导复合带材的失超及其热弹性耦合行为分析 |
2.3.1 失超过程中的热弹性行为 |
2.3.2 失超传播速度 |
2.4 本章小结 |
第三章 预应变下高温超导带材的失超及其热弹性行为分析 |
3.1 考虑预应变的热弹性耦合失超模型 |
3.1.1 模型建立与基本方程 |
3.1.2 参数选取与数值求解 |
3.2 预应变下高温超导Bi2223/Ag复合带材的失超特性 |
3.2.1 失超演化过程 |
3.2.2 失超传播速度 |
3.3 预应变下Bi2223/Ag带材失超过程中的热弹性行为 |
3.3.1 应变和应变率的演化特征 |
3.3.2 失超与未失超情形的比较 |
3.4 基于应变检测的失超保护分析 |
3.4.1 失超保护过程中的热弹性行为 |
3.4.2 基于应变和应变率判据的失超保护 |
3.5 本章小结 |
第四章 高温超导堆叠结构的失超特性及其热弹性行为分析 |
4.1 二维热弹性耦合失超模型 |
4.1.1 模型建立与基本方程 |
4.1.2 模型求解与参数选取 |
4.2 失超特性的定量模拟 |
4.2.1 温度场分布及演化 |
4.2.2 应变和应变率分布及演化 |
4.2.3 失超传播速度 |
4.3 失超过程中的应力分析 |
4.3.1 应力分布特征 |
4.3.2 材料及结构特性对力学特征的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 超导线圈力-热-磁耦合失超模型及多场行为分析 |
5.1 考虑外磁场的力-热-磁耦合失超模型 |
5.1.1 模型建立与基本方程 |
5.1.2 数值模型与参数选取 |
5.2 多场耦合失超特性的定量模拟 |
5.2.1 温度场分布及演化 |
5.2.2 应变和应变率分布及演化 |
5.2.3 外磁场对失超传播速度的影响 |
5.3 失超过程中的应力分析 |
5.3.1 应力分布及演化 |
5.3.2 外磁场对应力演化特征的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
附录 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(3)一维多体系统中的分数激发、量子磁性和动力学关联(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 量子多体系统 |
1.2 费米液体理论 |
1.3 Luttinger液体 |
1.4 量子可积系统 |
1.5 量子相变 |
1.6 一维冷原子物理 |
1.7 本文结构 |
第2章 Luttinger液体理论和玻色化方法简介 |
2.1 基本概念 |
2.2 Lieb-Liniger玻色气体的玻色化 |
2.3 一维自旋1/2海森堡模型的玻色化 |
2.4 一维自旋1/2费米气体的玻色化 |
2.5 本章小结 |
第3章 Lieb-Liniger玻色气体 |
3.1 Bethe ansatz方程 |
3.2 量子临界性 |
3.3 元激发 |
3.4 Luttinger液体性质 |
3.5 本章小结 |
第4章 一维自旋1/2海森堡模型 |
4.1 Bethe ansatz方程 |
4.2 零温磁化性质 |
4.3 Luttinger液体性质 |
4.3.1 自旋自由度的弦结构及元激发 |
4.3.2 反铁磁相的Luttinger液体性质 |
4.4 低温热力学和量子临界性 |
4.4.1 相变点附近的低温热力学 |
4.4.2 量子临界性和标度方程 |
4.5 铁磁相的能隙 |
4.6 磁振子的自由费米子特征 |
4.7 反铁磁材料CuPzN的理论实验比较 |
4.8 本章小结 |
第5章 一维自旋1/2排斥费米气体 |
5.1 排斥相互作用Yang-Gaudin模型 |
5.2 Wilson比率和相图 |
5.3 可加性规律及自旋-电荷分离 |
5.4 量子临界性 |
5.5 过渡区域及自旋非相干Luttinger液体 |
5.6 强相互作用展开 |
5.6.1 强相互作用标度方程 |
5.6.2 自旋自由度的海森堡自旋链结构 |
5.6.3 磁振子的有效质量和准粒子密度 |
5.7 本章小节 |
第6章 一维排斥费米气中的自旋-电荷分离 |
6.1 线性响应理论 |
6.2 动力学结构因子 |
6.3 布拉格散射光谱 |
6.4 元激发 |
6.4.1 一维自由粒子激发谱 |
6.4.2 准动量的量子数 |
6.4.3 基态 |
6.4.4 粒子-空穴激发 |
6.4.5 两自旋子激发 |
6.4.6 准粒子的有效质量 |
6.5 动力学结构因子和自旋-电荷分离 |
6.5.1 电荷动力学结构因子 |
6.5.2 自旋动力学结构因子 |
6.6 本章小结 |
第7章 一维玻色气体、自旋1/2海森堡模型及排斥费米气体的共同特征 |
7.1 有限温相图 |
7.2 量子临界性 |
7.3 准粒子密度和能隙 |
7.4 Luttinger液体性质 |
7.5 本章小结 |
第8章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
附录A 一维自旋1/2海森堡模型TBA方程的数值解法 |
附录B 一维自旋1/2海森堡模型热力学量的实验单位 |
附录C 一维排斥费米气体热力学量的实验单位 |
附录D 一维排斥费米气体粒子-空穴激发的有效质量:热力学视角 |
参考文献 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
致谢 |
(4)Z型六角铁氧体室温磁电耦合性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 多铁性材料与磁电耦合效应 |
1.2 六角铁氧体的磁电耦合效应 |
1.2.1 Y型六角铁氧体的磁电耦合效应 |
1.2.2 Z型六角铁氧体的磁电耦合效应 |
1.2.3 其他六角铁氧体的磁电耦合效应 |
1.3 磁有序诱导铁电性 |
1.4 六角铁氧体中的磁电耦合机制 |
1.5 本论文的主要研究内容 |
第二章 磁电测试系统的搭建 |
2.1 磁电耦合效应的测试方法 |
2.2 磁电测试系统的构成 |
2.3 测试软件程序的编写 |
2.4 磁电测试系统的使用 |
2.4.1 样品准备 |
2.4.2 样品的电极化过程 |
2.4.3 磁电耦合效应的测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 多铁Z型六角铁氧体的室温磁电耦合特性 |
3.1 引言 |
3.2 多晶样品的制备 |
3.3 SrCo_2Z样品的表征 |
3.4 SrCo_2Z样品的相成分与微结构分析 |
3.5 SrCo_2Z样品的磁和电性能分析 |
3.6 SrCo_2Z样品的磁电耦合效应及其滞回特征 |
3.7 极化磁场μ_0H_(pole)对SrCo_2Z磁电耦合效应的影响 |
3.8 极化电场E_(pole)对SrCo_2Z磁电耦合效应的影响 |
3.9 本章小结 |
第四章 Al掺杂对多铁Z型六角铁氧体磁电耦合效应的影响 |
4.1 引言 |
4.2 SrCo_2Z-Al样品的相成分与微结构分析 |
4.3 SrCo_2Z-Al样品的磁性能分析 |
4.4 SrCo_2Z-Al样品的磁电耦合效应 |
4.5 本章小结 |
第五章 烧结氧气流量对SrCo_2Z磁电耦合效应的影响 |
5.1 引言 |
5.2 样品的相成分与微结构分析 |
5.3 样品的磁性能分析 |
5.4 样品的磁电耦合效应 |
5.5 本章小结 |
第六章 高烧结氧气气氛浓度对SrCo_2Z-Al磁电耦合效应的影响 |
6.1 引言 |
6.2 样品的相成分分析 |
6.3 样品的磁性能分析 |
6.4 样品的磁电耦合效应 |
6.5 本章小结 |
第七章 全文总结及展望 |
7.1 全文总结及创新点 |
7.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的成果 |
(5)磁化黑腔研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 激光间接驱动惯性约束聚变简介 |
1.2 磁场在激光聚变中的潜在应用 |
1.3 辐射磁流体数值模拟程序的发展概况 |
1.4 脉冲强磁场的产生和诊断技术发展概况 |
1.4.1 脉冲强磁场的产生技术 |
1.4.2 脉冲强磁场的诊断技术 |
1.5 激光与磁化靶的相互作用研究 |
1.6 论文主要内容 |
参考文献 |
第2章 一维辐射磁流体程序的研制 |
2.1 基于Multi-1D程序的二次开发 |
2.1.1 概述 |
2.1.2 算法设计 |
2.1.3 程序研制 |
2.2 自研一维辐射磁流体程序Icefire-1D |
2.2.1 概述 |
2.2.2 磁场模块的研制 |
2.2.3 辐射输运模块研制 |
2.2.4 3D光线追踪模块的研制 |
2.2.5 其它模块的研制 |
2.2.6 程序测试 |
2.3 小结 |
参考文献 |
第3章 二维辐射磁流体程序的研制 |
3.1 概述 |
3.2 Icefre-2D程序的总体情况 |
3.3 网格划分 |
3.4 磁流体演化 |
3.5 磁场计算 |
3.6 激光光线追踪 |
3.7 电子热传导 |
3.8 辐射扩散 |
3.9 辐射输运 |
3.10 程序测试 |
3.11 小结 |
参考文献 |
第4章 激光与磁化黑腔相互作用的数值模拟研究 |
4.1 基于1D辐射磁流体程序研究激光与磁化黑腔的相互作用 |
4.1.1 引言 |
4.1.2 20T的外磁场 |
4.1.3 500T的外磁场 |
4.2 基于2D辐射磁流体程序研究激光与磁化黑腔的相互作用 |
4.2.1 引言 |
4.2.2 10T-20T的外磁场 |
4.2.3 500T的外磁场 |
4.2.4 2000T的外磁场 |
4.2.5 自生磁场 |
4.3 小结 |
参考文献 |
第5章 激光与柱形线圈靶相互作用产生脉冲磁场研究 |
5.1 引言 |
5.2 理论设计 |
5.3 磁场诊断 |
5.4 二倍频激光与Al线圈靶相互作用产生脉冲磁场研究 |
5.4.1 实验设计 |
5.4.2 实验结果分析 |
5.5 基频光与Cu线圈靶相互作用产生脉冲磁场研究 |
5.5.1 实验设计 |
5.5.2 实验结果分析 |
5.6 小结 |
参考文献 |
第6章 激光与磁化黑腔相互作用的实验研究 |
6.1 引言 |
6.2 理论设计 |
6.3 所需诊断的主要物理量 |
6.4 开缝黑腔与Al线圈靶耦合 |
6.4.1 实验设计 |
6.4.2 实验结果分析 |
6.5 开缝黑腔与Cu拐弯线圈靶耦合 |
6.5.1 实验设计 |
6.5.2 实验结果分析 |
6.6 开缝黑腔与Cu简单线圈靶耦合 |
6.6.1 实验设计 |
6.6.2 实验结果分析 |
6.7 小结 |
参考文献 |
第7章 总结和展望 |
7.1 总结 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(6)EAST装置关键部件运行安全性实时分析算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 托卡马克聚变装置概况 |
1.2.1 磁约束聚变与托卡马克 |
1.2.2 EAST与中国核聚变研究 |
1.3 国内外聚变装置监控系统与关键部件分析算法研究现状 |
1.3.1 聚变装置实验监控系统 |
1.3.2 托卡马克关键部件评估算法研究 |
1.4 本课题研究的内容及意义 |
第2章 EAST磁体安全运行实时分析算法研究 |
2.1 引言 |
2.2 EAST超导磁体系统 |
2.3 交流损耗分析理论 |
2.3.1 耦合损耗 |
2.3.2 磁滞损耗 |
2.3.3 超导电缆耦合衰减时间常数 |
2.4 系统矩阵理论与磁场的快速求解 |
2.4.1 相互作用系统与相互作用矩阵 |
2.4.2 磁场相互作用系统矩阵 |
2.4.3 磁场计算 |
2.5 交流损耗实时分析 |
2.5.1 交流损耗实时分析计算流程 |
2.5.2 交流损耗的计算 |
2.5.3 交流损耗引起的温升估算 |
2.6 EAST磁体系统结构受力实时评估 |
2.7 EAST磁体系统运行实时分析算法的建立 |
2.8 本章小结 |
第3章 EAST真空室实时电磁响应分析算法研究 |
3.1 引言 |
3.2 托卡马克真空室及电磁载荷类型 |
3.2.1 EAST真空室概述 |
3.2.2 真空室载荷类型 |
3.3 真空室电磁载荷实时分析算法研究 |
3.3.1 真空室极向涡流电磁载荷 |
3.3.2 真空室环向涡流电磁载荷 |
3.4 EAST真空室实时电磁响应求解 |
3.4.1 等离子体大破裂事件(MD) |
3.4.2 等离子体垂直位移事件(VDE) |
3.5 EAST真空室实时电磁响应分析算法的建立 |
3.6 本章小结 |
第4章 EAST第一壁部件电磁受力实时分析算法研究 |
4.1 引言 |
4.2 EAST第一壁部件 |
4.3 特征参数法 |
4.3.1 磁矩理论 |
4.3.2 特征参数 |
4.4 特征参数的求解 |
4.4.1 涡流求解理论 |
4.4.2 EAST第一壁部件特征参数的求解 |
4.5 EAST第一壁部件实时电磁载荷计算 |
4.5.1 电磁载荷类型分析 |
4.5.2 涡流瞬态效应分析 |
4.5.3 EAST第一壁多工况电磁载荷计算 |
4.6 EAST第一壁实时电磁受力分析算法的建立 |
4.7 实时分析算法在CFETR电磁分析中的应用 |
4.7.1 CFETR关键部件 |
4.7.2 实时分析计算关键参数 |
4.7.3 CFETR多工况实时分析计算 |
4.8 本章小结 |
第5章 实时监控与反馈平台算法的嵌入与实现 |
5.1 引言 |
5.2 EAST关键部件实时分析算法的建立 |
5.3 EAST关键部件实时分析算法的嵌入与调试 |
5.4 本章小结 |
第6章 全文总结及工作展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 论文的特色与创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(7)微波—磁性纳米粒子协同破乳研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 微波破乳的研究 |
1.2.2 微波化学法破乳的研究 |
1.2.3 磁性纳米粒子破乳的研究 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.3.3 创新点 |
第二章 微波/磁性纳米粒子破乳理论基础和实验准备 |
2.1 微波/磁性纳米粒子破乳理论基础 |
2.1.1 微波破乳 |
2.1.2 磁性纳米粒子破乳 |
2.2 微波-磁性纳米粒子破乳实验准备 |
2.2.1 实验仪器及药品介绍 |
2.2.2 乳状液的制备 |
2.2.3 静态稳定性测试 |
2.2.4 破乳实验 |
2.2.5 磁性纳米粒子回收实验 |
第三章 稠油O/W型乳状液的磁性纳米粒子破乳 |
3.1 磁性纳米粒子类型对破乳的影响 |
3.2 磁性纳米粒子浓度对破乳的影响 |
3.3 PH值对磁性纳米粒子破乳效果的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 稠油O/W型乳状液的微波破乳 |
4.1 微波辐射功率对破乳的影响 |
4.2 微波辐射时间对破乳的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 微波-磁性纳米粒子协同破乳 |
5.1 微波-磁性纳米粒子协同破乳实验 |
5.1.1 微波功率对协同破乳效果的影响 |
5.1.2 辐射时间对协同破乳效果的影响 |
5.1.3 磁性纳米粒子浓度对协同破乳效果的影响 |
5.2 二元体系协同微波破乳 |
5.3 磁性纳米粒子循环使用实验 |
5.4 本章小结 |
第六章 微波辐射下稠油O/W型乳状液的数学模型研究 |
6.1 微波-磁性纳米粒子协同作用下乳状液热力学模型 |
6.1.1 乳状液微元体物理模型及相关假设 |
6.1.2 热力学模型的建立 |
6.2 相关参数的确定 |
6.2.1 微波腔中电场/磁场强度的确定 |
6.2.2 微元体中电场/磁场强度的确定 |
6.2.2.1 微元体内连续相与分散相中电场强度的确定 |
6.2.2.2 乳状液连续相中磁场强度的确定 |
6.2.3 相关物性参数的确定 |
6.2.3.1 微元体中连续相与分散相体积的确定 |
6.2.3.2 介电常数与损耗因子的确定 |
6.2.3.3 纳米γ-Fe2O3 磁化率与磁导率的确定 |
6.2.4 乳状液对流换热系数的确定 |
6.3 热力学模型的求解 |
6.4 热力学模型的验证 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
附录 协同作用下温度场数值计算程序代码 |
(8)磁化背景中激光等离子体膨胀过程研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 绪论——磁场与等离子体相互作用 |
1.2 实验室天体物理和实验室空间物理 |
1.3 标度变换 |
1.4 论文的主要内容和安排 |
第2章 磁化激光等离子体综述 |
2.1 磁化背景中等离子体的膨胀过程 |
2.2 等离子体在磁化背景中亚阿尔芬速度膨胀 |
2.3 亚阿尔芬速度膨胀的不稳定性 |
2.3.1 磁化瑞利-泰勒不稳定性 |
2.3.2 大拉莫半径不稳定性 |
2.3.3 低杂漂移不稳定性 |
2.3.4 不稳定性的实验结果 |
2.4 等离子体在磁化背景中超阿尔芬速度膨胀 |
2.5 超阿尔芬速度膨胀的无碰撞冲击波 |
2.5.1 磁化冲击波 |
2.5.2 磁化冲击波的加速机制 |
2.6 本章小结 |
第3章 亚阿尔芬速度膨胀的抗磁腔和不稳定性 |
3.1 需求背景 |
3.2 磁化激光等离子体装置上的实验安排 |
3.3 磁化激光等离子体装置上的实验结果 |
3.3.1 抗磁腔 |
3.3.2 不稳定性 |
3.4 磁流体模拟方法及结果 |
3.4.1 模拟方法 |
3.4.2 模拟结果 |
3.5 抗磁腔定标率 |
3.5.1 空间定标率 |
3.5.2 时间定标率 |
3.5.3 充磁黑腔 |
3.6 大拉莫半径不稳定性 |
3.6.1 理想模型下的不稳定性 |
3.6.2 耗散模型下的不稳定性 |
3.6.3 不稳定性的非线性阶段 |
3.6.4 针对不稳定性的磁流体模拟 |
3.7 低杂漂移不稳定性的实验安排 |
3.8 低杂漂移不稳定性的实验结果 |
3.9 低杂漂移不稳定性的实验结果分析 |
3.9.1 质子照相的结果分析 |
3.9.2 质子照相的反演 |
3.9.3 不稳定性增长率的分析 |
3.10 本章小结 |
第4章 超阿尔芬速度膨胀的粒子加速 |
4.1 需求背景 |
4.2 超阿尔芬速度膨胀的实验安排 |
4.3 超阿尔芬速度膨胀的实验结果 |
4.3.1 光学诊断结果 |
4.3.2 法拉第筒诊断结果 |
4.3.3 电子谱仪 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(9)磁化背景气体塑造天体外流的实验室研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 引言 |
1.1 磁化等离子体动力学演化研究 |
1.2 天体物理现象的实验室研究方法 |
1.3 论文主体结构 |
第2章 天体外流研究综述 |
2.1 天体外流的观测和理论模型 |
2.1.1 太阳系磁化弓形激波界面 |
2.1.2 原恒星准直流 |
2.1.3 行星状星云准直流 |
2.1.4 天体相对论性准直流 |
2.2 天体准直外流的实验室研究进展 |
2.2.1 纯流体和辐射效应产生天体准直流 |
2.2.2 磁流体效应产生天体准直流 |
2.2.3 磁场和等离子体界面的槽纹不稳定性 |
2.2.4 磁化激光等离子体中的粒子加速过程 |
第3章 磁流体模拟程序和实验装置介绍 |
3.1 辐射磁流体模拟程序 |
3.1.1 磁流体程序FLASH基本特征 |
3.1.2 非理想磁流体解法器USM |
3.1.3 三温辐射流体解法器3T |
3.1.4 FLASH运行环境要求 |
3.1.5 FLASH编译可执行代码流程 |
3.1.6 真实物性数据库 |
3.1.7 数据后处理 |
3.2 脉冲磁场发生装置 |
3.2.1 装置构成与使用方法 |
3.2.2 线圈内磁场分布 |
3.3 激光等离子体靶场系统 |
3.3.1 激光和靶材 |
3.3.2 靶室系统 |
3.3.3 各子系统时序同步 |
3.4 实验诊断 |
3.4.1 等离子体自发光形貌诊断 |
3.4.2 等离子体密度飞秒干涉诊断 |
3.4.3 其它辅助诊断手段 |
第4章 磁化背景气体中天体外流演化的模拟研究 |
4.1 模拟参数设置 |
4.2 模拟结果:恒定20T纵向磁场、改变背景气体密度 |
4.2.1 20T纵向磁场、真空环境时外流的时空演化 |
4.2.2 20T纵向磁场、改变背景气体密度时外流的时空演化 |
4.3 磁化背景与外流作用物理机制和受力分析 |
4.3.1 等离子体膨胀过程中间断面的分类 |
4.3.2 背景冲压、磁压比例与外阿尔芬马赫数的联系 |
4.3.3 外流和背景受力分析 |
4.4 模拟结果:恒定背景密度、改变纵向磁场强度 |
4.4.1 20T纵向磁场,高低背景气体时外流演化的三维模拟 |
4.5 各类间断面的磁流体理论模型 |
4.5.1 磁流体激波边界条件 |
4.5.2 外流对应的磁流体间断类型 |
4.5.3 间断模式决定外流稳态形貌 |
4.6 总结 |
第5章 磁化背景气体中天体外流演化的实验研究 |
5.1 实验参数设置 |
5.2 实验结果:恒定8T纵向磁场、改变背景气体密度 |
5.2.1 8T纵向磁场、真空环境时外流的时空演化 |
5.2.2 8T纵向磁场、改变背景气体密度时外流的时空演化 |
5.2.3 8T纵向磁场、改变背景气体密度时外流的稳态结构比较 |
5.3 模拟验证 |
5.3.1 自生磁场对靶点附近流场的影响 |
5.3.2 同实验参数,外流形貌的模拟验证 |
5.4 总结 |
第6章 磁化天体外流的实验室结果与天文观测对比 |
6.1 类比原恒星准直流HH212 |
6.1.1 HH212外流形貌和磁场观测 |
6.1.2 实验室验证纵场准直模型稳健性和准直流精细结构 |
6.2 类比行星状星云M2-9 |
6.2.1 M2-9观测形貌和磁场模型 |
6.2.2 实验室重现行星状星云双极腔体 |
6.3 类比日球层结构 |
6.3.1 日球层结构及磁场观测 |
6.3.2 实验室类比日球层形貌 |
6.4 总结 |
第7章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(10)采用319纳米紫外激光对铯原子系综的单光子跃迁里德堡激发研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 里德堡原子 |
1.1.1 量子亏损 |
1.1.2 里德堡原子的波函数 |
1.1.3 里德堡跃迁的偶极矩阵元 |
1.2 基于里德堡原子的量子技术研究进展 |
1.3 里德堡原子的制备与探测 |
1.4 本论文的主要内容 |
第二章 319纳米紫外激光系统的研制 |
2.1 引言 |
2.2 总体实验方案 |
2.3 紫外激光器的研制 |
2.3.1 激光线宽测量 |
2.3.2 单次通过非线性晶体和频产生638 nm波长单频红光 |
2.3.3 腔增强谐振倍频产生319 nm波长单频紫外光 |
2.4 紫外激光频率的稳定与调谐 |
2.4.1 超稳腔 |
2.4.2 电子学边带稳频 |
2.5 本章小结 |
第三章 热原子气室中铯原子系综的单光子跃迁nP_(3/2)里德堡态激发 |
3.1 引言 |
3.2 实验装置 |
3.3 速度选择光谱 |
3.4 光场偏振对里德堡光谱的影响 |
3.5 Autler-Townes分裂 |
3.6 外磁场作用下的里德堡光谱 |
3.7 本章小结 |
第四章 铯原子磁光阱中冷原子系综的单光子跃迁nP_(3/2)里德堡态激发 |
4.1 引言 |
4.2 冷原子磁光阱 |
4.2.1 原子的激光冷却与俘获 |
4.2.2 铯冷原子磁光阱系统 |
4.2.2.1 磁场系统 |
4.2.2.2 光学系统 |
4.2.3 铯冷原子样品参数的测量 |
4.2.3.1 冷原子样品的尺寸 |
4.2.3.2 原子数密度和原子数测量 |
4.2.3.3 冷原子样品的温度测量 |
4.2.3.4 冷原子的装载时间测量 |
4.3 单光子里德堡激发实验方案 |
4.4 里德堡态俘获损耗光谱 |
4.5 静电场传感 |
4.6 本章小结 |
第五章 俘获铯原子基态和里德堡态的魔术光阱 |
5.1 引言 |
5.2 光学偶极阱 |
5.3 原子的极化率 |
5.4 铯原子基态和里德堡态魔术光阱的计算与设计 |
5.4.1 铯原子基态6S_(1/2)和里德堡态43S_(1/2)魔术光阱 |
5.4.2 铯原子基态6S_(1/2)和里德堡态84P_(3/2)魔术光阱 |
5.5 光子散射率和铯原子里德堡态俘获寿命的理论估算 |
5.6 基态6S_(1/2)和里德堡态84P_(3/2)铯原子的1879 nm魔术光阱 |
5.6.1 魔术光阱实验装置 |
5.6.21879 nm激光的功率稳定 |
5.6.31879 nm激光的频率稳定 |
5.6.3.1 转移腔稳频方案 |
5.6.3.2 三光子EIT稳频方案 |
5.6.4 光频移测量方案 |
5.7 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
附录 A~(133)Cs原子D2 线超精细跃迁能级图 |
附录 B常见非线性晶体的特性 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
个人情况及联系方式 |
四、外磁场作用下蚕体物理效应与机制的研究(论文参考文献)
- [1]两带s波铁基超导体在外磁场下的若干相变特性研究[D]. 张孟轲. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]超导复合材料与结构的失超预测及其热弹性耦合行为研究[D]. 童玉锦. 兰州大学, 2020
- [3]一维多体系统中的分数激发、量子磁性和动力学关联[D]. 何丰. 中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院), 2020(01)
- [4]Z型六角铁氧体室温磁电耦合性能研究[D]. 巫崇胜. 电子科技大学, 2020(03)
- [5]磁化黑腔研究[D]. 况龙钰. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]EAST装置关键部件运行安全性实时分析算法研究[D]. 潘京. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [7]微波—磁性纳米粒子协同破乳研究[D]. 张兰新. 西安石油大学, 2020(11)
- [8]磁化背景中激光等离子体膨胀过程研究[D]. 唐桧波. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [9]磁化背景气体塑造天体外流的实验室研究[D]. 陶弢. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [10]采用319纳米紫外激光对铯原子系综的单光子跃迁里德堡激发研究[D]. 白建东. 山西大学, 2020(12)