二维拓扑绝缘体退相干效应研究

拓扑绝缘体是当前凝聚态物理研究的热点.退相干效应对该体系的影响的研究不仅有重要的理论意义,而且也是实现未来量子器件的不可或缺的前期工作.文章作者从理论上研究了退相干对二维拓扑绝缘体特别是量子自旋霍尔效应的影响.研究结果表明,作为量子自旋霍尔效应的标志的量子化纵向电阻平台对不破坏自旋记忆的退相干效应(普通退相干)不敏感,但却对破坏自旋记忆的退相干效应(自旋退相干)非常敏感.因此,该量子化平台只能在尺寸小于自旋退相干长度的介观样品中存在,从而解释了量子自旋霍尔效应实验中所观测到的结果(见Science,2007,318:766).同时,文章作者还定义了一个新的物理量,即自旋霍尔电阻,并发现该自旋霍尔电阻也有量子化平台.特别是该量子化平台对两种类型的退相干都不敏感.这说明在宏观样品中也能观测到自旋霍尔电阻的量子化平台,因此更能全面地反映量子自旋霍尔效应的拓扑特性.     

赋予科学家更多的自由和责任——访量子霍尔效应发现者Klaus von Klitzing教授

Klaus von Klitzing,德国物理学家,1943年生.他在1980年研究二维电子气在强磁场中的输运性质时发现了霍尔电阻高度精确的量子化效应.这一发现为他赢得了1985年的诺贝尔物理学奖.国际计量标准化组织在1990年决定使用量子霍尔电阻(RK=h/e2=25812.807欧姆)作为电阻的国际标准,并用他的名字命名.他的发现的重要性还在于量子霍尔电阻的精确性与普适性引发了规范不变性、几何相位和拓扑不变量等重要理论概念在相关体系中的应用.     

拓扑绝缘体薄膜和有限尺寸效应

拓扑绝缘体是近年来发现的一类新的量子材料,已成为凝聚态物理的研究热点领域.厚度仅几纳米的拓扑绝缘体薄膜不但具有奇特的物理性质,而且还是拓扑绝缘体应用于平面器件的基础.文章以Bi2 Se3为例,介绍了Bi2 Se3家族拓扑绝缘体薄膜的分子束外延生长以及其能带、自旋结构和拓扑性质随层厚的演化.这些结果为人工调控拓扑绝缘体的电子结构和物理性质提供了指导.     

多相永磁同步电动机电力推进系统缺相运行分析

将综合矢量法推广应用于多相产同步电动机电 力推进系统缺运行研究邮部分相绕组退出工作后剩余绕组不对称分布情况下产生圆形磁场的电流条件,给出了缺相情况下冰生最大输出转矩的控制方法。     

准一维海森堡反铁磁自旋系统的数值研究

利用数值密度矩阵重整化群方法对一种特殊的准一维海森堡反铁磁自旋系统的基态磁性序问题进行研究,计算了单个晶胞的基态能、自旋关联函数以及自旋能隙.研究表明这种准一维海森堡反铁磁链的基态存在磁性长程序,且链上格点间的自旋关联是短程的.     

基于交错并联的Ⅱ型五电平逆变器电路的仿真研究

研究了一种基于交错并联的Ⅱ型五电平逆变器电路。该拓扑是双BUCK电路的一种变形,可以视为双BUCK拓扑和交错并联技术结合的产物。这种拓扑减少了开关器件,降低了系统复杂度,而且提高了输出频率,大幅度减小了用于滤波的无源器件的体积。介绍了该拓扑存在的7种状态和4种模态。介绍了Ⅱ型五电平的单向仿真,详细阐述了其正弦脉宽调制.仿真结果符合之前的理论研究,说明该拓扑在大功率变换场合有其前景。     

隧穿量子点分子的Wigner-Yanase偏态信息

为从量子信息角度理解隧穿量子点的物理过程,文中研究了与单模腔场相互作用的隧穿量子点分子的WignerYanase偏态信息,分析了各能级上布居数时间演化与量子点间电子隧穿耦合系数的关系,着重讨论了平均光子数、失谐量以及隧穿耦合系数对Wigner-Yanase偏态信息的影响.结果发现:各个能级上的布居数演化呈现出典型的塌缩和复原现象,隧穿耦合系数增大,塌缩时间变长.偏态信息演化周期随平均光子数的增大而增大,失谐量会影响布居数塌缩区间偏态信息的振荡次数.     

基于交错并联的Ⅱ型五电平逆变器电路的仿真研究

研究了一种基于交错并联的Ⅱ型五电平逆变器电路。该拓扑是双BUCK电路的一种变形,可以视为双BUCK拓扑和交错并联技术结合的产物。这种拓扑减少了开关器件,降低了系统复杂度,而且提高了输出频率,大幅度减小了用于滤波的无源器件的体积。介绍了该拓扑存在的7种状态和4种模态。介绍了Ⅱ型五电平的单向仿真,详细阐述了其正弦脉宽调制。仿真结果符合之前的理论研究,说明该拓扑在大功率变换场合有其前景。     

不对称Hubbard模型与Mott金属-绝缘体相变

从标准Hubbard模型出发,对半充满Hubbard系统,采用Hubbard和Falicov-Kimball近似处理,在讨论自旋为σ的电子运动时,忽略自旋为-σ的电子在格点间的跳跃,得到不对称哈密顿量,并运用平均场近似求得相应准粒子谱.在绝对零度和有限温度对结果作了分析,讨论了Mott金属-绝缘体相变的转变温度.     

Kerr介质腔中三能级原子与腔场相互作用系统量子保真度

研究了Kerr介质腔中相干态单模场与级联三能级原子共振相互作用系统中量子保真度的演化特性.结果表明,对真空初场,原子、场及系统保真度都呈现调制周期振荡;对不依赖强度的原子-场耦合系统,增大Kerr效应或增强初场强度都能提高原子的量子保真度,在原子量子保真度复苏时区同时提升场和系统的量子保真度,但对依赖强度耦合系统却无此作用.     

隧穿量子点分子模型与光场相互作用系统的量子点分子偶极压缩

利用全量子理论,研究了隧穿量子点分子模型与光场相互作用系统的量子点分子偶极压缩效应.采用数值计算方法,讨论了初始相干态光场的平均光子数和失谐量对量子点分子偶极压缩的影响.结果表明:在实际中可以通过调节失谐量,获得最佳状态的量子点分子偶极压缩.当初始光场的平均光子数较小时,量子点分子偶极压缩的演化曲线呈现出间歇性的量子点...     

船舶破舱状态浮态的时域计算分析

基于准静态计算法,开发时域数值模拟计算程序,对船舶确定性破舱的浸水过程以及从舱室进水开始到浸水量稳定时刻再到船体停止横摇趋于稳定的时域内船体浮态进行分析,旨在弥补以往的破舱稳性计算和研究无法表现船舶横摇中浮态随时间变化的缺憾.并将这一计算模型用于3 100 TEU集装箱船某一破损条件下的确定性破舱稳性时域计算,得到结果经过对比分析证明具有较高合理性.基于计算结果,对破口长度对破损后的横摇过程的影响进行归纳.     

Z2拓扑不变量与拓扑绝缘体

文章回顾了几种Z2拓扑数的计算方法,并详细介绍了一种用非阿贝尔贝里联络表示绝缘体Z2不变量的计算方法.这种方法可以确定出一般能带绝缘体的拓扑性质,而不需要限定波函数的规范.利用这种新方法,文章作者计算了二维石墨烯(graphene)系统的Z2拓扑数,得到了和以前研究相一致的结论.     

一种舰船非线性隔振装置的仿真及谱特性研究

详细论述一种舰船非线性隔振装置物理和数学模型的建立过程,选用数值方法中的四阶变步长龙格库塔法对数学模型进行仿真计算,利用Mathematica软件实现算法；对解的谱特性做了仿真研究,并分析了谱特性.大量的谱分析表明,随着非线性作用的增强,依次出现奇数阶超谐波分岔,对称破缺分岔,次谐波分岔,次谐波分量也会发生超谐波分岔和次谐波分岔.     

相干态初始光场下隧穿量子点分子模型与光场相互作用的光场压缩

采用求解薛定谔方程和数值计算方法,研究了相干态初始光场下隧穿量子点分子模型与光场相互作用的光场压缩效应,讨论了平均光子数、系统失谐量对光场压缩效应产生的影响.结果表明:随着光子数的增加,在量子点分子模型与光场相互作用初期,曲线的振荡频率加强,且光场出现压缩的次数增加,但在其后的一段时间,光场不再出现压缩现象;同时随着失谐量的增加,光场出现周期性的压缩,但无论失谐量多大,光场的另一个正交分量始终不会出现光场压缩现象.     

隧穿量子点分子模型与光场相互作用的熵特性

用全量子论研究了微腔中量子化光场与隧穿量子点分子模型相互作用系统的熵特性，导出了量子点系统熵（场熵）的计算公式，讨论了不同的初始光场对量子点系统熵（场熵）的影响。结果表明：初始光场处在相干态情况下，随着失谐量△的增大，场熵的周期明显加强，但场熵的均值却不断减小，这表明失谐量的增加，导致光场与量子点分子的关联减弱，即耦合程度降低；在初始光场为压缩真空态的情况下，其结论与初始光场为相干态情况下的结论相似。     

一种高效的舰船磁性定位方法

为有效解决现有磁性定位方法定位精度不高的问题,提出了基于磁偶极子阵列模型的磁定位方法.为求解模型参数,根据磁场测量数据建立了定位参数反演模型.针对实际舰船磁性检测中所得磁场信息的局部性而引起反演模型病态不适定问题,应用Tikhonov正则化方法优化求解模型参数.船模实验证明,该方法对船模进行定位计算,定位精度高,结果稳...     

船用变频电缆敷设仿真

为研究船用变频电缆的磁场分布和温升情况,建立变频电缆的二维截面模型,利用有限元软件对在正常工况和缺相运行工况下的周围磁场和热损耗进行仿真计算。磁场仿真结果表明,在不同工况下,变频电缆500 mm远处的低频磁场对船体的磁化作用较小,其磁通密度也不会超过标准规定的人员安全限值。自然对流散热仿真结果表明,系统在缺相故障发生时,非故障相电流升高,变频电缆温度会超过85℃的温度限值,此时电机和供电电缆均需要合理的控制和保护策略,并应该加强通风。     

一种磁性物体周边磁场的估算方法

在国防和航天工业中,有时需要对某设备的周边磁场进行测量.而在实际操作中,单靠测量显然无法较全面地反映出其周边磁场的特点.为了推算出一般磁性物体的周边磁场并提取其特征,从边界元理论出发,根据物体周边合适点的磁场测量建立反演模型,求出正演所需要的面磁荷参数从而建立其正演模型,进而推算出其周边磁场.用一般铁磁性物体进行了验证性实验,其推算值与测量值吻合得比较好,误差小,可应用于实际工程中.     

基于CFD的船舶破舱进水时域模拟

船舶因破损进水导致危险情况甚至倾覆是船舶安全性研究中的重要问题.船舶在破损后进水的过程中,可能存在比最终状态更加危险的中间状态.本文以STAR-CCM+软件为研究工具,实现了对某客滚船瞬时非对称进水的动态模拟.针对自由漂浮的客滚船破损情景,论文利用VOF方法模拟水气自由液面,并首次利用重叠网格(Overset Grid)动网技术结合DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction)六自由度求解器处理船舶破舱进水过程中的船舶升沉、横摇等运动.模拟结果可以得到舱内液面和船舶浮态随进水时间的变化情况,观察到水柱射流、水花飞溅等瞬时现象;将最终浮态结果与传统准静态方法相比较,吻合较好.