衰减球面冲击波波阵面自模拟运动特性

指出衰减球面冲击波波阵面传播过程属于自模拟运动，提出衰减球面冲击波波阵面传播自模拟函数的概念，在此基础上推导出均匀介质中衰减球面冲击波波阵面自模拟传播公式.衰减球面冲击波波阵面自模拟传播公式与实验测试结果完全符合. 关键词： 自模拟运动 衰减球面冲击波     

理想气体一维不定常流自模拟运动的基本微分方程

将一维不定常流自模拟函数推广到一般形式，结合量纲理论和流体力学基本运动方程，导出总能量为常数情况下的理想气体一维不定常流自模拟运动基本微分方程组.该理论模型表明，由流体速率u和自模拟面速率r·〖DD)]组成一个无量纲特性参数L，用L作自变量时理想气体一维不定常流自模拟运动的规律具有常微分方程的最简数学形式.该模型克服了点爆炸Taylor自模拟温度函数原点附近趋于无穷大的问题，具有重要意义. 关键词： 理想气体 自模拟运动 Taylor模型     

重力场中理想气体密度分布的 Monte Carlo 模拟

利用Monte Carlo 方法模拟了重力场中理想气体的密度分布,直观展现了重力场中气体分子位置的改变和分布特点,讨论了分子质量和系统温度对气体密度分布曲线以及重力势能零点处密度n0的影响.模拟结果与玻耳兹曼分布律完全吻合.另外,模拟结果表明玻耳兹曼分布律不仅对纯的理想气体成立,而且对混合理想气体中各成分气体也成立.     

基于自回归模型的光阱中粒子运动模拟

通过分析光阱中颗粒位移信号特性, 建立描述粒子受限布朗运动过程的自回归模型, 进而提出了一种基于自回归模型的光阱中颗粒运动信号模拟的新方法. 对半径为1 μm的粒子处于光阱刚度分别为10, 20, 50 pN/μm 光阱时的位移信号进行了模拟, 得到的模拟位移信号的自相关函数与理论值相一致. 为了进一步阐明自回归模型的有效性, 在相同光阱参数下, 分别采用自回归模型与蒙特卡罗方法模拟光阱中微粒的位移信号, 采用功率谱法分别对两种模拟方法所得的微粒位移标定光阱刚度, 结果表明自回归模型方法能够取得和蒙特卡洛法相同的精度. 因此, 本文为分析光阱中粒子的随机运动提出了一种新的模拟方法, 可以用来对光阱中的噪声及特性进行分析. 关键词： 光阱 布朗运动 信号模拟 自回归模型     

激光空泡刚性半球面内运动

采用甚高速照相技术与建立激光空泡在刚性半球壁面内的运动模型相结合的方法,确定了激光空泡在刚性半球面壁内的运动特性与无量纲距离的关系,提出了最佳无量纲距离概念。结果表明:半球反射面的半径与激光空泡最大半径之比小于1.1时,激光空泡在第1次膨胀时就会产生严重的变形并弹出半球面,并产生空化泡和空蚀,它们均会严重影响激光声的传播。该比值在1.1~3.3时,激光空泡将在第3次收缩之前接触半球面,容易对壁面造成空蚀。在该比值大于3.3的情况下,激光空泡在第3次收缩之前不会接触半球面,对激光声的传播和反射特性影响较小。如果考虑把空泡第1次溃灭时产生的激光声的声学中心控制在击穿点时,需要把该比值控制在5以上。     

激光空泡刚性半球面内运动

采用甚高速照相技术与建立激光空泡在刚性半球壁面内的运动模型相结合的方法,确定了激光空泡在刚性半球面壁内的运动特性与无量纲距离的关系,提出了最佳无量纲距离概念。结果表明：半球反射面的半径与激光空泡最大半径之比小于1.1时,激光空泡在第1次膨胀时就会产生严重的变形并弹出半球面,并产生空化泡和空蚀,它们均会严重影响激光声的传播。该比值在1.1～3.3时,激光空泡将在第3次收缩之前接触半球面,容易对壁面造成空蚀。在该比值大于3.3的情况下,激光空泡在第3次收缩之前不会接触半球面,对激光声的传播和反射特性影响较小。如果考虑把空泡第1次溃灭时产生的激光声的声学中心控制在击穿点时,需要把该比值控制在5以上。     

模拟冲击波传播规律的自由拉氏法

 介绍了模拟可压缩流体运动规律的自由拉氏法，编制了一维程序，对激波管问题和飞片打靶问题进行了数值模拟，并将数值结果与传统拉氏方法的结果进行了比较。     

强激光与近临界密度等离子体相互作用中的无碰撞静电冲击波产生

本文通过一维粒子模拟(particle-in-cell)方法研究了强激光与近临界密度等离子体相互作用中的弱冲击波和强冲击波产生,并讨论了非相对论和相对论光强以及等离子体密度分布区间对无碰撞冲击波形成的影响.非相对论的弱驱动光与等离子体相互作用产生的是弱冲击波.由于电子加热不充分,电子能谱呈现出双温分布.较低温度的电子对弱冲击波的形成以及质子反射加速有重要作用.弱冲击波加速质子的能谱呈连续分布.在等离子体密度上升沿区间较大时,可观察到后孤子结构向离子声波结构演化并进一步演化为弱冲击波结构的过程.在相对论的强驱动光强下,电子加热比较充分可达到相对论温度,且呈现出单温分布.进一步分析密度分布区间大小对冲击波形成的影响时发现:1)当等离子体密度上升沿区间较大时,离子声波的势垒易被热电子屏蔽且离子声波结构在传输的过程中容易被后续的激光破坏而无法演化为无碰撞冲击波;2)当等离子密度分布区间较小时,离子声波中加速电场的有效距离(即德拜长度)和持续时间更长,这导致其结构在传输过程中更加稳定.当离子声波中加速的质子与靶后鞘层场加速的质子之间的速度差满足无碰撞冲击波的离子反射条件时,离子声波进一步演化为强...     

球面折射系统对高斯光束的变换和传输模拟

为研究高斯光束在厚透镜中的传输特性,由几何光学处理傍轴光线的方法,理论上推导了高斯光束的物像束腰位置以及物像束腰半径间的关系,并由高斯光束传输光线就是单叶双曲面直母线的假设,光线追迹模拟了高斯光束在透镜系统的传输过程.模拟结果表明,当物高斯光束束腰位置与透镜系统物方焦点的距离远大于高斯光束的共焦参数时,用几何光学傍轴光线方法所得到的高斯光束束腰位置和半径的理论结果与光线追迹得到的高斯光束束腰位置和半径模拟结果一致,否则,光线追迹模拟结果不正确.     

强激光与稠密等离子体作用引起的冲击波加速离子的研究

用二维PIC（Particle-in-Cell）程序模拟研究了强激光与稠密等离子体靶作用产生的无碰撞静电冲击波的结构和这种冲击波对离子的加速过程,研究发现由于冲击波前沿附近的双极电场的作用,具有一定初速度的离子能被该双极场俘获并获得加速,最终能够被加速到两倍冲击波速度.冲击波加速可以得到准单能的离子能谱,叠加在通过鞘层加速机理产生的宽度离子能谱上.还对不同激光强度和不同等离子体密度情况下形成的冲击波进行了比较.研究表明,强度相对较低的激光在高密度等离子体中可以产生以一定速度传播的静电孤波结构,后者只能加速 关键词： 强激光 稠密等离子体 无碰撞静电冲击波 离子加速     

Brownian motion in a classical ideal gas: A microscopic approach to Langevin’s equation

We present an insightful ‘derivation’ of the Langevin equation and the fluctuation dissipation theorem in the specific context of a heavier particle moving through an ideal gas of much lighter particles. The Newton’s law of motion (mx = F) for the heavy particle reduces to a Langevin equation (valid on a coarser time-scale) with the assumption that the lighter gas particles follow a Boltzmann velocity distribution. Starting from the kinematics of the random collisions we show that (1) the average force 〈F〉 ∞ −x and (2) the correlation function of the fluctuating forceη = F — 〈F〉 is related to the strength of the average force. Deceased     

理想气体在热力学中的作用

指出热力学理论是普遍的,不依赖于理想气体.理想气体为热力学理论提供了一个简单的实例,为测量热力学温度提供了一种简单的温度计.     

理想量子气体的尺度效应

根据欧拉-麦克劳林(Euler-MacLaurin)公式,导出有限理想量子气体的热力学量表达式,揭示系统尺度和边界形状对其性质的影响.结果表明,有限尺度效应导致了一系列与热力学极限条件下不同的性质特征,如系统的非广延性和压强的各向异性等.     

Thermodynamic coefficients of ideal Fermi gas

We present analytical formulae for the first and second derivatives of the Helmholtz free energy of non-relativistic ideal Fermi gas. Important thermodynamic quantities such as heat capacity, sound velocity, heat capacity ratio, and others are explicitly expressed through the derivatives. We demonstrate correct ideal Boltzmann gas and low-temperature Fermi gas asymptotes and derive corrections to thermodynamic functions for these limiting cases. Numerical computations of thermodynamic properties of ideal Fermi gas can be accurately performed using the developed freely available Python module ifg .     

A theoretical model of dissolution and hydrate formation processes in shock waves

A theoretical model for the processes of dissolution and hydrate formation behind a shock wave in a gas-liquid medium with allowance for convective and molecular gas diffusion in the liquid and convective and conductive heat transfer caused by heat release at the interphase boundary due to dissolution and hydrate formation is proposed. A comparison of the model calculations with experimental data is made.     

理想气体椭圆循环的效率

给出了一种计算理想气体循环效率的方法,并对椭圆循环效率做了具体计算。     

Nonextensive statistics of the classical relativistic ideal gas

Investigating the canonical ensemble of a classical relativistic ideal gas in the Tsallis nonextensive framework we evaluate the specific heat in the extreme relativistic case in a closed form by directly employing the third constraint scenario. The canonical ensemble of N particles in D dimensions is well defined for the choice of the deformation parameter in the range . In the instance of a classical relativistic ideal gas with arbitrarily massive particles a perturbative scheme in the nonextensivity parameter (1−q) is developed by employing an infinite product expansion of the q-exponential, and a direct transformation of the internal energy from the second to the third constraint picture. All thermodynamic quantities may be uniformly evaluated to any desired perturbative order.     

D-Dimensional ideal gas in parastatistics: Thermodynamic properties

We consider a parastatistics ideal gas with energy spectrum ¦k¦ (>0) or even more generally in ad-dimensional box with volumeV (periodic boundary conditions), the numberN of the gas particles being well determined (real particles) or not (quasiparticles). We calculate the main thermodynamic quantities (chemical potential, internal energy, specific heatC, equation of state, latent heat, average numbers of particles) for arbitraryd, ,T (temperature), andp (maximal number of particles per state allowed in the parastatistics). The main asymptotic regimes are worked out explicitly. In particular, the Bose-Einstein condensation for fixed densityN/V appears as a nonuniform convergence in thep limit, in complete analogy with the standard critical phenomena that appear in interacting systems in theN limit. The system behaves essentially like a Fermi-Dirac one forall finite values ofp, and reveals a Bose-Einstein behavioronly in thep limit. For instance, at low temperaturesC T ifp< andC T ^d/ ifp. Finally, the Sommerfeld integral and its expansion are generalized to an arbitrary, finitep.