物理效应

摘要： 我校物理电子工程学院陈瑞博士2021年获批国家自然科学基金项目:阻挫磁体R_(2)V_(2)O_(7)的分数量子磁化和磁致多铁性研究,批准号:12104388。阻挫磁体由于存在自旋涨落和磁阻挫的相互竞争而呈现出丰富的物理效应,其中量子磁化平台和磁致多铁性在凝聚态物理领域备受关注。前者是一种宏观量子效应,蕴含特殊的磁有序态或量子态;后者展现了本征的磁电耦合,可实现磁场调控铁电性或电场调控磁性。这两种效应关联着复杂的多自由度相互作用和多序参量相互耦合,具有重要的基础研究价值和科技应用前景,是凝聚态物理研究的重要前沿课题。

摘要： 对于自然云催化过程的数值模拟可以再现人工催化后云的宏微观物理响应特征,有助于提高对人工催化机理的科学认识,优化人工催化方案。在天气研究与预报(weather research and forecasting, WRF)模型Thompson微物理方案中加入碘化银人工催化过程,对2018年河北省一次层状云催化过程开展数值研究。数值模拟结果表明,采用与实际催化过程相似的催化剂量,层状云降水个例催化后冰晶含水量及地面降水显著增加。该次降水个例自然云中冰相粒子较少,自然云中冰相过程不活跃,数值模拟结果再现了降水个例催化后从过冷却到冰、雪晶含量明显增加的转变。相同催化剂量下,催化层厚度的减少提高了播撒率,进一步优化了催化效果,可见,应该在云中过冷水含量丰富的云区开展冷云催化作业。人工催化过程增加的冰晶通过凝华过程增长并自动转化为雪晶,雪晶增长下落过程中以凇附过冷云水增长为主。催化过程导致地面降雪显著增加。

摘要： 01宇宙物理动力学效应及“动力获取”问题:宇宙中存在着极高密度能量转化动能的物理效应。由于观测手段的缺失,其动能释放机理尚不明确。设法探测并提取该效应的特征物理量,明晰“高能态-动力”的物理转化过程,是解决“空间动力获取”难题的关键,对推动空间动力技术颠覆性突破具有重要意义。

摘要： 新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。结构材料主要是利用它们的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能,如新型陶瓷材料,非晶态合金(金属玻璃)等。功能材料主要是利用其所具有的电、光、声、磁、热等功能和物理效应。近几年,世界上研究、发展的新材料主要有新金属材料、精细陶瓷和光纤,等等。

摘要： 相变行为普遍存在于物质世界,是材料学和凝聚态物理领域关注的基本现象和重要课题.经典相变伴随着体系的对称破缺,可以由以序参量为基本热力学参量的朗道相变理论完美地描述.相变过程中,不同物态之间相互转化,伴随着丰富的临界现象.作为固态相变中的一类相变,马氏体相变不发生原子的长程扩散,只有原子的短程位移.温度、应力等外部自由度可以驱动马氏体相变的发生,并对外输出应变、电阻变化、潜热等物理效应.

摘要： 为了降低发明问题的解决理论(Theory?of?the?Solution?of?Inventive?Problems,?缩写为TRIZ)中科学效应使用过程的模糊性,?并准确而清晰地表述效应中输入与输出的转换关系,?提出了基于可拓学的形式化表达方式研究科学效应的方法.首先简单介绍可拓变换、传导效应与科学效应的概念,?然后分别针对7种重要的物理效应与可拓变换、传导效应的关系开展形式化定量化研究:?建立物理效应中涉及到物的各种物元模型;?根据领域知识和可拓学中的相关规则,?建立物元间的相关关系;?再根据主动变换与传导变换的知识,?对相关关系中的物元实施主动变换,?并获取相应的传导变换;?然后根据领域知识中物理效应的计算公式和传导效应的计算公式,?获得物理效应与传导效应的换算公式;?最后总结归纳出建立物理效应与可拓变换和传导效应的一般关系的方法.该研究用形式化方法准确而详细地描述各种物理效应的主要内容,?以便人们理解各物理效应产生的机理以及输入与输出量的转换关系,?也为结合物理效应与可拓变换解决工程技术领域的矛盾问题提供依据和方法,?同时,?为发现新的科学效应提供了一种新思路.

摘要： 多铁性材料具有铁磁、铁电、铁弹等两种甚至更多的铁性特征,并且在相互耦合作用下可以产生更多的新的物理效应,从而广泛应用于新型磁电器件、自旋电子器件、信息存储器件等产品中。随着现代信息化、大数据的快速发展,电子器件和信息存储、处理器件的市场需求不断增加,对于性能的要求也越来越多,从而为多铁性材料开辟了广阔的市场前景。

摘要： 《系统仿真学报》由中国航天科工集团有限公司主管,北京仿真中心和中国仿真学会联合主办,是中国仿真学会会刊。创刊于1989年7月,月刊,国内外公开发行,是中国仿真技术领域具有权威性、代表性的学术刊物。其宗旨是报道我国仿真技术领域具有国际、国内领先水平的科研成果,刊登具有创新性学术见解的研究论文。主要栏目有:专家约稿/专栏,综述,仿真建模理论与方法,仿真支撑平台/系统技术,物理效应/模拟器仿真技术,仿真模型/系统置信度评估技术,国民经济仿真,国家安全仿真,快报/短文。

摘要： 自1987年《蒙特利尔议定书》发布以来,改变制冷和空调的工作方式一直是近年来的热门话题。人们急切需要相应对策用以缓解由于使用空调制冷而导致的对臭氧消耗和随之而来的全球变暖的现实。“卡路里冷却”(Caloric Cooling)是利用固体材料进行制冷、供暖通风和空调(HVAC)的技术,它的原理是基于作为制冷介质的“卡路里固态材料”的不同的热物理效应(机械热,电热和磁热效应)。这一技术的优点是不会使用对环境有害并导致全球变暖的温室气体。它可以在噪音很小的情况下运行,并且其系统组件有回收的潜力。“卡路里冷却”有可能最终成为传统蒸气压缩制冷的真正替代品。

摘要： “储层声学”属于多相孔隙固体介质声学的研究范畴,它是研究声波在储层中的产生、传播、接收及声波与储层相互作用及应用等的一门学问。储层声学从提出到现在有十多年的发展历史,它虽是一个年轻的声学分支,但它是在面向地震勘探和地震储层预测等基础问题上发展起来的,且在实际需求的驱动下发展迅速。储层声学要回答以下问题:声波是如何在孔隙性、裂缝性及各向异性的多相储层介质中传播的,组成储层的各组分及特性等对声波的传播是如何影响的,如何利用这些声学特征来描述储层的组分和特性以及声波引起的各种物理效应与储层是如何相互作用的。

摘要： 本文介绍作者研究团队提出并实现的各种超声微纳操控功能,进而展示超声微纳操控功能的多样性.实验工作表明:利用超声的各种非线性物理效应,可实现水中单个微纳米尺度物体的捕捉与旋转驱动、微纳米尺度物体的受控聚集、以及空气中固体微颗粒的捕捉与分离等操控功能.实现这些操控功能涉及的超声物理效应包括声辐射力、声学流、固体表面行波以及超声振动冲击等.超声微纳操控功能的多样性为满足新兴产业对微纳作动的需求,提供了新的可能性.

摘要： 本文首先介绍国际上若干新型太阳电池的研究思路及原理，然后介绍儿种新型太阳电池材料与器件方面近年来的研究进展。目前研究者已经通过钻电解质结合染料分了工程实现了染料敏化太阳电池的高输出电压，在此基础上电池效率突破12%;通过合成新分了结构窄带隙有机物、优化本体异质结形貌以及使用叠层结构，有机聚合物电池效率超过12%;在胶体量了点太阳电池中观测到了超过100%的内量子效率，并且基于新型宽光谱吸收的量了点材料的电池效率超过100%;另外已经观测到了热载流了注入的特殊物理效应。最后结合本研究组近期的结果，指出新型太阳电池可能取得重大突破的几个方向。

摘要： 本文依据2012期刊引证报告(Journal Citation Report,JCR)中关于生物材料的高影响因子期刊排名,得到生物材料领域的高影响因子期刊,在web of science数据库中检索高影响因子期刊中的生物材料文献数据,然后利用CiteSpace软件进行生物材料前沿分析,得出生物材料的前沿主要集中在组织工程学在人体组织功能的修复和再生方面的应用;合成生物材料的应用根据体内微环境的物理效应，对其进行模拟和应用方面.

摘要： 轨道炮是最近发展的轨道炮的效率提升一直是研究人员的重点关注的问题.然而轨道炮发射过程中,受到电磁场、结构、热等诸多因素的影响,很难求解出轨道炮完整的控制方程.本文从轨道炮工作过程中的物理效应出发,使用电路建模的方式描述轨道炮系统.该模型考虑了速度趋肤效应、电流趋肤效应和摩擦力对电枢运动的影响,并且通过不同轨道炮负载试验验证了轨道炮电路模型的正确性.在模型基础上,以基于最小二乘法的优化思想对系统效率进行优化,优化结果表明,这种优化能够有效提高轨道炮系统的效率.

摘要： 磁性形状记忆合金兼有两种典型的固态相变，即热弹性马氏体相变和磁性转变。其马氏体相变可以由磁场控制，并呈现出丰富的物理效应。因此，磁性形状记忆合金作为一类新型多功能材料一直是近期研究热点。我们以典型的磁性形状记忆合金NiMnGa 以及自主设计的NiCuMnGa 合金为对象，系统研究了其磁相变现象。研究表明，磁性形状记忆合金具有灵活可控的热磁耦合相变特征。我们通过成分设计在三元NiMnGa 合金中获得了从铁磁马氏体到顺磁奥氏体的热磁耦合相变，进而实现了磁场诱发正马氏体相变。并发现磁场诱发正马氏体相变及其磁热效应具有强烈的热磁历史效应。在NiMnGa 合金的基础上，通过少量Cu 掺杂则有效调控了马氏体相变和磁性转变顺序，在NiMnGaCu 合金中获得了从顺磁马氏体到铁磁奥氏体的热磁耦合相变，并在宽成分范围内均实现了室温磁场诱发逆马氏体相变。基于磁场诱发相变，我们获得了显著的磁热和磁阻效应。磁性形状记忆合金有望发展为一类新型多功能材料。

摘要： 固态相变已经从传统结构材料的增强增韧延伸到新型功能材料，引发出多种奇特的物理效应。固态相变已成为功能材料设计与功能特性实现的重要手段之一。本文重点介绍磁性形状记忆合金、高温形状记忆合金、超弹性钛合金和磁致冷材料等新型功能材料中的固态相变研究进展。磁性形状记忆合金兼有两种典型的固态相变，即热弹性马氏体相变和磁性转变。其马氏体相变可以由磁场控制，并呈现出丰富的物理效应。因此，磁性形状记忆合金一直是近期研究热点。基于磁场诱发相变，我们获得了显著的磁热和磁阻效应，并有望获得磁控形状记忆、磁诱发超弹性等功能特性，将磁性形状记忆合金发展为新型多功能材料。本文通过同时施加磁场和压力，发现可以更具灵活性地调控磁致冷材料的磁性、相变和磁热效应，并且显著提高了材料的制冷能力。以此为基础，有望发展出新的制冷循环工作原理。

摘要： @@ 雷电是一种常见的自然现象，通常伴随着强对流天气过程而发生，是大气中强烈的超长距离放电过程，雷电因其强大的电流、炙热的高温、强烈的电磁辐射以及猛烈的冲击波等物理效应能够在瞬间产生巨大的破坏作用，造成雷电灾害。近10 年来我国雷电灾害呈上升趋势，成为联合国公布的最严重的十种自然灾害之一。随着大量的电子设备在各地各部门大量普及应用，危害人类生命和财产安全的雷电危害变得更加严重。因此，对雷电进行实时监测和预警就显得尤为重要[1]。作为一种雷电预警设备，地面电场仪通过监测地面电场的实时变化实现对带电云层活动状况进行监测，因此理论上可以实现对雷电的短时预警[2]。大气电场仪可以对其上空一定半径范围内的云层带电状况进行监测，因此通过设置不同的预警阈值，对当地发生闪电的可能性进行预测。闪电根据放电双方的性质可以分为云间闪和云地闪。由于云间闪对人类活动的影响较小。在下文的讨论中，我们提到的闪电主要是指云地闪。云地闪是云层和大地之间的放电现象，可以是多次闪电回击。闪电的主要特点是电流大、时间短、电压高，同时放电时强大的电流产生强大的磁场，形成很高的感应电压。雷电灾害危害极大，全世界每年因雷击造成的经济和生命损失不计其数。其中，云地闪对地面上的物体和人类活动造成的危害最为严重。

摘要： 本文介绍了电动力学教学中和镜像法有关的两道典型习题的扩充,扩充的目的是希望引导学生去思考和解决具有更直接的物理效应或者更强一般性特征的物理问题．这些扩充可以作为新的习题在教学中使用．

摘要： 本文通过对粉末冶金成形裂纹的形成原因的分析,提出对减少成形裂纹的方法思路.同时对成形裂纹的有效探测,建议利用物体的物理效应,通过不同状态下的特征,实施被测零件的全数探测。并且得出:一个零件的综合成本,应包括策划、材料、制造、人工,以及预防成本和损失成本,而自动化探测系统将能有效控制不良品的流出,从而可降低零件的综合成本.

摘要： 来自德国、瑞士、俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰的作者团队的科学家和专家们,第一次在世界范围内设计了免试剂(不使用化学合成药物和高温)的,放弃了传统热化学合成提取天然原料的方法，引进一种用超声波气体涡流空化反应器处理天然原材料(泥炭，腐殖质或两者的混合物)的新物理方法.这是生产以植物来源(泥炭、腐殖质、天然矿物质)为目标、增强生物活性的高性能产品广泛应用于农业、牲畜、家禽养殖,以及医药、医学和美容的基础.

摘要： 本发明属于自旋信息安全领域。针对现有物理不可克隆函数器件的制作工艺复杂、存在较大安全隐患的技术问题，提供了一种基于SOT效应的物理不可克隆函数生成方法及系统。首先，采用经过光刻、刻蚀等工艺制作的同一批器件构建Hall Bar阵列，对Hall Bar阵列的所有器件进行初始化，并施加相同的写电流；其次，根据给定的地址从所述阵列中任意选择N个器件，获取所述N个器件的反常霍尔电阻；最后，将所述N个器件的反常霍尔电阻进行两两比较，根据比较结果生成响应。本发明通过简单的光刻、刻蚀等工艺制作，得到不同的反常霍尔电阻分布，制备工艺简单且安全性能较高；而且，这样的随机性还可通过改变初始化电流和写电流进行重构，进一步提高了安全性能。

摘要： 本发明公开了一种多物理场耦合效应下的卫星多波束指向偏差估计方法，具体为：构建多物理场耦合指向，分析多物理场造成误差的周期特征，随后基于误差周期特征构建多波束天线指向偏差表征函数，指向偏差表征函数拟合求解，最终得到指向偏差具体表征，利用该卫星多波束天线指向偏差表征函数实现对卫星多波束指向偏差的估计。本发明的优点为：通过发掘误差源的周期特征，构建多波束天线指向偏差表征函数，克服了多物理场条件下天线指向误差的强耦合、难以解耦问题；综合考虑电磁场、温度场、引力场和机械场所引入的各类误差，误差因素涵盖全面，得到的表征函数能够更准确的反应天线指向偏差的变化情况。

摘要： 本发明涉及对能够引起介质的电离的物理事件的电效应进行防护的装置，所述物理事件在所述介质中产生。装置包括：探测部件(3，4，5)，所述探测部件用于探测物理事件的接近；至少一物理事件收集器(1，2)，所述收集器用于收集所述物理事件的电效应：和触发部件(7)，所述触发部件触发由所述收集器收集物理事件，所述触发部件能够产生从收集器起的电离通路并且由所述探测部件进行控制。探测部件与收集器电绝缘并且包括电晕效应探测器，所述电晕效应探测器能够直接地探测在所述收集器处产生的电晕效应。如此，通过关注自然电离现象或电晕效应——所述自然电离现象或电晕效应由物理事件的接近引起，并对该自然电离现象或电晕效应进行探测，可以适时发起收集器的动作。

摘要： 本发明属于海洋工程、港口、海岸及近海工程研究领域，提出了一种克服水下结构局部冲刷物理实验比尺效应问题的方法，对水下结构物的局部冲刷进行准确预报。本发明基于土体的表观冲刷速率，建立了可针对水下结构物局部冲刷进行准确预报的方法，有效克服泥沙局部冲刷物理实验比尺效应难题；适合任意结构形式在任意沉积物类型条件下的局部冲刷预报；本发明将水下结构泥沙局部冲刷问题转化成为传统的海洋工程水动力学问题。本发明可以考虑流动条件随时间的变化以及流动方向的变化，这在以往的局部冲刷分析预报模型中是无法考虑的。本发明所提出的方法可以直接应用到水下结构物的局部冲刷预报，在位稳定性以及防冲刷措施设计等研究领域。

摘要： 本发明提供了一种评估海岸工程物理模型实验比尺效应的方法，应用SPH方法即光滑粒子流体动力学方法，使用SPH方法模拟不同比尺下开孔沉箱的水动力特性，通过对波面高度、波浪反射系数等物理信息的比较，对海岸工程物理模型实验比尺效应进行评估分析。本发明有益效果：本发明以开孔沉箱为例，使用SPH方法模拟不同比尺下开孔沉箱的水动力特性，通过对波面高度、波浪反射系数等物理信息的比较，揭示开孔沉箱的比尺效应。

摘要： 本发明公开了一种多物理场耦合效应下的卫星多波束指向偏差估计方法，具体为：构建多物理场耦合指向，分析多物理场造成误差的周期特征，随后基于误差周期特征构建多波束天线指向偏差表征函数，指向偏差表征函数拟合求解，最终得到指向偏差具体表征，利用该卫星多波束天线指向偏差表征函数实现对卫星多波束指向偏差的估计。本发明的优点为：通过发掘误差源的周期特征，构建多波束天线指向偏差表征函数，克服了多物理场条件下天线指向误差的强耦合、难以解耦问题；综合考虑电磁场、温度场、引力场和机械场所引入的各类误差，误差因素涵盖全面，得到的表征函数能够更准确的反应天线指向偏差的变化情况。

摘要： 本发明涉及一种基于变液体约束层物性的双物理效应脉冲激光冲击方法，属于激光加工技术领域。步骤包括(1)搭建液体约束激光冲击加工平台；(2)制备特定光折射率的液体约束层材料；(3)检测液体约束层材料；(4)利用液体约束层材料对待加工材料进行单光斑辐照区域的均匀激光冲击处理。本发明精准控制液体约束条件下脉冲激光冲击过程中的“等离子体冲击”效应与“空化”效应的作用强度，使材料表面获得均匀的残余应力分布状态，提高材料的抗疲劳、抗应力腐蚀和抗微动磨损性能。

摘要： 本发明提供一种适用于均匀激光冲击的单光束双物理效应协调分配方法及其应用，属于激光冲击效应控制技术领域。本发明不规定具体的调节分配手段，只提供协调原则和方法。且本发明给出适用于液体约束条件的大批量激光冲击均匀强化的吸收层特征参数设定的普适性和系统性方法，从而方便相关技术人员快速获得符合其双物理效应的分配比例的液体约束激光冲击加工工艺，从而有利于激光冲击强化处理的开展和应用，因此具有良好的实际应用之价值。

摘要： 本发明公开了一种帕尔贴物理效应和塞贝克物理效应演示教具，主要利用热电元件模块和冷却模块来实现两种物理效应的演示，所述热电元件模块为：可以且不限于TEC1‑12704的3cmx3cm方形的热电片，所述帕尔贴物理效应对应热电制冷现象，所述塞贝克物理效应对应温差发电现象；本发明利用简单的科学实验结构，为学生建立对这一新兴新能源技术的认识，开拓视野，对学生配合和科教融合都有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种基于可杂化间断有限元的半导体多物理效应仿真方法。该方法首先通过对于2D/3D半导体器件采用基于四面体单元的网格剖分，构建高阶基函数。然后，对器件结构中载流子的漂移‑扩散方程系统进行解耦，拆分成非线性泊松方程和线性化的漂移‑扩散方程组；接着，采用可杂化间断伽辽金HDG方法，分别对两个方程进行数值离散；采用稳定性参数描述方程中的通量项，并应用Gummel迭代法求解，得到器件内载流子浓度、电势和电场分布等信息。本发明的方法具有支持任意高阶基函数、数值精度高、数值稳定性好和支持大规模并行等优点。可用于高效、高精度数值计算复杂半导体器件结构中的物理效应，用于射频、微波和毫米波集成电路的高性能设计优化。