一、The measuring method of early lateral energy fraction in the scale model experiments（论文文献综述）
朱少龙[1]（2021）在《低温冷凝界面演化规律与传热强化机理研究》文中认为低温冷凝过程广泛存在于低温系统的传热设备中,如空分精馏塔的主冷凝蒸发器,气体液化系统中的冷凝器和低温液体储罐中的再冷凝器等。如何提升低温流体冷凝过程换热效率对于优化低温换热器设计并实现工业节能具有重要价值。低温流体与常温流体物性差异显着。如膜状冷凝在氮蒸汽冷凝过程中占据主导地位,液氮的低热导率导致冷凝过程的导热热阻显着高于常温流体。并且氮的低气化潜热值造成气液界面的相变过程会更加剧烈等,这造成了低温流体冷凝机理更加复杂。冷凝传热性能强化必须针对性考虑低温流体的特殊物性。本文从冷凝过程的气液和固液两个界面出发,从波动液膜冷凝、微结构表面冷凝和混合物冷凝三方面开展工作,包括理论分析,数值模拟和实验验证。具体研究内容如下:1、基于液氮温区低温冷凝可视化实验装置,获得了氮蒸汽冷凝的流动特征和传热性能,通过统计学分析揭示了冷凝液膜波动特性与传热强化的内在关联。基于降液膜的波动理论,阐明了竖直平板上氮蒸汽冷凝过程中惯性力在液膜的流动过程中占据主导作用,因此气液界面的波动效应更加强烈。分析了液膜流型演变特征和孤立波特性,对孤立波内部两种换热形式的对比揭示了孤立波内的对流强化提升了局部传热性能,借助统计学的工具证明传热强化源于波动液膜基底液膜的减薄和薄液膜区域的增多。氮蒸汽冷凝可视化的实验研究验证了当冷凝温差和液膜雷诺数增加,液膜的波动效应增强,液膜经历了从层流、二维波动流、过渡流到三维波动流的四种典型流态,冷凝传热性能被逐渐强化。2、建立了微结构表面低温冷凝三维数值模型,阐明了表面张力在促使液膜横向迁移过程发挥的主导作用,提出了微肋冷凝的几何强化因子,指明了高效微结构曲面的优化方向。测试了六组微结构表面上氮蒸汽冷凝传热特性和流动形态。在可视化实验中观察到微肋底部的液膜速度达到Nusselt理论液膜流速的2-3倍。证明了曲面结构改变平整分布特征和加速排液。在冷凝温差为3.5 K的范围内,高度为0.3mm、间距为1 mm的微肋的换热系数比平板结果高出4倍。对于不同节距和高度微肋的数值模拟结果表明微肋的结构参数对于冷凝液膜的流动过程和壁面传热性能的影响主要体现在曲面的曲率半径上,节距增加会造成传热强化程度的下降,高度增加则会带来传热强化面积比的下降。3、发展了低温混合物冷凝的模拟传质源项和实验传热关联式,实现了低温混合物冷凝传热性能准确预测,提出了低温混合物冷凝气液界面传质改善方法。基于热质比拟理论揭示了影响混合物冷凝传热性能的主要因素。在数值模拟中通过对混合物中组分浓度场和气液两相场的分析,揭示了液膜上方高浓度氖气扩散层阻碍气液界面传质过程的机理。阐明了混合物传热性能同时受到冷凝温差和气相扩散层内的浓度梯度控制,通过降低混合蒸气中的氖气浓度和提高混合蒸气的速度可以提升氮氖混合蒸气冷凝传热性能。在氮氖混合蒸气冷凝实验研究,引入了氖气浓度直接测量法,获得了氮氖混合物冷凝液膜流动特性和传热性能。本文可为低温工质冷凝传热及流动特性研究、高效换热表面强化设计及混合工质冷凝传热强化研究等提供理论指导和技术支撑。
李建[2]（2021）在《铁基超导体中新奇电子态的核磁共振（NMR）研究》文中研究说明对电子-电子关联效应的理解是现代凝聚态物理的核心问题和主要任务。伴随电子关联而来的多种自由度间错综复杂的耦合可导致丰富的竞争或合作的有序态,形成复杂多变的相图。本论文以系列铁基超导体作为研究对象,利用脉冲核磁共振（NMR）技术来揭示和研究关联金属体系中出现的新奇物态,并分析了其可能对应的物理模型。首先作为结构最简单的铁基超导体,铁硒（FeSe）展现出了另类的相图演化,其中反常的电子向列序引发大量的研究且至今仍存在不少疑问。为此,我们对FeSe单晶开展了细致的NMR研究。我们合成了高丰度（98%）同位素57Fe的FeSe单晶样品,并首次同时测量了 57Fe与77Se的NMR谱图及自旋-晶格弛豫率。我们发现77Se与57Fe的奈特位移具有明显不同的温度依赖,在向列相中二者的奈特位移及自旋-晶格弛豫率的各向异性随温度的演化也不同。分析可知57Fe原子核可以直接反映Fe位的局域轨道构型,而77Se更多的受到3dxz,3dyz轨道态的影响。我们的实验揭示了 1.除了3ddxz,3dyz轨道的退简并,3dxy轨道在向列序中也发生了重构;2.FeSe具有洪特耦合诱导的轨道选择的电子关联,3dxy轨道的电子态在向列相中随着降温发生非相干到相干的渡越;3.非平庸的自旋-轨道耦合（SOC）效应导致FeSe的向列相中存在不小的局域自旋磁化率各向异性。这些结果表明FeSe中的电子向列相是一个自旋轨道纠缠的电子态,其中不同轨道的电子表现出不同的关联性并随着体系温度变化而出现相干-非相干之间的渡越。FeSe单晶在静水压下演化出了丰富难懂的相图且其超导转变相对于常压可被提高～4倍。另外,其中多种电子型有序间的竞争或合作效应一直是理论与实验关注的焦点,且不同实验手段的测量结果仍存在一些分歧。为此,我们对高丰度57Fe的FeSe单晶样品进行了低压范围内（pmax～2.1 GPa）细致的变压NMR研究。通过比对77Se与57Fe的NMR谱线随静水压的演化我们揭示了长期被遗落的低压下的磁有序预相变过程,而其超导转变与低温低能自旋涨落随静水压的演化表明超导配对机制也发生了相应的变化。另外,基于NMR实验证据,FeSe的电子态随静水压变化也会发生非平庸与磁有序相关的渡越,其中高压下的电子向列序就与FeAs类的具有显着自旋涨落及低温磁有序的向列序相类似。这些结果有助于进一步理解铁基超导体丰富电子性质的起源,并提供了建立统一的物理图像的视角。FeSe及其衍生类材料体系的超导转变具有高度可调性,而常压下FeSe单晶的超导态本身也具有许多非常规的奇异特性。之前的NMR研究由于射频加热效应未能对FeSe单晶的超导态进行完备的表征。为此,我们首次合成了高丰度（50%）同位素77Se的FeSe单晶样品并采用极低功率的射频脉冲对其超导态进行了系统的规避了射频加热效应的NMR测量。我们在所有外场取向下都观测到了与电子自旋磁化率相关的Knight位移的下降,这排除了手征p-波超导配对的可能性。此外,我们在FeSe超导态的磁通晶格中发现了大量的剩余态密度及极度的NMR谱线展宽,这些结果表明FeSe超导态的磁通晶格中出现了十分反常的束缚态。这些实验现象可能与FeSe超导配对处于Bardeen-Cooper-Schrieffer超流机制与Bose-Einstein凝聚（BCS-BEC）渡越区的特征相关,但仍需进一步的理论与实验研究。这些改进的NMR结果为相关理论模型提供了重要的限定及参考。铁基超导体的准二维特征使其十分易于解离、撕薄、插层和形成复杂的共生结构。我们利用NMR的位置选择性对复杂异质结构铁基超导体Ba2Ti2Fe2As4O不同层的物理性质进行了细致的研究。经过系统的角度依赖的NMR谱的测量,我们将之前一直未能确定的发生于～125 K之下的电子相变确认为[Ti2As2O]层中的二维特征的轨道玻璃态。另外,借助NMR的超高分辨率我们首次在该体系中揭示了更低温度下的轨道有序转变及其伴随的结构畸变。类似于电子向列相,其在低温下也出现了相互正交的有序畴区。我们在[Fe2As2]层中还观测到了磁有序与超导的共存。总之,该体系中出现的丰富的电子态使其可作为探索轨道调控及异质结构铁基超导体层间耦合作用物理性质的平台。更多的微观机理仍需大量的理论与实验上的努力。我们也初步的研究了重空穴掺杂的铁基超导体CsFe2As2中Fe位的NMR信号。相关实验证据表明该体系中存在明显的轨道选择的电子关联性以及可能的电子向列序或短程磁有序。另外,我们对系列低超导转变温度的FeSe单晶样品进行了系统的NMR表征。我们发现FeSe单晶的超导态正相关于低温下浮现的强的低能自旋涨落,而其与电子向列序似乎关系不大。这些研究对于厘清FeSe中电子态的本征行为以及主导各电子型有序的关键物理机制具有重要的指导意义。
王永超[3]（2021）在《三维石墨烯网络材料的结构特征和力学行为》文中提出石墨烯在微纳尺度上具有新奇的物理特性,比如面内超快的电子输运、高导热率和超强的面内力学性能等,使它成为一种在催化、吸附、电极、传感器件和复合材料增强等领域有潜在重要应用价值的纳米材料。然而,在制备宏观三维材料时,由于其很大的比表面积和层间吸附作用,容易发生团聚,导致器件性能难以达到预期。构建具有良好连接性的三维石墨烯网络结构是解决该问题的一个有效策略,实验中以石墨烯前体为基础制备了石墨烯组装泡沫,从块状含碳材料出发直接制备了闪热石墨烯、碳化物衍生碳和热解碳等具有石墨烯特征的无序网络结构,理论和模拟预测了石墨烯可以精细组装成有序共价连接网络。这些三维石墨烯网络结构材料在一定程度上继承了石墨烯的优良特性。石墨烯网络结构材料各种功能的实现要基于其自身的结构支撑,某些情况还涉及复杂的力学加载和变形,要确保性能稳定和耐久性,有必要进一步研究其力学性能和变形机制。目前实验手段还不足以提供对其微结构的清晰描述,这限制了性能的预测,对各种加载条件下的变形机制也缺乏必要的认识。由于共价连接网络具有较好的连接形式,在传递载荷方面具有优势,有望应用于轻质高强材料,研究其结构与力学行为对推动新材料性质的预测与应用有重要意义。本文使用分子动力学模拟的方法,研究了无序石墨烯网络和有序石墨烯网络的结构与力学行为。本文揭示了无序石墨烯网络结构形成的演化机制,回答了二维石墨烯如何组装成三维无序网络的问题。用分子动力学模拟研究了碳材料的高温反应过程,根据结构特征,经历了碳原子在局部形成随机取向的多环碎片、多环碎片外延生长并拼接成具有众多缺陷的网络骨架、骨架内的非六元环缺陷向六元环转化的三个阶段。根据最终结构的形貌,发现石墨烯通过五七缺陷的晶界和缺陷团簇在面内进行拼接,通过螺旋位错、Y/T结和碳碳孤键形成层间连接。系统研究了密度和反应温度对最终结构的石墨化率、局部曲率、堆叠形式、连接数量和孔隙特征的影响。随后,本文研究了无序石墨烯网络结构在拉伸、压缩和剪切加载下的微观力学行为,分析了变形机理,以及力学性能与密度之间的幂率关系。发现无序网络在不同加载方式的小应变情况下,都呈现线弹性变形,石墨烯发生可恢复的弯曲和旋转,而且低密度网络结构的平均转动角度更大。无序连接导致局部承载的同时,保留部分结构处于松弛状态,能将断裂破坏限制在局部,表现在应力-应变曲线中较长的塑性区间。无序石墨烯网络结构在低密度情况下也保持了接近于理论极限的模量和强度,克服了普通材料低密度下力学性能大幅恶化的缺点,凸显出共价连接网络相对于非共价连接网络在力学性能上的优势。将石墨烯和碳纳米管通过异质结连接成有序的层柱状网络,本文研究了其在单轴压缩和拉伸大变形下的离面力学行为。发现了该结构具有良好的弹性,在大应变下,石墨烯形成波浪状褶皱,提供了可恢复的大变形,同时导致结构的横向尺寸收缩,压缩时还伴随着碳管的倾斜,呈现出负泊松比现象。压缩和拉伸加载下失去弹性的变形机制不同,压缩下为层间成键和层间吸附,受到碳管间距影响,且压缩弹性在两种模式的临界点处取得最大值,而拉伸下为异质结处断裂,拉伸弹性随碳管间距增大而增大,提供了对有序石墨烯网络结构性能的新认识。本文的工作以微纳尺度视角给出了实验中难以观察到的三维石墨烯网络的结构形貌、不同加载下的变形机制以及结构参数对力学性能的影响,将有助于认识闪热石墨烯、热解碳和碳化物衍生碳的形成过程,指导实际材料的性能预测,为高性能三维石墨烯材料的设计和应用提供了思路。
何坤[4]（2021）在《隧道多火源火灾特性及竖井自然排烟研究》文中指出由于车辆碰撞或者火灾蔓延等原因,隧道内也可能发生多个火源同时燃烧的现象。当火源数量增加后,火灾危险性进一步增大,消防救援更加困难;如果发生火焰融合现象,火焰高度会进一步增加,对隧道结构造成更严重的破坏。火灾烟气是造成人员伤亡的主要原因,然而针对隧道内多火源场景竖井排烟特性的研究较少,因此开展隧道内多火源火焰行为特征、隧道内多火源顶棚下方最高烟气温度、纵向通风隧道内临界火灾蔓延条件以及多火源场景烟气控制研究具有重要意义。本文通过小尺寸模型隧道火灾实验和数值模拟方法结合理论分析从以下三个方面开展了相关研究工作:1.通过小尺寸模型实隧道实验,研究了火源数量、火源间距和热释放速率对自然通风隧道内对称多火源的火羽流行为特性的影响,包括火焰融合、火焰倾斜角度和火焰高度。结果表明:与开放空间对称多火源火焰倾斜现象不同,三火源外侧火焰和双火源火焰倾斜角度随着火源间距的增大先增大后逐渐稳定,在火源间距较大时火焰依然发生倾斜现象。导致其倾斜的根本原因是火灾时隧道内纵向空气自然补给形成的诱导气流。通过理论分析发现无量纲诱导风速受隧道截面尺寸、火源半径和火源数量等因素影响,基于质量守恒原理建立了隧道狭长空间内无量纲诱导风速预测模型。当火源间距大于临界最大火焰融合间距时,火焰之间无相互影响,但由于火焰发生倾斜,三火源外侧火焰高度和双火源火焰比相同火源功率的单火源低;随着火源间距减小,火焰之间的相互影响逐渐增加,空气卷吸受限程度逐渐加强,火焰高度逐渐增大;随着火源间距的进一步减小,火焰高度融合,火源中心间距对火焰高度的影响较小,其火焰行为和单火源行为一致。基于火焰倾斜导致的火焰高度变化规律,建立了不同火源融合状态下双、三火源火焰高度的分段预测模型,进一步考虑不同火焰融合状态对空气卷吸量的影响,通过引入等效虚点源,构建了自然通风隧道内多火源场景顶棚下方最高烟气温度数学表达式。2.通过模型隧道火灾实验平台研究了纵向通风隧道内多火源火灾蔓延特点以及火灾蔓延的临界条件,并探讨分析了大型隧道多火源火灾特点。研究发现:在相同火源间距的情况下,由于来自上游火焰的额外热反馈以及上游火源的热烟气对下游火源的预加热,下游木垛的热释放速率比上游木垛的热释放速率增加的更快,下游的木垛点燃时间越来越短。基于一维蔓延理论,构建了隧道内热平衡方程,推导了不同坐标轴位置处隧道截面平均温度的数学表达式,得到了隧道内木垛发生火灾蔓延的临界条件（隧道截面平均温度差453K）,进一步发展了隧道内临界火灾蔓延距离的计算方法,验证了该方法在小尺度隧道火灾实验和全尺度隧道火灾实验中的有效性,并阐明了通风风速、热释放速率、隧道周长等参数对临界火灾蔓延距离的影响规律。此外,对于隧道内多火源场景,下游火源的火灾蔓延距离与来流气体温度和下游火源的热释放速率有关,可以由一个虚拟火源功率（Qc,inc+Qx）来表述,当下游火源处虚拟火源的热释放速率大于上游火源处的虚拟火源功率时,下游火源的火灾蔓延距离会越来越远。3.通过全尺寸数值模拟研究了隧道内多火源场景下热释放速率、火源间距、火源位置、竖井间距和火源数量等参数对竖井整体烟气控制的效果,并与单火源场景进行了对比分析。研究结果表明:在火源区域的多火源烟气质量流率随着火源间距先增大后趋于稳定,在火源间距较大时比相同总热释放速率的单火源场景更大;由于多火源的互相影响,烟气层高度随着火源间距的增大先降低后趋于稳定,且隧道内火源区域的多火源烟气层高度比单火源更低（双火源下降约20%,三火源下降约25%）。针对较小隧道火灾（火灾初期或小汽车火灾）,临界安全距离随着火源间距的减小而增加,但是不会比总热释放速率的单火源场景更长;对于较大隧道火灾（如巴士火灾）,火源间距对临界距离的影响较小,此时竖井间距对临界距离影响较大,临界距离随着竖井间距增大明显增大,对于消防灭火救援更不利。随着火源与竖井距离的减小,烟气的蔓延长度减小,且靠近火源一侧的竖井排出热量增加,烟气蔓延长度比另一侧更短;火源功率对烟气蔓延长度影响较小,而竖井间距是影响烟气蔓延长度的主要因素,随着竖井间距的增大烟气蔓延长度明显增加,对人员的疏散造成不利影响。
白胜南[5]（2021）在《中学生概率概念学习进阶的构建问题研究》文中研究指明在当今时代背景下,概率素养已然成为每个社会成员不可或缺的数学素养,因而为了进行概率思维的培养,概率内容被作为数学学科的核心概念之一,贯穿于整个基础教育阶段。但无论是在TIMSS、PISA等大型测评项目,还是在我国的基础教育质量监测中,都发现:与“数与代数”、“图形与几何”等部分相比,学生在“概率与统计”部分表现不佳。并且以往研究多为对单一知识点的考察,对概率概念的内部结构关注度不高,因此对学生概率概念认知结构的研究较为薄弱。如今,核心概念学习进阶的构建是当前国际教育发展的重要趋势,为了接轨国际教育研究对学生学习与评估的动态趋向,本研究试图为学生概率的认知发展建模,以期更真实地反映学生对概率概念的思维发展过程。基于此,本研究以7到11年级的学生作为研究对象,以“概率概念”的问题解决作为研究主题,尝试基于认知诊断理论进行概率概念假设性学习进阶的构建,并据此形成正式的概率概念学习进阶,最终将其应用到学生概率概念理解的诊断评估中,详细描述学生的学习表现,以促进课程、教学和评估的一体化。研究问题1:如何基于认知诊断理论来构建概率概念的假设性学习进阶?该问题的主要研究方法为文献回顾、专家访谈。先是提取了“概率概念”问题解决过程中所需要的属性（知识、技能和策略等）。确定为5个基本概念:随机性、样本空间、概率比较、概率计算、概率估计,并从中提取出9个认知属性:A1-随机性、A2-一维样本空间、A3-二维样本空间、A4-一维概率比较、A5-二维概率比较、A6-一维概率计算、A7-二维概率计算、A8-一维概率估计、A9-二维概率估计。其次,建立起所提取属性之间的层级关系。最后,根据所提取的属性及属性间层级关系,确定假设性学习进阶的进阶维度、进阶水平和预期学生学习表现,形成了概率概念的假设性学习进阶。研究问题2:如何根据G-DINA模型进行概率概念学习进阶的检验与修订?该问题的主要研究方法为文献回顾、专家访谈和测验法。先是确定测验矩阵,并据此编制概率概念的认知诊断测验,共包含26个测验题目,采用0、1计分方式,回答正确记为“1”,回答错误记为“0”,测试时间设定为40分钟。其次,根据多种数据分析结果来验证所提取的属性、属性间层级关系和假设性学习进阶的合理性。经检验,所提取的属性及所建立的属性间层级关系较为科学合理;概率概念认知诊断测验（修订版）符合心理测量学标准;假设性学习进阶的设置基本合理,其中学生在A8-一维概率估计上的表现低于预期,根据属性掌握概率,将其从学习进阶的水平2调整到水平3,形成正式的概率概念学习进阶,以用于评估中学生的学习表现。研究问题3:应用概率概念的学习进阶评估中学生的学习表现如何?该问题的主要研究方法是测验法。先是分析了中学生概率概念的学习进阶水平,结果显示:学生对概率概念的认识在不断地发展和完善,并且对一维概率概念的认识发展较快,对二维概率概念的认识发展相对缓慢。8年级学生的学习表现较7年级有所下降,但并不存在统计学差异。其次分析了中学生概率概念的认知结构,结果显示:中学生的概率属性掌握模式不断向进阶终点聚集。具体而言,随着年级的升高,学生主要的概率属性掌握模式类别在减少,越来越集中,从7、8年级的10个左右减少到4个;同时,学生所掌握的属性个数逐步在增加,从7、8年级的3到6个之间,直到11年级,学生基本都掌握了8个或9个属性,并且达到进阶终点的学生比例也有大幅度的提高;此外,中学生概率概念的认知劣势多数都能转化为认知优势。最后,展开对中学生概率概念的多元化学习路径的设计,分别依据主要的属性掌握模式和学生个体认知诊断进行选例分析,提供了多种学习路径。综上,本研究的创新之处体现为:将认知诊断理论引入到概率概念学习进阶的构建过程,并将正式的学习进阶应用到学生学习表现的评估中,为学生制定个性化的补救措施。最终的研究结果也证实了使用认知诊断模型来构建学习进阶的可行性和优越性。同时,也不难发现:将学习进阶与认知诊断理论相结合,既具有很大的优势,也具有一定的难度。一方面,本研究为今后基于认知诊断理论来完成学习进阶的构建提供了经验。另一方面,本研究所构建的学习进阶能够为学生概率概念的评估提供丰富的认知诊断信息,有助于学习进阶的研究成果向教学实践的转化,也能为学生的自我改善提供可能,但在这一过程中仍面临着较大的挑战,需要多方专家的支持和更进一步的探索。
巩桐兆[6]（2021）在《合金凝固组织大尺度定量相场模拟与原位观察》文中指出金属材料的微观组织决定着其服役性能,而材料的最终组织状态与凝固过程密切相关。枝晶作为最常见的一种凝固微观组织,其形貌、尺寸以及溶质分布直接影响着最终铸件的质量。因此,深刻理解枝晶生长过程并采取适当的工艺加以调控,从而获得满足预期性能的铸件,是材料科学和冶金工程领域长期关注的问题。为了研究凝固微观组织演化过程,目前已发展出了一系列数值模拟方法,其中相场方法由于避免了显式地追踪形貌复杂的固-液界面而成为模拟枝晶生长的常用方法。然而受限于计算效率低的问题,目前大尺度定量相场模拟仍旧是一个极大的挑战。为提高相场模拟效率,实现凝固组织的大尺度定量相场模拟,本文构建了合金多晶凝固快速计算相场模型及高效率数值算法。同时,结合同步辐射X射线原位实时观察凝固实验,准确高效地再现了实验中合金凝固过程,并深入研究了溶质微观偏析和等轴晶生长动力学等凝固基础科学问题。主要研究内容和结论如下:（1）通过扩散界面模型的数学非线性预条件处理,将值在固相和液相为常数而在固-液界面区域非线性变化的相场变量,转换为在整个计算域内线性变化的新变量,使得定量相场模拟中的界面处网格尺寸分别增大至原始相场模型所需界面网格尺寸的2～4倍,从而极大地减少了计算量。对于多晶凝固问题,提出了一种高效率的取向界面前沿追踪法,避免了传统向量相场模型中复杂取向场控制方程的求解,使得多晶模拟效率提高了几个数量级。进一步地,在数值计算方法上,开发了二维（2D）和三维（3D）大规模并行自适应网格有限元法,用于高效率地求解相场控制方程。基于上述模型和数值计算方法,仅在普通工作站上便将2D和3D定量相场模拟的空间尺度分别扩大至厘米和毫米级别,并且可模拟的晶粒数量分别达到103和102数量级。（2）为明确枝晶生长2D和3D模拟的定量差别,基于已开发的高效率相场模型和计算方法,研究了纯扩散和强制流动作用下二元合金等轴晶的生长过程,定量比较了 2D和3D相场模拟的枝晶尖端生长动力学、形貌和溶质分布的差异。研究表明,由于溶质扩散和液相流动在3D空间具有更高的自由度,枝晶臂尖端前沿液相中富集的溶质可以更容易地扩散和跟随液体流动而被输运至其它液相区域,因此迎流侧枝晶臂尖端固-液界面液相侧溶质成分较低、浓度梯度较高、溶质边界层厚度较小,导致尖端生长速率较高而尖端半径较小。此外,3D和2D模拟中的尖端生长速率比值和尖端半径比值均不为常数,而是随过饱和度和液体入流速度在一个较大范围内变化。同时这两个比值均可以表示为生长Peclet数比值的幂函数。提高过饱和度和液体入流速度均可以减小2D和3D模拟结果的差异,但不能将其完全消除。（3）采用相场方法模拟了连续冷却条件下Al-Cu合金凝固过程,分析了晶粒细化、冷速和固相背扩散对凝固过程溶质微观偏析的影响。研究表明,对于具有置换型溶质元素合金体系的慢速凝固而言,晶粒细化、冷速和固相背扩散均不是影响微观偏析的关键因素。不同上述影响因素的模拟中,液相平均溶质成分和最大成分,以及固相分数和偏析指数,均不存在显着差异,并且处于杠杆定律和Scheil方程的预测之间。此外,根据相场模拟结果构建了一个微观偏析新模型。相较于现有的微观偏析模型,新模型可以更准确地预测凝固末期固相分数接近1时的液相溶质成分,同时保留了与杠杆定律和Scheil方程一致的简单易用性,便于植入CALPHAD软件和铸件宏观偏析模型中,用于相平衡计算、析出相预测以及宏观偏析相关的模拟计算。（4）采用相场方法结合同步辐射X射线原位实时观察实验,研究了 Al-Cu合金自临界晶核开始至碰撞生长结束全过程中的等轴晶生长动力学。研究表明,除了经典凝固理论所认识的稳态自由生长和碰撞生长之外,在凝固初期还存在着形核控制的生长阶段。该阶段的生长动力学特点:具有临界尺寸的初始晶核在形核过冷度驱动下快速生长,随后在固-液界面前沿富集的溶质影响下,生长速率达到极大值后又逐渐下降至极小值,期间开始发生球晶-枝晶转变。在经历极小值之后,晶体生长速率再次随过冷度的增加而增大,并逐渐进入通常的稳态自由生长阶段。根据形核控制生长阶段的晶体生长动力学演化特点,提出了一种精确测定合金凝固形核过冷度的动力学新方法,以此确定了 Al-Cu合金原位观察凝固实验中各个晶粒的形核过冷度,并开展了与实验样品尺寸相近的大尺度定量相场模拟。模拟结果与原位实时观察实验数据吻合很好,不仅再现了实验中观察到的等轴晶三阶段生长动力学过程,而且也验证了所提出的测定合金凝固形核过冷度新方法的可靠性。
赵剑威[7]（2020）在《考虑金属横向流动和应力松弛的热连轧板形建模与工业应用》文中研究指明金属横向流动和应力松弛作为带钢热连轧中影响轧制稳定性和板形控制精度的两个重要因素,其自身规律同时受到钢种成分、微观组织演变、几何尺寸和温度分布等多个因素的影响,尤其是机架间的应力松弛过程更是一个耦合了回复、析出和再结晶等多个基本物理冶金过程的复杂过程。这种多物理场、多变量、强耦合的复杂工况使得对精轧过程中金属横向流动和残余应力松弛的定量描述变得极其困难。由于缺少相应的理论基础和理论计算模型,目前在板形设定模型中多是选择忽略或以经验系数对二者的影响进行表征,这限制了高精度板形模型的进一步发展。为此,本文以1580mm热连轧生产线为应用背景,以提高板形预设定计算精度为目标,以高强度低合金钢为应用对象,通过实验、数值模拟、理论分析、数学建模、工业试验和工业应用等多种方式,对热轧过程中的金属横向流动和机架间的残余应力松弛效应开展了系统性的研究,并建立了相应的定量表征方法。具体研究内容和成果如下:（1）为了探究金属横向流动在板形演变中的影响和作用,本研究通过在模拟轧制实验中对轧件进行激光刻蚀、颜料墨水喷涂等处理,采用激光共聚焦显微测量,实现了轧制过程中微小横向流动的精准直接观测;并结合数值实验和理论计算模型揭示了金属横向流动对残余应力的自修正效应,给出了金属横向流动在板形演变中调控机制的理论解释,提出了屈曲风险系数和横向流动系数,分别对带钢发生屈曲变形的风险以及横向流动对残余应力的影响进行了量化;分析了带钢几何因素对金属横向流动和残余应力的影响。该研究结果为完善热连轧板形设定模型奠定了理论基础并提供了新思路。（2）为了实现集宏观力学变形、材料组织性能演变和温度变化为一体的多物理场、多尺度下的辊缝出口横向流动和残余应力的稳定、高效求解,研究中首先基于位错动力学理论建立了高强度低合金钢流变应力的物理预测模型,对带钢变形的力学行为进行了描述,采用差分-矩阵迭代的方法建立了带钢轧制变形快速计算模型,对带钢宏观力学变形进行了求解;其次,通过将二者与采用显隐交替差分形式建立的带钢温度场计算模型进行耦合,建立了带钢轧制高效集成计算模型,并分析了不同耦合方式下的模型求解效率。该模型的建立为后续的板形预设定计算提供了高效的求解手段,同时也为实现热连轧过程的在线集成计算奠定了基础。（3）以统计热力学理论为基础,建立了金属高温变形后的应力松弛动力学模型,实现了应力松弛过程中回复、再结晶、析出和固溶拖拽等物理冶金过程耦合效应的描述,通过将应力松弛动力学模型与温度场计算模型进行耦合,基于残余应力自平衡原则首次实现了多物理场、多物理过程条件下机架间残余应力演变模型的建立,提出了应力松弛系数对残余应力的松弛程度进行量化,揭示了带钢横向温差、平均温度及Nb元素含量对机架间残余应力松弛效应的影响。（4）以上述的理论研究为指导依据,以建立的带钢轧制高效集成计算模型和机架间带钢残余应力演变模型为计算手段,针对某厂的1580mm热连轧生产线,开发了基于残余应力影响因子的板形预设定策略,对现场的板形预设定模型进行了优化并实现了工业化应用,取得了良好的效果。
杨莹[8]（2021）在《尾砂管道絮凝行为演化及其高浓度排放性能研究》文中研究指明膏体堆存技术是国家绿色矿山建设的重要支撑。作为保障膏体堆存质量的新兴技术,管道絮凝技术是针对经过浓密环节后未能达到堆存标准的尾砂浆,在堆存排放口附近的管道内,使其与新型絮凝剂混合,在水力剪切破坏和混合作用下,优化絮体内部结构,改善浆体脱水能力;在尾矿浆排放后,结合重力沉积作用实现快速脱水,显着提高质量浓度、流变参数和早期沉积坡度等尾砂高浓度排放性能,从而保证堆存质量的复杂动态过程。现阶段,针对尾砂管道絮凝过程及其高浓度排放性能（即质量浓度、流变参数和早期沉积坡度）及其相互关系尚缺乏系统性研究,传统的单一絮凝理论表现出较差的适用性。尾砂高浓度排放性能是其内部絮体行为的外在表现,絮体行为是尾砂高浓度排放性能的内在原因。因此,开展尾砂管道絮凝行为演化及其高浓度排放性能研究具有重要意义。本文将管道絮凝过程分为三个阶段:初次絮体破坏阶段、二次絮体再生阶段和尾砂沉积脱水阶段。以絮凝剂筛选及两步骤絮凝条件优化为切入点,借助宏观实验、微细观实验和理论分析等手段,围绕管道絮凝过程中絮体行为演化及其高浓度排放性能开展研究。首先考察管道絮凝不同阶段的剪切作用对尾砂高浓度排放性能的影响,获得了剪切作用的最优范围;然后分别探究了初次絮体破坏阶段和二次絮体再生阶段的絮体行为模式,阐释了尾砂高浓度排放性能变化的内在原因;最后提出了剪切比例系数的概念,构建了尾砂高浓度排放性能的理论预测模型,实现了对管道絮凝过程的有效分析。完成的主要研究工作包括:（1）完成了絮凝剂筛选和两步骤絮凝实验条件优化。通过单一絮凝实验、组合絮凝实验,为加拿大某铁矿山细尾砂筛选出了两步骤絮凝实验的最优絮凝剂组合类型:阴离子絮凝剂923VHM+阳离子絮凝剂4800SSH;采用Box-Behnken方法进行5因素3水平响应曲面实验,设计了 46组两步骤絮凝条件优化实验,建立了底流浓度多元二次回归模型;借助响应曲面法分析了不同因素的交互作用对底流浓度的影响,最终获得最优实验参数。（2）考察了尾砂高浓度排放性能随管道絮凝不同阶段剪切作用的变化规律。采用自制小型管道絮凝实验装置,对该过程进行物理模拟,以速度梯度和停留时间的乘积值作为剪切作用指标,分别探讨了高浓度尾砂质量浓度、流变参数和早期沉积坡度随初次絮体破坏阶段和二次絮体再生阶段的剪切作用指标的变化规律,获得了最优的剪切作用范围。（3）分析了剪切作用下初次絮体细微观特性及絮体破坏行为的内在原因。考察了初次絮体破坏阶段的剪切作用对初次絮体平均粒径、絮体强度因子、微观结构和浆体Zeta电位的影响,对初次絮体破坏行为及其内在原因进行了分析:剪切破坏作用引发絮体结构断裂和表面剥离,产生尺寸分布合理的破碎絮体,同时扰动颗粒扩散层,降低破碎絮体间排斥作用,使絮凝浆体处于不稳定状态,为二次絮体再生提供最佳条件。（4）研究了剪切作用下二次絮体细微观特性及絮体再生行为的内在原因。探讨了二次絮体再生阶段的剪切作用对二次絮体平均粒径、絮体再生因子、微观结构和浆体Zeta电位的影响,发现了絮体能够实现完全恢复的现象。分析了二次絮体再生行为及其内在原因:剪切作用提高絮体与二次絮凝剂的碰撞几率,借助电中和与颗粒扩散层的扰动作用,形成致密二次絮网结构,是尾砂高浓度排放性能提高的根本原因。综合考虑管道絮凝过程絮体破坏-再生行为,提出了管道絮凝剪切破坏-促凝协同作用假说。（5）提出了尾砂高浓度排放性能理论预测模型。通过构建剪切破坏-促凝作用速度梯度和停留时间与絮体结构分解-聚集速率系数之间的关系,首次提出了剪切比例系数的概念。借助剪切比例系数与絮体结构参数之间的关系,建立了极限浓度预测模型;结合絮凝动力学方程,建立了屈服应力预测模型;借助非牛顿流体塑形粘度模型,推导出了塑形粘度预测模型;借助流体雷诺数与矿浆流变特性的关系,推导出了尾砂早期沉积坡度预测模型。确定了剪切比例系数的关键节点,对尾砂高浓度排放性能随剪切比例系数的变化规律进行分析,阐释了上述模型的合理性。（6）以美国铝业某尾砂堆存项目为工程背景,针对其细粒级尾矿产量大和脱水困难的实际情况,选择尾矿库内某试验区,设计了管道絮凝工艺流程。应用前文的理论预测模型,对高浓度尾砂流变参数和早期沉积坡度进行了分析。通过对比两个添加点获得的预测值,确定了合理的二次絮凝剂添加位置。试验区实际应用情况表明:理论模型预测准确,管道絮凝方案能够显着提高尾砂高浓度排放性能,为系统性解决难脱水尾矿合理处置的难题提供了实践基础。
杨飞[9]（2021）在《非平衡动力学：从二维材料自旋动力学到超导体的电磁响应》文中提出运用微观动力学方程的等时非平衡格林函数方法,本论文首先从自旋电子学领域中的动力学自旋Bloch方程入手,研究二维材料中的自旋动力学作为引子。之后,进入到本论文的主体部分—超导领域,建立被我们称为“规范不变动力学方程”的动力学理论以研究超导体丰富的电磁响应性质。在引子部分,通过采用动力学自旋Bloch方程,我们研究了双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋动力学,包括Rashba自旋轨道耦合影响下K和K’谷空穴自旋的弛豫和扩散。由于双层材料的特性,我们发现两谷的面外自旋呈现出不同的弛豫（扩散）过程。特别地,在大自旋极化的弛豫（扩散）过程中,我们发现,两谷中原本相同的空穴浓度随着时间演化（沿着扩散方向）发生了破缺,从而产生了非平衡（稳态）谷极化。在主体部分,我们进入到超导领域,首先研究了平衡态中平移对称破缺超导体系内的超导电性,之后,我们重点探讨了非平衡动力学中超导体的电磁响应性质。平衡态的研究以Gorkov方程为基础。我们首先从对称性的角度,讨论了平移对称破缺后,实现非常规Cooper对的要求。基于对称性分析,我们指出,通过将自旋轨道耦合量子阱与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合,所有四种对称性类型（偶频单态、奇频单态、偶频三态和奇频三态）的Cooper对均会在量子阱中出现。而量子阱中库仑相互作用的自能以及不可避免的plasmon效应,则可以诱导出全部四种对称性的超导序参量。之后,我们讨论了在自旋轨道耦合s-波超导体中,利用磁场的Zeeman效应破缺掉平移对称性（产生出Cooper对质心动量）的可能。我们发现,磁场会导致两种具有Cooper对质心动量的超导相:小场下的drift-BCS态和大场下的Fulde-Ferrell态,前者中的Cooper对质心动量源于能带扭曲,后者与传统Fulde-Ferrell态类似。在处理非平衡性质时,Gorkov方程中格林函数涉及到的信息因为过于庞大从而有着很大的计算难度。针对这一问题,需要衍生出用于处理非平衡物理的微观动力学方程。为此,我们首先采用Yu和Wu建立的规范不变光学Bloc方程方法,研究了手征p-波超导态的反常霍尔效应。我们展示反常霍尔效应的内禀通道因为伽利略不变性而为零,但杂质散射可以诱导出外禀通道。与文献中Kubo费曼图方法给出的线性响应的偏转散射通道相比,我们除了为这一通道提供微观动力学描述外,还揭示出一个新的通道:非线性激发导致的低阶Born贡献,后者在弱杂质相互作用体系占据主导。之后,我们发展了规范不变光学Bloch方程,使其囊括进完整的电磁效应和超流动力学,由此建立起超导体规范不变动力学方程。我们首先证明规范不变动力学方程满足超导体中的Nambu规范结构,因而自然地满足电荷守恒。紧接着,通过规范不变动力学方程,我们讨论了静磁响应和低频光学响应中的电流激发。除了恢复出文献中为人熟知的结果（包括静磁响应中的Meissner超流和Ginzburg-Landau方程以及低频光学响应中的二流体模型）外,我们发现,只有当电磁场激发出的超流速度超过某一阈值时,体系中才会出现正常流体和散射。特别地,我们指出,超流体和正常流体的电流之间存在摩擦。由于这种摩擦,部分超流体具有了黏滞性。我们因而提出了超导体的三流体模型:正常流体、有黏滞的超流体和无黏滞的超流体,以此来描述超导态的电磁响应。基于三流体模型,我们揭示出丰富的物理行为,包括静磁响应中隧穿深度受散射影响的原因、修正的Ginzburg-Landau方程和同时具有非零能隙和非零电阻的热力学相、以及低频光学响应中由三流体模型描述的光电导。随后,我们展示,规范不变动力学方程提供了一套有效的方法,能够不分伯仲地计算超导体集体激发Nambu-Goldstone模和Higgs模的电磁响应。基于规范不变动力学方程,我们除了恢复出文献中关于这两种集体激发的线性响应的传统结果外,还指出Higgs模的二阶响应完全归因于驱动效应（包括光电场驱动效应和磁矢势抗磁效应）而非文献中广泛认定的磁矢势顺磁效应。同时,我们推得了 Nambu-Goldstone模非零的二阶光学响应,并且发现,由于电荷守恒恒的保护,这一响应可以避免Anderson-Higgs机制的影响从而能够被有效激发。为此我们还提出了一个可能的实验探测方案。接下来,我们展示,规范不变动力学方程提供了一套有效的办法处理散射效应。基于规范不变动力学方程,我们发现,在线性区,散射造成的光吸收可以很好地描述实验上在正常趋肤区脏超导样品中观测到的光学特征。而在二阶区我们指出,散射效应在Higgs模的光学响应信号中造成一个相移,并且该相移在ω=|Δ|处会展现出π跳跃。此外,我们还指出,杂质散射可以在光脉冲结束后造成Higgs模激发的衰减行为。综上,规范不变动力学方程不仅同时囊括了正常流体和超流体的动力学描述,且作为一套规范不变理论,这套方程既能够计算磁场响应也可以处理光学响应,并且可以用于线性响应和非线性响应的研究。由于规范不变性,规范不变动力学方程得以保证对电磁学性质非常关键的电荷守恒。同时,规范不变动力学方程还能够处理超导体中各样集体激发的电磁响应。此外,得益于等时非平衡格林函数方法,我们在规范不变动力学方程构造了完整的微观散射项,因而可以阐述散射效应的影响。除了恢复出许多文献中众所周知的结果外,我们还揭示出超导体电磁响应中更为丰富的物理。所以,规范不变动力学方程实际上提供了一套有效的方法研究/计算超导体的非平衡动力学行为和电磁响应性质,我们因而展望这套方程能够在超导领域揭示更多的丰富物理。最后,我们探索性地将规范不变动力学方程的方法应用到d-波超导体系Higgs模的研究中,以推导呼吸Higgs模和d-波序参量体系独有的旋转Higgs模能谱的解析表达式,并探讨他们的动力学性质包括光学响应、磁场响应以及最近实验上较为关心的赝能隙相中负的热霍尔信号。本论文内容多为解析研究。为方便阅读,正文中只呈现具体的模型和推导后的结果以及图像性的分析,冗长的推导细节则被置于十个附录中。以下,是具体的章节摘要。引子部分,从第1章到第2章,我们研究了双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋动力学。在第1章中,我们首先介绍了二维材料单双层过渡金属硫属化物,以及这类材料中谷动力学（包括自由载流子的谷霍尔效应,激子的谷极化和去谷极化机制）和自旋电子学（包括自旋的注入和探测、时间域自旋弛豫的主要机制,以及理解空间域自旋扩散的模型）的研究进展。特别地,在双层过渡金属硫属化物中,得益于材料特性,K和K’谷的空穴不仅可以通过自旋-层锁定效应实现自旋在实空间的分离,还可以利用手征光学选择定则激发自旋极化。该二维体系因而为探索自旋动力学提供一个理想的平台,并在自旋电子学领域展现出可能的应用前景。由此,理解这一类材料中空穴自旋的弛豫和扩散行为成为了亟待研究的问题。针对这一问题,在第2章中,我们首先介绍自旋电子学领域中的动力学自旋Bloch方程。动力学自旋Bloch方程,是Wu基于等时非平衡格林函数方法将半导体中的光学Bloch方程推广到自旋空间建立和发展起来的。它不仅包含了微观散射效应,还可以处理多体效应。运用动力学自旋Bloch方程,我们研究了双层过渡金属硫属化物中K和K’谷空穴的自旋动力学。考虑到实验上对空穴浓度的电学调控,我们讨论了门电压诱导的Rashba自旋轨道耦合对自旋弛豫和扩散的影响。相比传统的面内形式,双层过渡金属硫属化物中的Rashba自旋轨道耦合多出一个谷依赖的面外分量,从而提供了一个在K和K’谷方向相反的类Zeeman场,由此造成了丰富的自旋动力学行为。对于自旋弛豫,在谷间空穴-声子散射作用下,类Zeeman场为面内自旋打开了一个谷间弛豫通道,其主导了面内自旋的弛豫。对于面外自旋极化,类Zeeman场会与Hartree-Fock有效磁场叠加,后者在两谷方向相同。由此,K和K’谷呈现出不同的总有效磁场强度,从而导致两谷具有不同的自旋弛豫时间。提高温度/浓度以增强谷间空穴-声子散射能够极大地抑制两谷自旋弛豫时间的不同。有意思的是,在大自旋极化的弛豫过程中,我们发现,两谷中原本相同的空穴浓度随着时间演化发生了破缺,致使体系中诱导出谷极化。根据我们的计算,在自旋极化为60%时,这种非平衡谷极化能够超过1%且能持续数百ps,因而有很大可能被实验观测。双层过渡金属硫属化物中的谷内系统,实际上为Zeeman场存在下的Rashba自旋轨道耦合体系。从微观层面研究这一经典体系的自旋扩散无疑具有重要意义,但文献中鲜有对此的研究报道。我们发现,在单谷中,通过调节该谷的总有效磁场强度,面外自旋的扩散行为可以分为四个区域。在不同的区域,自旋扩散长度展现出不同散射、总有效磁场强度和自旋轨道耦合强度的依赖。由于K和K’谷具有不同的总有效磁场强度,两谷因而展现出不同的自旋扩散长度。增强谷间空穴-声子散射则可以抑制两谷自旋扩散长度的不同。此外,在单边固定的大的面外自旋注入下,我们发现,体系沿着扩散方向会建立起稳态的谷极化,与时间域谷极化的产生机制相同。然而,时间域的谷极化会随着谷内散射的增强而减弱,但空间域产生的谷极化能够通过增加杂质浓度来加强。主体部分,从第3章到第11章,我们进入到超导领域,首先研究了平衡态中平移对称破缺超导体系内的超导电性,之后,我们重点探讨了非平衡动力学中超导体的电磁响应性质。针对平衡态的研究,在第3章中,我们首先介绍了 Cooper对的四种对称性分类:偶频单态、奇频单态、偶频三态和奇频三态,以及在空间均匀体系实现后三类非常规Cooper对所需要的对称性破缺。但体系中非常规Cooper对的存在并不能保证非常规超导序参量的产生,这是因为非常规超导电性的产生往往还对配对势的对称性有特殊的要求。之后,我们介绍了超导体中两点格林函数所满足的基本方程:Gorkov方程。该方程包含了体系中所有的信息,所以可作为研究和计算超导态性质的出发点。运用平衡态Gorkov方程,我们介绍了一些可能实现非常规Cooper对/超导电性的具体材料和体系,包括与铁磁体近邻耦合的常规超导体、非中心反演对称的非常规超导体,具有自旋轨道耦合的常规超导体、目前广受争议的非常规超导体Sr2RuO4,和可能具有p-波吸引势的重费米子超导材料。紧接着,我们介绍了在均匀超导体中利用Zeeman效应自发破缺掉平移对称性（产生出Cooper对质心动量）的可能,即Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）态。但在各向同性体系中,旋转对称性的自发破缺不利于FFLO态对抗杂质缺陷和热力学涨落。为此,文献中指出,在Zeeman效应作用下,利用自旋轨道耦合造成体系的各向异性,能够使Cooper对质心动量以最优化形成来保证FFLO态的稳定,我们综述了文献中对此的理论进展。在第4章中,运用平衡态Gorkov方程,我们研究了平移对称破缺后,非常规Cooper对和序参量的实现。我们首先从对称性的角度,讨论了平移对称破缺后,实现非常规Cooper对的要求。我们发现,与传统的空间均匀体系中的要求相比,原本难以实现的奇频单态Cooper对在平移对称破缺后会固有地存在,并且平移对称破缺后,只需破缺掉自旋旋转对称性即可实现偶频三态和奇频三态Cooper对。由此我们指出,通过将自旋轨道耦合量子阱与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合,所有四种对称性类型的Cooper对均会在量子阱中出现。在此基础上,通过考虑库仑相互作用的自能以及二维体系中不可避免的plasmon效应计算量子阱中的超导序参量,我们展示体系中可以实现全部四种对称性的超导电性。为具体说明这一情况,我们考虑了与处于FFLO相或存在超流的s-波超导体近邻耦合的InSb（110）量子阱,并推导了四种超导序参量的解析表达式。得益于材料特性,我们推得了s-波的偶频单态序参量、p-波的奇频单态序参量、p-波偶频三态的序参量、以及d-波的奇频三态序参量。特别地,在合适浓度下,常规的s波序参量会受到抑制,此时非常规序参量会占据主导,从而利于实验上的探测。在第5章中,我们研究了自旋轨道耦合s-波超导体中的Fulde-Ferrell态。不同于文献中求解多变量极值的全数值理论工作,我们运用平衡态Gorkov方程解析上求解反常格林函数来得到能隙方程,然后,通过求解基态能关于单个参数即Cooper对质心动量的最小值来确定超导态性质,由此可以对超导态的微观性质进行详细讨论。我们发现,在自旋轨道耦合s-波超导体中,外加磁场可以诱导出两种具有Cooper对质心动量的超导相。具体地,在小磁场下,电子能谱的扭曲可以诱导出Cooper对质心动量,但体系中不存在反常关联消失的非配对区。我们将这一超导相称为drift-BCS态。将磁场进一步增大至某一临界点,体系中出现了非配对区,从而落入Fulde-Ferrell态。我们发现,在临界点附近,质心动量会突然增加,并且序参量会急剧减小,表明体系发生了一级相变。此外,我们还发现了由自旋轨道耦合翻转项导致的Pauli极限的增强,以及因此而造成的存在Fulde-Ferrell态磁场区域的扩大。最后,我们还讨论了自旋轨道耦合诱导的三态Cooper对,并展示Cooper对自旋极化在drift-BCS态和Fulde-Ferrell态呈现出完全不同的磁场依赖,从而为实验上区分两种超导相提供了一种可能的方案。从第6章到第11章,我们从非平衡动力学的角度研究了超导体丰富的电磁响应性质。在第6章中,我们首先介绍最早由Nambu提出的超导体规范结构,以及超导态中规范不变与电荷守恒等价的证明。紧接着,我们介绍了超导体中各样的集体激发,包括Nambu-Goldstone模（序参量相位涨落）和相关的Anderson-Higgs机制、Legget t模（两带超导体中两带序参量相位差涨落）、Tc附近的Nambu-Goldstone模:Carlson-Goldman模、Higgs模（序参量模值涨落）,以及Bardasis-Schrieffer模（轨道角动量不同于平衡态序参量的序参量模值涨落）。此外,我们还介绍了超导体中杂质效应对平衡态的影响:Anderson定理。之后,我们综述了超导体对电磁响应特别是对THz光场响应的实验和理论研究进展。具体地,相关的实验进展包括静磁响应中的Meissner效应,早期用于实验分析的宏观Ginzburg-Landau唯象理论、低频光学响应中由唯象二流体模型描述的光电导行为、还有THz频率范围内,反常和正常趋肤区超导体中不同的光吸收行为、非线性光学响应中的Higgs模激发和相关信号相位的π跃变、以及两带超导体内非线性光学响应中的Leggett模激发。在理论方面的综述中,我们指出,一套完整的电磁响应理论上应当满足如下的四个条件:（ⅰ）既能够计算磁场响应也可以处理光学响应,并且可以用于线性响应和非线性响应的研究,即必须完整地囊括由电场E所致和直接由磁矢势A造成的电磁效应;（ⅱ）能够自恰地推导出超导体内各样集体激发的电磁响应;（ⅲ）能够计算不可避免的散射效应;（ⅳ）应当是规范不变的,即满足Nambu提出的超导体规范结构,这点在超导体中尤为重要。然而,相比于超导领域在过去数十年间不断增加的丰富的实验现象,超导体电磁响应的微观理论,尽管在BCS超导电性理论的框架下已经经过了五十多年的发展,但文献中建立起的各样的理论,包括基于Kubo流流关联推出的反常趋肤区的Mattis-Bardeen理论、Anderson赝自旋图景下推出的Liouville和Bloch方程,半经典的准粒子Boltzmann方程、准经典近似框架下使用τ3-格林函数从Gorkov方程中推出的Eilenberger和Usadel方程、Yu和Wu在等时近似下使用τ0-格林函数建立起的规范不变光学Bloch方程,均无法满足上述全部条件,从而存有一定的不足。在第7章中,我们首先采用规范不变光学Bloch方程方法,讨论了手征p-波超导态的反常霍尔效应。我们证明内禀反常霍尔电导因为伽利略不变性为零,而杂质散射可以诱导出非零的外禀反常霍尔电导。与文献中Kubo费曼图方法给出的线性响应的偏转散射通道相比,我们除了为这一通道提供微观动力学描述外,还揭示出一个新的通道:非线性激发导致的低阶Born贡献。因为难以在准经典方法中处理准粒子关联或在Kubo费曼图方法中囊括非线性效应,这一新的通道在文献中被长期忽视掉了,但该通道在弱杂质相互作用体系会主导反常霍尔电导的产生。最后,受实验上在“金属/铁磁体/超导体”结中观测到的序参量和交换场的隧穿效应的启发,我们还讨论了存在空间依赖磁场时的情况,此时空间平移对称即伽利略不变性的破缺使得内禀反常霍尔电导不再为零。在第8章中,我们发展了规范不变光学Bloch方程,使其囊括进完整的电磁效应和超流动力学,由此建立起超导体规范不变动力学方程。从基本物理出发,我们首先证明,规范不变动力学方程满足Nambu规范结构,因而自然地满足电荷守恒。紧接着,通过使用规范不变动力学方程,我们关注静磁响应和低频光学响应中的电流激发。我们指出,只有当电磁场激发出的超流速度υs超过阈值υL=|Δ|/kF时,体系中才会出现正常流体和散射。有意思的是,我们发现超流体和正常流体电流之间存在摩擦。由于这种摩擦,部分超流体具有了黏滞性,由此我们提出了超导体系在υs>υL时的三流体模型:正常流体、有黏滞的超流体和无黏滞的超流体,以此来描述超导态的电磁响应。对于静磁响应,当υs<υL只存在超流体时,我们严格地恢复出了Meissner超流,并且能隙方程在相变温度附近可以严格约化为Ginzburg-Landau方程。当υs>υL时,静磁响应电流由三流体模型描述。特别地,与超流体中直接被磁通激发出Meissner超流不同,正常流体虽然不受磁通驱动,但在上述提到的与超流体电流的摩擦带动下,正常流体中也会诱导出电流。此时,正常流体电流和有黏滞的超流体电流的存在,使得隧穿深度受到了散射的影响。此外,我们还预言了一个同时具有非零能隙和非零电阻的热力学相。对于光学响应,规范不变动力学方程计算出的正常流体电流呈现出Drude模型行为,而超流体电流包括Meissner超流部分和Bogoliubov准粒子流部分。这样,在低温下,我们严格恢复出了文献中的二流体模型。然而,我们展示,超流体和正常流体的电流之间存在摩擦,使得光电导行为由三流体模型描述。在第9章中,我们展示,规范不变动力学方程提供了一套有效的方法,能够不分伯仲地计算超导体集体激发Nambu-Goldstone模和Higgs模的电磁响应。我们讨论了两种集体激发在线性区和二阶区的光学响应。我们发现,Higgs模的线性响应会在长波极限下消失,因此不在光学实验中显现。而Nambu-Goldstone模的线性响应会与长程库仑相互作用耦合,因此会触发Anderson-Higgs机制,使得该激发模原本无能隙的能谱被有效地提高到高能的plasmon频率,从而无法被有效激发,与文献中的结果一致。二阶响应则呈现出完全不同的物理。一方面,在二阶区可以于长波极限下得到Higgs模非零的光学响应,且在2ω=2Δ0时展现出共振行为,与实验发现一致。我们指出,该二阶响应实际上完全归因于驱动效应（光电场驱动效应和磁矢势抗磁效应）而非文献中广泛认定的磁矢势泵浦效应（顺磁效应）。另一方面,我们也发现了 Nambu-Goldstone模非零的二阶光学响应,并且由于电荷守恒,这一响应会与长程库仑相互作用解耦,从而避免掉Anderson-Higgs机制的影响,因而能够保持原本无能隙的能谱,进而可以被有效激发。我们为此还提出了一个基于Josephson结的可能方案用以实验上的探测。在第10章中,通过规范不变动力学方程,我们讨论了散射效应对正常趋肤区超导体THz光学性质的影响。我们考虑了多周期THz光脉冲驱动中线性和非线性响应的情况。我们展示,线性区散射诱导的光吸收σ1s（ω）可以很好地描述实验上在正常趋肤区脏超导样品中观测到的光学特征,包括低温下σ1s（ω）在ω=2|Δ|处的转变和其在ω<2|Δ|频段随频率下降的上升。此外,我们证明,规范不变动力学方程得到的超导态光电导在T>Tc序参量趋于零时可以严格回到了正常金属中Drude模型或传统Boltzmann方程描述的光电导。尽我们所知,由于在超导态中难以自恰计算散射顶角修正的阶梯图,文献中还没有理论可以在超导态光电导计算中,当温度从T<T.变到T>Tc时恢复出正常态的光电导。所以规范不变动力学方程实际上提供了一套有效的办法处理散射效应。在二阶区我们发现,散射效应在Higgs模的光学响应信号中造成一个相移。特别地,该相移在ω=|Δ|处会展现出明显的π跳跃,从而为实验探测提供了一个明显的特征。最后,通过研究光脉冲结束后Higgs模激发的衰减,我们揭示了由弹性散射引发的弛豫机制。在第11章中,我们探索性地将规范不变动力学方程方法应用到d-波超导体系Higgs模的研究中。我们首先推导了呼吸Higgs模和波序参量体系独有的旋转Higgs模能谱的解析表达式,这为实验上寻找共振频率提供了可能的帮助。之后,我们研究了他们的动力学性质。我们发现,呼吸Higgs模在二阶光学响应中可见,且该过程与光场的极化方向无关。旋转Higgs模在光学响应中不活跃,但我们发现了该集体激发对磁场非零的线性响应,由此可以预期通过磁共振实验来探测旋转Higgs模。特别地,我们还发现,电中性的旋转Higgs模,虽然不能在电学测量中显现,但却可以在赝能隙相中产生负的霍尔热导。这一发现极有可能描述实验上最新在铜基超导体重掺杂赝能隙相中观测到的负的热霍尔信号。我们由此推测,实验中在赝能隙相产生负的热霍尔信号的未知电中性元激发,可能为旋转Higgs模。最后,我们在第12章中对本论文的内容进行了总结。
李晓东[10]（2020）在《基于水扩散的定量磁共振成像研究》文中进行了进一步梳理磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）技术是临床应用中不可替代的影像学工具,用于产生MR图像的信号主要来自于氢质子。在生物组织内,水分子是重要的富含氢质子的成像物质。大量水分子在组织微结构中扩散运动,即在细胞内或者细胞外微环境中扩散,也在细胞内外之间进行扩散,后者表现为跨细胞膜水交换。因此,基于水扩散和跨膜水交换的MRI方法将能提供关于活体状态下的组织微结构的重要功能信息。扩散加权成像（diffusion weighted imaging,DWI）技术对水扩散敏感,DWI技术的一个关键特征是通过表观扩散系数（apparent diffusion coefficient,ADC）量化水分子的可移动性。使用DWI技术进行临床疾病诊断时,病变过程通常伴随着ADC参数的变化。科学家们已经提出一些假设解释ADC参数的改变,这些假设包括细胞膜渗透性、细胞内空间的体积分数、细胞外空间的弯曲度以及细胞内空间。然而,尚缺乏实测实验研究定量地评估上述不同的组织微结构特性对ADC测量的影响。针对这一现状,本课题设计了一系列具有可调参数的物理体模执行实验评估。纤维渗透性、纤维内空间的体积分数和聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone,PVP）浓度分别描述细胞膜渗透性、细胞内空间的体积分数和扩散系数。在实验设定的体模参数下,ADC数值范围在0.986μm2/ms到2.097μm2/ms之间。实验中观察到ADC数值随着纤维渗透性的降低（平均孔径从5nm降低到3 nm）、纤维内空间体积分数的增加（从0.297到0.356）以及纤维内空间PVP浓度的增加（从0%到40%w/w）而降低,最高百分比降低分别为5.1%、11.3%和30.0%。结果表明了纤维内体积分数和PVP浓度对ADC作用的相互依赖。这些结果可能预示着细胞内体积分数和细胞内扩散系数对ADC测量的组合效应不可被忽视。在传统DWI序列的基础上,本课题开发并实现了用于对跨膜水交换进行成像的过滤交换成像（filter exchange imaging,FEXI）方法,该方法通过表观交换速率（apparent exchange rate,AXR）量化水交换效应。此外,我们提出将双重聚自旋回波（twice-refocused spin echo,TRSE）梯度设计方案加入FEXI序列,用于补偿涡流效应。本课题开发的FEXI方法实现了对水交换速率的准确测量,加入涡流补偿方案后,测量精确性进一步提高。
二、The measuring method of early lateral energy fraction in the scale model experiments（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、The measuring method of early lateral energy fraction in the scale model experiments（论文提纲范文）
（1）低温冷凝界面演化规律与传热强化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 竖直平板膜状冷凝的经典Nusselt理论 |
| 1.3 冷凝波动液膜的研究现状 |
| 1.3.1 波动液膜冷凝的理论研究 |
| 1.3.2 波动液膜冷凝的实验研究 |
| 1.4 微结构表面冷凝的研究现状 |
| 1.4.1 微结构表面冷凝的理论研究 |
| 1.4.2 微结构表面冷凝的实验研究 |
| 1.5 混合蒸气冷凝的研究现状 |
| 1.5.1 混合蒸气冷凝的理论研究 |
| 1.5.2 混合蒸气冷凝的实验研究 |
| 1.6 液氮温区低温冷凝传热强化的关键科学问题 |
| 1.7 本文主要工作 |
| 2 低温冷凝可视化实验装置 |
| 2.1 实验系统介绍 |
| 2.2 测量设备与误差分析 |
| 2.2.1 设备参数 |
| 2.2.2 不确定度分析 |
| 2.3 热平衡分析和实验检验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 冷凝波动液膜界面转变规律与传热强化研究 |
| 3.1 界面波动理论 |
| 3.2 冷凝波动液膜传热强化的数值模拟 |
| 3.2.1 基于VOF的纯质冷凝模型 |
| 3.2.1.1 物理模型 |
| 3.2.1.2 VOF模型 |
| 3.2.1.3 湍流模型 |
| 3.2.1.4 模型验证 |
| 3.2.2 冷凝波动液膜的流动特性分析 |
| 3.2.2.1 液膜的流型演变 |
| 3.2.2.2 波动液膜的概率密度分布 |
| 3.2.2.3 波动液膜孤立波的特性 |
| 3.2.3 冷凝波动液膜的传热强化分析 |
| 3.2.3.1 冷凝波动液膜内部传热 |
| 3.2.3.2 局部传热系数的时域分析 |
| 3.2.3.3 局部传热系数的频域分析 |
| 3.3 波动层流区氮蒸汽冷凝的实验研究 |
| 3.3.1 氮蒸汽冷凝液膜流动可视化 |
| 3.3.2 氮蒸汽冷凝的传热性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微结构表面冷凝液膜横向迁移与传热强化研究 |
| 4.1 微结构表面冷凝的三维模拟 |
| 4.1.1 微肋表面冷凝三维模型的建立与验证 |
| 4.1.1.1 模型建立 |
| 4.1.1.2 模型验证 |
| 4.1.2 曲面上液膜的内部流场分析 |
| 4.1.3 曲面结构参数的影响分析 |
| 4.1.3.1 微肋间距的影响 |
| 4.1.3.2 微肋高度的影响 |
| 4.2 微结构表面冷凝的实验研究 |
| 4.2.1 微结构表面设计 |
| 4.2.2 微结构表面的液膜流动特征 |
| 4.2.3 微结构表面的传热性能 |
| 4.2.4 新的几何强化因子关联式 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 低温混合物冷凝气液界面传热传质机理研究 |
| 5.1 低温混合物冷凝过程的热质比拟理论 |
| 5.2 氮氖混合物冷凝过程的数值模拟 |
| 5.2.1 混合物冷凝修正模型 |
| 5.2.1.1 模型建立 |
| 5.2.1.2 模型验证 |
| 5.2.2 影响混合蒸气冷凝气液区域相变的主要因素 |
| 5.2.2.1 冷凝温差的影响 |
| 5.2.2.2 氖气浓度的影响 |
| 5.2.2.3 蒸气流速的影响 |
| 5.3 氮氖混合物冷凝的实验研究 |
| 5.3.1 氮氖混合蒸气体积分数标准曲线测定 |
| 5.3.2 混合物冷凝液膜流动可视化 |
| 5.3.3 氮氖混合物传热性能的影响因素 |
| 5.3.4 氮氖混合物冷凝传热关联式 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间主要成果 |
| 致谢 |
（2）铁基超导体中新奇电子态的核磁共振（NMR）研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 关联金属与铁基超导体 |
| 1.1 关联金属 |
| 1.1.1 从自由电子气到关联金属(“适度的自由更有趣”) |
| 1.1.2 从局域自旋链到关联金属(“让电子动,情况会很不一样”) |
| 1.1.3 局域轨道构型所扮演的作用以及自旋-轨道耦合效应 |
| 1.2 铁基超导体 |
| 1.2.1 铁基超导体的晶体结构,电子结构及相图演化 |
| 1.2.2 铁基超导体中电子系统物理性质的实验证据及指示 |
| 1.2.3 铁基超导体的超导特性 |
| 1.2.4 铁基超导体的理论模型 |
| 1.2.5 铁基超导体中悬而未决的问题及可能的研究方向 |
| 第2章 核磁偶/电四极矩共振的基本原理,实验方法及对关联金属体系的探测 |
| 2.1 核磁共振的基本原理 |
| 2.1.1 原子核的低能自由度与晶体中的核自旋系统(“来自原子核的信使”) |
| 2.1.2 原子核与电子的超精细相互作用(“核自旋与电子共舞”) |
| 2.1.3 空间结构因子与三大时间尺度(“核自旋眼中电子的远近动静”) |
| 2.2 核磁共振实验平台与脉冲核磁共振实验技术 |
| 2.2.1 低温核磁共振实验平台 |
| 2.2.2 脉冲核磁共振实验技术 |
| 2.2.3 实验装置,实验设置及测量方法 |
| 2.3 NMR/NQR对关联金属体系电子性质的探测 |
| 2.3.1 NMR/NQR对电子序的测量 |
| 2.3.2 NMR/NQR对低能涨落(电子结构不稳定性及态密度)的测量 |
| 2.3.3 NMR/NQR对非常规超导态的表征 |
| 第3章 铁基超导体FeSe中自旋-轨道交织的电子向列序 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 3.2.2 NMR测量装置,设置及流程 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 ~(57)Fe的奈特位移的各向异性:轨道依赖的自旋磁化率 |
| 3.3.2 超越平庸铁磁轨道序的轨道重构 |
| 3.3.3 自旋空间各向异性的证据:均匀自旋磁化率 |
| 3.3.4 自旋空间各向异性证据:动态自旋磁化率 |
| 3.3.5 相关实验结果的分析细节 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 结论及本章小结 |
| 第4章 静水压下FeSe中电子向列序的演化及磁有序预相变(短程磁有序) |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 4.2.2 高压NMR测量装置,设置及流程 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 电子向列序随静水压的演化 |
| 4.3.2 ~(57)Fe位NMR谱线的各向异性及磁有序预相变 |
| 4.3.3 超导转变随压力的演化及其与磁有序的关系 |
| 4.3.4 FeSe低温低能磁涨落的多起源特征 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 结论及本章小结 |
| 第5章 块体FeSe超导态Knight位移的下降及磁通晶格相中的反常束缚态 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 5.2.2 NMR测量装置,设置及流程 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.3.1 FeSe超导态Knight位移的本征下降 |
| 5.3.2 FeSe超导态磁通晶格中的反常束缚态 |
| 5.3.3 超导态复杂的RF加热效应 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 结论及本章小结 |
| 第6章 复杂异质结构铁基超导体Ba_2Ti_2Fe_2As_4O中分层的2D轨道玻璃态及自旋玻璃态 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 6.2.2 NMR测量装置,设置及基本的数据分析方法 |
| 6.3 研究背景 |
| 6.4 不同层物理性质的NMR表征-As_1,As_2的确认 |
| 6.5 [Ti_2As_2O]层中的二维轨道玻璃态 |
| 6.5.1 二维(2D)轨道玻璃态的揭示 |
| 6.5.2 二维(2D)轨道玻璃态随温度的演化 |
| 6.5.3 二维(2D)轨道玻璃态可能的涨落形式 |
| 6.6 [Fe_2As_2]层中的自旋玻璃态 |
| 6.6.1 短程或非公度磁有序转变的揭示及其与超导态的共存 |
| 6.6.2 自掺杂及晶格参数变化导致的量子临界行为 |
| 6.7 相关分析的细节及补充材料 |
| 6.7.1 NMR测量条件下的超导转变 |
| 6.7.2 高低温NMR谱线的特征及本征Knight位移的提取 |
| 6.7.3 As_1位置EFG参数随温度的演化及谱线拟合的细节 |
| 6.7.4 非公度电荷密度波/电荷序(ICDW/ICO)的排除 |
| 6.7.5 局域轨道“晃动”模型对As_1位置1/T_1的解释[548,570-571] |
| 6.8 讨论 |
| 6.9 结论及本章小结 |
| 第7章 重空穴掺杂铁基超导体CsFe_2As_2及系列低Tc-FeSe单晶的NMR表征 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方法 |
| 7.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 7.2.2 NMR测量装置,设置及流程 |
| 7.3 系列低Tc-FeSe单晶的NMR表征 |
| 7.3.1 离子交换法合成的FeSe单晶的NMR表征 |
| 7.3.2 不同Fe,Se比例FeSe单晶的对比研究 |
| 7.4 CsFe_2As_2中轨道选择的关联及可能的向列序 |
| 7.4.1 ~(57)Fe位Knight位移各向异性:轨道选择的Mott转变及电子态渡越 |
| 7.4.2 ~(57)Fe位NMR谱线展宽的各向异性:可能的电子向列序证据或短程磁有序 |
| 7.4.3 CsFe_2As_2中低能自旋涨落的特征 |
| 7.5 结论及本章小结 |
| 第8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研究成果 |
（3）三维石墨烯网络材料的结构特征和力学行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 石墨烯及其三维网络结构的研究现状 |
| 1.2.1 石墨烯的性质 |
| 1.2.2 石墨烯组装泡沫材料 |
| 1.2.3 无序石墨烯网络结构材料 |
| 1.2.4 有序石墨烯网络结构材料 |
| 1.2.5 石墨烯网络结构材料的力学性能 |
| 1.3 本文研究的问题 |
| 1.4 本文各章内容 |
| 第2章 研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子动力学模拟方法简介 |
| 2.2.1 基本概念 |
| 2.2.2 模拟过程 |
| 2.3 本文使用的作用势场 |
| 2.3.1 EDIP势场 |
| 2.3.2 AIREBO势场 |
| 2.4 后处理表征方法 |
| 2.4.1 原子应变的计算 |
| 2.4.2 碳环的表征与统计 |
| 2.4.3 孔隙特征表征方法 |
| 第3章 无序石墨烯网络结构的形貌与孔隙 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 建模与表征方法 |
| 3.2.1 建模方法 |
| 3.2.2 结构表征方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 DGN形成过程的微结构与孔隙演化 |
| 3.3.2 DGN的形貌特征 |
| 3.3.3 密度对结构及孔隙的影响 |
| 3.3.4 反应温度对结构和孔隙的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 无序石墨烯网络结构的力学行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与模拟方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 DGN的模量与泊松比 |
| 4.3.2 DGN的拉伸力学性质 |
| 4.3.3 DGN的拉伸变形 |
| 4.3.4 DGN的压缩变形 |
| 4.3.5 DGN的剪切变形 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 层柱状石墨烯/碳纳米管网络结构的力学行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型构建与模拟方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 层柱状石墨烯/碳纳米管网络结构的线弹性力学性质 |
| 5.3.2 层柱状石墨烯/碳纳米管网络结构的离面压缩响应 |
| 5.3.3 层柱状石墨烯/碳纳米管网络结构的离面拉伸响应 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 1 石墨烯包裹海绵清理石油的传热分析 |
| 2 石墨烯/碳化硅复合材料的裂纹桥接增韧机制 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
（4）隧道多火源火灾特性及竖井自然排烟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 隧道火灾危害 |
| 1.1.2 隧道通风排烟方式 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道单火源火灾研究现状 |
| 1.2.2 隧道火灾蔓延和多火源火灾研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本文章节安排 |
| 参考文献 |
| 第2章 相似理论和数值模拟方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相似理论 |
| 2.2.1 压力模拟法 |
| 2.2.2 介质类比模拟法 |
| 2.2.3 Froude模拟法 |
| 2.3 数值模拟方法 |
| 2.3.1 数值模拟模型 |
| 2.3.2 FDS数值模拟软件 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 自然通风隧道对称多火源火羽流行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验设计 |
| 3.3 自然通风隧道内对称多火源火焰倾斜角度 |
| 3.3.1 对称多火源火焰形态与火焰融合 |
| 3.3.2 对称多火源火焰倾斜角度 |
| 3.4 自然通风隧道对称多火源火焰高度 |
| 3.4.1 对称双火源火焰高度 |
| 3.4.2 对称三火源火焰高度 |
| 3.5 自然通风隧道对称多火源顶棚下方最高烟气温度 |
| 3.5.1 近火源处温度分布特征 |
| 3.5.2 顶棚下方最高烟气温度预测模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 本章符号 |
| 参考文献 |
| 第4章 纵向通风隧道内火灾蔓延及多火源火灾特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设计 |
| 4.3 纵向通风隧道多火源火灾蔓延特性 |
| 4.3.1 纵向通风隧道火灾蔓延速度 |
| 4.3.2 纵向通风隧道内截面平均温度计算模型及临界火灾蔓延判据 |
| 4.3.3 纵向通风隧道内临界火灾蔓延距离 |
| 4.4 纵向通风隧道内多火源充分发展后火灾特点 |
| 4.5 本章小结 |
| 本章符号 |
| 希腊字符 |
| 参考文献 |
| 第5章 随道多火源场景竖并自然排烟特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 FDS数值模拟相关参数设置 |
| 5.2.1 隧道物理模型 |
| 5.2.2 火灾场景设置 |
| 5.2.3 网格尺寸选取 |
| 5.2.4 数值模拟结果验证 |
| 5.3. 烟气层高度 |
| 5.3.1 火源间距和火源数量对烟气层高度的影响 |
| 5.3.2 火源位置和竖井间距对烟气层高度的影响 |
| 5.4 顶棚烟气温度与临界距离 |
| 5.4.1 火源数量和火源间距对临界距离的影响 |
| 5.4.2 火源位置和竖井间距对临界距离的影响 |
| 5.5 火灾烟气蔓延长度 |
| 5.5.1 火源数量和火源间距对烟气蔓延长度的影响 |
| 5.5.2 火源位置和竖井间距的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 本章符号 |
| 希腊符号 |
| 参考文献 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 附录A |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）中学生概率概念学习进阶的构建问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 一、研究背景 |
| 二、研究问题 |
| 三、研究意义 |
| 第二章 研究基础 |
| 一、知识背景 |
| 二、认知发展理论 |
| 三、学习进阶理论 |
| 四、认知诊断理论 |
| 第三章 文献综述 |
| 一、学生对概率概念理解的研究 |
| 二、学习进阶的相关研究 |
| 三、基于认知诊断理论的相关研究 |
| 四、文献述评小节 |
| 第四章 研究设计 |
| 一、总体研究目标与框架 |
| 二、概率概念假设性学习进阶的构建 |
| 三、概率概念学习进阶的检验与修订 |
| 四、中学生概率概念学习表现的诊断评估 |
| 第五章 概率概念假设性学习进阶的构建 |
| 一、假设性学习进阶的理论依据 |
| 二、属性的提取 |
| 三、属性间层级关系的建立 |
| 四、概率概念假设性学习进阶的构建 |
| 第六章 概率概念学习进阶的检验与修订 |
| 一、概率概念认知诊断测验Q矩阵的确定 |
| 二、概率概念认知诊断测验的编制 |
| 三、概率概念假设性学习进阶的检验与修订 |
| 第七章 中学生概率概念学习表现的诊断评估 |
| 一、中学生概率概念的学习进阶水平 |
| 二、中学生概率概念的认知结构 |
| 三、中学生概率概念的多元化学习路径 |
| 第八章 综合讨论 |
| 一、基于认知诊断理论构建概率概念的学习进阶 |
| 二、应用学习进阶评估学生概率概念的学习表现 |
| 第九章 研究结论与建议 |
| 一、主要研究结论 |
| 二、研究建议 |
| 三、研究不足及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一 数学课程标准中的概率内容课程目标 |
| 附录二 理想掌握模式和理想反应模式之间的相互对应 |
| 附录三 概率概念的认知诊断测验(修订版) |
| 后记 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（6）合金凝固组织大尺度定量相场模拟与原位观察（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 枝晶生长实验观察 |
| 1.3 枝晶生长解析理论 |
| 1.3.1 枝晶生长中的热溶质传输 |
| 1.3.2 稳态枝晶生长理论 |
| 1.4 枝晶生长数值模拟 |
| 1.4.1 相场法理论基础 |
| 1.4.2 枝晶生长相场模拟 |
| 1.5 本文研究的目的、意义和主要内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 大尺度多晶定量相场模拟快速计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大尺度多晶相场模拟快速计算模型及数值计算方法 |
| 2.2.1 相场模型的数学非线性预条件处理 |
| 2.2.2 多晶凝固过程中的晶界能与晶粒取向计算 |
| 2.2.3 数值计算方法 |
| 2.2.4 数值模拟测试 |
| 2.3 Al-Cu合金多晶凝固大尺度定量相场模拟 |
| 2.3.1 模型描述及数值计算 |
| 2.3.2 模拟结果分析与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 2D和3D相场模拟定量对比 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型描述及数值计算方法 |
| 3.2.1 耦合液体流动的二元合金凝固定量相场模型 |
| 3.2.2 界面层宽度W_0的收敛性测试 |
| 3.2.3 数值计算方法 |
| 3.3 模拟结果分析与讨论 |
| 3.3.1 模拟结果后处理 |
| 3.3.2 模拟结果与经典晶体生长理论对比 |
| 3.3.3 等轴晶形貌和液体流动 |
| 3.3.4 溶质成分 |
| 3.3.5 尖端生长速率和半径 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 二元合金凝固过程微观偏析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型描述及数值计算方法 |
| 4.3 二元合金凝固过程微观偏析动力学 |
| 4.3.1 晶粒细化对微观偏析的影响 |
| 4.3.2 冷速对微观偏析的影响 |
| 4.3.3 固相背扩散对微观偏析的影响 |
| 4.4 二元合金凝固微观偏析新模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 等轴晶生长动力学及形核过冷度确定新方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型描述及数值计算方法 |
| 5.3 合金等轴晶生长动力学 |
| 5.3.1 Al-Cu合金等轴晶生长3D定量相场模拟 |
| 5.3.2 形核控制生长阶段的原位观察验证 |
| 5.4 合金凝固形核过冷度确定方法 |
| 5.4.1 形核控制生长阶段特征值与形核过冷度的关系 |
| 5.4.2 Al-Cu合金凝固大尺度定量相场模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
| 作者简介 |
（7）考虑金属横向流动和应力松弛的热连轧板形建模与工业应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 研究背景及意义 |
| 2.2 带钢热轧变形及板形概述 |
| 2.2.1 带钢热轧变形概述 |
| 2.2.2 带钢板形概述 |
| 2.3 金属横向流动 |
| 2.3.1 金属塑性流动概述 |
| 2.3.2 金属横向流动研究现状 |
| 2.3.3 金属横向流动的表征与测量 |
| 2.4 集成计算模型 |
| 2.4.1 流变应力模型研究现状 |
| 2.4.2 温度场模型概述 |
| 2.4.3 带钢轧制变形模型研究现状 |
| 2.5 残余应力松弛效应 |
| 2.5.1 基于热力学的材料行为描述研究现状 |
| 2.5.2 应力松弛动力学模型概述 |
| 2.5.3 机架间残余应力松弛效应研究现状 |
| 2.6 论文的研究内容 |
| 3 金属横向流动对残余应力分布的作用机理 |
| 3.1 理论基础 |
| 3.1.1 残余应力计算模型的建立 |
| 3.1.2 前屈曲模型的建立 |
| 3.2 带钢热轧的数值实验 |
| 3.2.1 有限元模型的建立 |
| 3.2.2 有限元模型验证 |
| 3.2.3 数值实验工况设定和数据处理 |
| 3.3 轧制实验 |
| 3.3.1 轧制试样的加工 |
| 3.3.2 试样的轧制与测量 |
| 3.4 结果讨论 |
| 3.4.1 金属横向流动对残余应力的影响 |
| 3.4.2 金属横向流动对残余应力的调节机制 |
| 3.4.3 厚度与宽度变化对横向流动及残余应力的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 带钢轧制高效集成计算模型 |
| 4.1 热变形过程中HSLA钢流变应力的物理建模 |
| 4.1.1 平均位错密度演变的计算 |
| 4.1.2 流变应力的计算 |
| 4.1.3 高温压缩实验 |
| 4.1.4 基于遗传算法的模型参数优化 |
| 4.1.5 模型的精度评估 |
| 4.2 基于显隐交替差分的带钢温度场计算 |
| 4.2.1 温度场数值求解 |
| 4.2.2 物理参数的设定 |
| 4.2.3 边界条件的设定 |
| 4.3 基于差分-矩阵迭代的带钢轧制快速计算模型 |
| 4.3.1 模型的假设 |
| 4.3.2 核心方程的建立 |
| 4.3.3 核心方程的线性化 |
| 4.3.4 模型的边界条件及求解 |
| 4.3.5 模型验证 |
| 4.4 集成计算模型的建立 |
| 4.4.1 子模型的参数传递 |
| 4.4.2 子模型的耦合求解 |
| 4.4.3 子模型耦合方式的选择 |
| 4.4.4 模型验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 机架间微观组织演变对残余应力的松弛效应 |
| 5.1 应变诱导析出 |
| 5.1.1 析出动力学模型的建立 |
| 5.1.2 析出粒子分布及对亚晶界的平均钉扎能 |
| 5.2 应力松弛动力学模型 |
| 5.2.1 静态回复系数的计算 |
| 5.2.2 位错统计熵的计算 |
| 5.2.3 再结晶系数的计算 |
| 5.2.4 能垒Q_(RX)的计算 |
| 5.2.5 临界亚晶尺寸和形核孕育期的计算 |
| 5.3 应力松弛动力学模型的精度评估 |
| 5.3.1 应力松弛实验描述 |
| 5.3.2 应力松弛动力学模型参数 |
| 5.3.3 模型结果与实验结果的比较 |
| 5.4 机架间带钢残余应力演变模型 |
| 5.5 残余应力松弛效应的影响因素分析 |
| 5.5.1 应力松弛系数的定义 |
| 5.5.2 横向温差和平均温度波动的影响 |
| 5.5.3 Nb元素含量的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于横向流动和应力松弛的板形预设定模型及工业应用 |
| 6.1 精轧板形控制系统及板形预设定模型 |
| 6.1.1 精轧板形控制系统 |
| 6.1.2 板形预设定模型 |
| 6.2 基于金属横向流动和应力松弛的板形模型 |
| 6.2.1 辊系模型的建立 |
| 6.2.2 带钢模型的建立 |
| 6.3 基于残余应力影响因子的板形预设定策略 |
| 6.3.1 残余应力影响因子的定义 |
| 6.3.2 基于残余应力影响因子的比例凸度分配 |
| 6.3.3 板形调控参数的设定计算 |
| 6.4 板形预设定模型的工业现场应用 |
| 6.4.1 应用生产线概况 |
| 6.4.2 产线板形问题描述 |
| 6.4.3 板形预设定模型的工业实验 |
| 6.4.4 板形预设定模型的工业应用效果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）尾砂管道絮凝行为演化及其高浓度排放性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 文献综述 |
| 1.3.1 管道絮凝技术发展历程 |
| 1.3.2 尾砂絮凝原理及剪切作用的影响 |
| 1.3.3 絮体行为及管道絮凝理论研究 |
| 1.3.4 尾砂高浓度排放性能及其预测模型 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 絮凝剂筛选及两步骤絮凝实验条件优化 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 单一絮凝剂筛选实验 |
| 2.2.1 实验过程 |
| 2.2.2 沉降曲线分析 |
| 2.2.3 底流浓度和上清液浊度分析 |
| 2.3 絮凝剂组合筛选实验 |
| 2.3.1 实验过程 |
| 2.3.2 底流浓度和清液浊度分析 |
| 2.4 两步骤絮凝条件优化实验 |
| 2.4.1 实验设计 |
| 2.4.2 实验结果 |
| 2.4.3 各因素交互作用分析 |
| 2.4.4 两步骤絮凝最优实验条件 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 管道絮凝对尾砂高浓度排放性能的影响研究 |
| 3.1 管道絮凝过程的不同阶段 |
| 3.2 管道絮凝过程的实验装置 |
| 3.2.1 相似模拟原理 |
| 3.2.2 实验装置设计 |
| 3.3 管道絮凝过程的实验方案 |
| 3.3.1 絮凝动力学理论基础 |
| 3.3.2 实验方案及过程 |
| 3.4 不同阶段对尾砂高浓度排放性能的影响 |
| 3.4.1 剪切作用参数的获取 |
| 3.4.2 初次絮体破坏阶段的剪切作用影响 |
| 3.4.3 二次絮凝再生阶段的剪切作用影响 |
| 3.5 管道絮凝过程分析 |
| 3.5.1 初次絮体破坏阶段分析 |
| 3.5.2 二次絮体再生阶段分析 |
| 3.5.3 尾砂沉积脱水阶段分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 初次絮体特性及其剪切破坏行为分析 |
| 4.1 初次絮体尺寸与絮体强度因子 |
| 4.1.1 初次絮体尺寸 |
| 4.1.2 初次絮体强度因子 |
| 4.2 初次絮体微观结构与其分形维数 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 初次絮网结构图像分析结果 |
| 4.3 初次絮凝浆体Zeta电位 |
| 4.4 初次絮体剪切破坏行为分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 二次絮体特性及其剪切再生行为分析 |
| 5.1 二次絮体尺寸与再生因子 |
| 5.1.1 二次絮体尺寸 |
| 5.1.2 二次絮体再生因子 |
| 5.2 二次絮体微观结构与其分形维数 |
| 5.2.1 实验方法 |
| 5.2.2 二次絮网结构图像分析结果 |
| 5.3 二次絮凝浆体Zeta电位 |
| 5.4 二次絮体剪切再生行为分析 |
| 5.5 剪切破坏-促凝协同作用假说 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 尾砂高浓度排放性能理论预测模型 |
| 6.1 剪切比例系数的提出 |
| 6.1.1 极限浓度的计算结果 |
| 6.1.2 基于剪切比例系数的极限浓度模型 |
| 6.2 基于剪切比例系数的高浓度尾砂屈服应力模型 |
| 6.3 基于剪切比例系数的高浓度尾砂塑性粘度模型 |
| 6.4 基于剪切比例系数的高浓度尾砂早期沉积坡度模型 |
| 6.5 尾砂高浓度排放性能预测模型综合分析 |
| 6.5.1 剪切比例系数的关键节点 |
| 6.5.2 尾砂高浓度排放性能变化规律分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 某尾矿库管道絮凝系统设计 |
| 7.1 美国铝业瓦格鲁普尾砂堆存系统 |
| 7.1.1 工程概况 |
| 7.1.2 原有工艺流程及存在问题 |
| 7.2 管道絮凝系统设计 |
| 7.2.1 设计依据 |
| 7.2.2 管道絮凝工艺流程 |
| 7.2.3 剪切作用参数调控 |
| 7.3 尾砂高浓度排放性能的试验效果 |
| 7.3.1 尾砂高浓度排放性能预测 |
| 7.3.2 尾砂高浓度排放性能实测及对比 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）非平衡动力学：从二维材料自旋动力学到超导体的电磁响应（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 引子 |
| 第一章 二维材料过渡金属硫属化物介绍 |
| 1.1 单层过渡金属硫属化物介绍 |
| 1.1.1 哈密顿量 |
| 1.1.2 谷动力学 |
| 1.2 双层过渡金属硫属化物 |
| 1.2.1 哈密顿量 |
| 1.2.2 自旋-层锁定效应 |
| 1.2.3 双层异质结 |
| 1.3 单双层过渡金属硫属化物中的自旋电子学 |
| 1.3.1 自旋极化的产生和探测 |
| 1.3.2 自旋极化的弛豫及稳态扩散 |
| 第二章 双层过渡金属硫属化物中的自旋动力学 |
| 2.1 动力学自旋Bloch方程 |
| 2.2 双层Rashba自旋轨道耦合 |
| 2.3 双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋弛豫 |
| 2.3.1 Zeeman场对自旋弛豫的影响 |
| 2.3.2 模型 |
| 2.3.3 数值结果:自旋弛豫 |
| 2.3.4 数值结果:谷极化的产生 |
| 2.3.5 小结 |
| 2.4 双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋扩散 |
| 2.4.1 修正的漂移-扩散模型 |
| 2.4.2 模型 |
| 2.4.3 解析结果:Zeeman场存在下自旋轨道耦合体系中的自旋扩散 |
| 2.4.4 数值结果:自旋扩散 |
| 2.4.5 解析/数值结果:稳态谷极化的产生 |
| 2.4.6 小结 |
| 第三章 超导电性对称性分类介绍 |
| 3.1 平移对称超导体中Cooper对的分类 |
| 3.2 Gorkov方程 |
| 3.3 非常规超导电性 |
| 3.3.1 与铁磁体近邻耦合的常规超导体 |
| 3.3.2 非中心反演对称的非常规超导体 |
| 3.3.3 具有自旋轨道耦合的常规s-波超导体 |
| 3.3.4 争议的非常规超导体Sr_2RuO_4 |
| 3.3.5 可能具有p-波吸引势的重费米超导材料 |
| 3.4 平移对称破缺的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchimnikov态 |
| 3.4.1 各向同性体系 |
| 3.4.2 各向异性体系 |
| 第四章 与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合的InSb(110)量子阱中的超导电性 |
| 4.1 平移对称破缺超导体中非常规Cooper对的实现 |
| 4.2 与超导体近邻耦合的量子阱 |
| 4.2.1 隧穿近邻效应的理论模型 |
| 4.2.2 实验进展 |
| 4.2.3 诱导出单个质心动量q的可能方法 |
| 4.3 模型和哈密顿量 |
| 4.4 解析分析 |
| 4.4.1 库仑重整的特性 |
| 4.4.2 平移对称破缺超导态InSb(110)量子阱 |
| 4.5 数值结果 |
| 4.5.1 偶频单态 |
| 4.5.2 奇频单态 |
| 4.5.3 偶频三态 |
| 4.5.4 奇频三态 |
| 4.5.5 四种序参量的分离 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 自旋轨道耦合s-波超导体中的Fulde-Ferrell态 |
| 5.1 Cooper对自旋极化 |
| 5.1.1 Cooper对自旋极化的可能实现 |
| 5.1.2 磁电Andreev效应 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.2.1 哈密顿量和能隙方程 |
| 5.2.2 基态能 |
| 5.3 数值结果 |
| 5.3.1 确定的Cooper对质心动量方向 |
| 5.3.2 相图 |
| 5.3.3 三态Cooper对和其自旋极化 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 超导体中集体激发及超导电性对电磁场响应的研究进展 |
| 6.1 超导体中的规范变换和电荷守恒 |
| 6.2 超导体中的集体激发 |
| 6.2.1 Namnbu-Goldstone模 |
| 6.2.2 Anderson-Higgs机制 |
| 6.2.3 Leggett模 |
| 6.2.4 T_c附近的Nambu-Goldstone模: Carlson-Goldman模 |
| 6.2.5 Higgs模 |
| 6.2.6 Bardasis-Schrieffer模 |
| 6.3 超导体中杂质效应对平衡态的影响: Anderson定理 |
| 6.4 超导体对电磁场响应的实验进展 |
| 6.4.1 静磁响应: Meissner效应 |
| 6.4.2 低频段的光电导: 二流体模型 |
| 6.4.3 THz频段的线性光学响应: 反常和正常趋肤区 |
| 6.4.4 THz频段的非线性光学响应: Higgs模的激发 |
| 6.4.5 THz频段的非线性光学响应: 信号相位的π跃变 |
| 6.4.6 THz频段的非线性光学响应: Leggett模的激发 |
| 6.5 超导体对电磁场响应的理论进展 |
| 6.5.1 Mattis-Bardeen理论 |
| 6.5.2 Liouville和Bloch方程 |
| 6.5.3 半经典的Boltzrmann方程 |
| 6.5.4 Gorkov方程 |
| 6.5.5 Eilenberger方程 |
| 6.5.6 Usadel方程 |
| 6.5.7 规范不变光学Bloch方程 |
| 第七章 规范不变光学Bloch方程: 手征p-波超导体中的反常霍尔效应 |
| 7.1 文献中的理论进展 |
| 7.1.1 Kubo费曼图方法 |
| 7.1.2 半经典的准粒子Boltzmann方程 |
| 7.2 模型 |
| 7.2.1 哈密顿量 |
| 7.2.2 规范不变光学Bloch方程 |
| 7.2.3 散射项及散射T-矩阵 |
| 7.3 解析分析 |
| 7.3.1 内禀反常霍尔电导 |
| 7.3.2 Berry曲率 |
| 7.3.3 杂质散射导致的外禀反常霍尔电导 |
| 7.4 数值结果 |
| 7.4.1 强杂质相互作用 |
| 7.4.2 弱杂质相互作用 |
| 7.4.3 反常霍尔电导的杂质强度依赖 |
| 7.4.4 横向锥形磁矩引入的内禀通道 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 规范不变动力学方程:超导体中的三流体模型 |
| 8.1 规范不变动力学方程 |
| 8.1.1 规范不变动力学方程的建立 |
| 8.1.2 电荷守恒 |
| 8.1.3 散射项推导 |
| 8.2 三流体模型: 物理图像 |
| 8.3 解析结果: 静磁响应 |
| 8.3.1 响应电流 |
| 8.3.2 序参量性质 |
| 8.3.3 同时具有非零电阻和非零超导能隙的相 |
| 8.4 解析结果: 光学响应 |
| 8.4.1 光电导 |
| 8.5 小结 |
| 第九章 规范不变动力学方程: 集体激发的光学响应 |
| 9.1 模型 |
| 9.1.1 规范不变动力学方程 |
| 9.1.2 解析求解: 响应理论 |
| 9.2 解析结果: 线性响应 |
| 9.2.1 Nambu-Goldstone模 |
| 9.2.2 Hartree场的影响: Anderson-Higgs机制 |
| 9.2.3 Higgs模 |
| 9.3 解析结果: 二阶响应 |
| 9.3.1 Nambu-Goldstone模 |
| 9.3.2 Higgs模 |
| 9.3.3 对相位涨落可能的探测方案 |
| 9.4 小结 |
| 第十章 规范不变动力学方程: 散射对超导体光学响应的影响 |
| 10.1 模型 |
| 10.1.1 简化的规范不变动力学方程 |
| 10.1.2 微观散射 |
| 10.1.3 光脉冲的两种极端情况 |
| 10.2 受迫振荡 |
| 10.2.1 线性响应: 光电导 |
| 10.2.2 二阶响应: Higgs模激发 |
| 10.3 自由衰减 |
| 10.3.1 Anderson赝自旋图景下的简化模型 |
| 10.3.2 Higgs模的衰减 |
| 10.4 小结 |
| 第十一章 规范不变动力学方程: d-波超导体中的Higgs模 |
| 11.1 赝能隙(pseudogap)相和预生成的Cooper对 |
| 11.2 铜基超导体中最近的实验进展 |
| 11.2.1 旋转对称性的自发破缺现象 |
| 11.2.2 赝能隙相中来自未知电中性元激发的热霍尔效应 |
| 11.3 d-波超导体中Higgs模的理论进展 |
| 11.4 模型 |
| 11.4.1 哈密顿量 |
| 11.4.2 规范不变动力学方程方法 |
| 11.4.3 Higgs模的计算 |
| 11.5 解析结果 |
| 11.5.1 呼吸Higgs模 |
| 11.5.2 旋转Higgs模 |
| 11.6 小结 |
| 未济 |
| 第十二章 总结 |
| 附录A 双层过渡金属硫属化物中空穴自旋弛豫的一些补充说明 |
| A.1 公式(2.17)的解析推导 |
| A.2 空穴-声子散射矩阵元 |
| A.3 紧束缚模型下对空穴-声子相互作用的推导 |
| A.4 小自旋极化下的浓度依赖中的库仑峰 |
| A.5 大自旋极化下的温度依赖 |
| A.6 谷极化的推导 |
| 附录B 双层过渡金属硫属化物中空穴自旋扩散的一些补充说明 |
| B.1 自旋扩散的解析分析 |
| B.2 谷极化的解析分析 |
| 附录C 与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合的InSb(110)量子阱中的超导电性的一些补充材料 |
| C.1 公式(4.11)的解析推导 |
| C.2 公式(4.27)和(4.28)的推导 |
| C.3 公式(4.29)-(4.32)的推导 |
| C.4 序参量的动量依赖 |
| C.5 四种序参量的浓度依赖 |
| C.5.1 偶频单态序参量库仑重整部分的浓度依赖 |
| C.5.2 奇频单态序参量的浓度依赖 |
| C.5.3 偶频三态序参量的浓度依赖 |
| C.5.4 奇频三态序参量的浓度依赖 |
| 附录D 自旋轨道耦合s-波超导体中的Fulde-Ferrell态的一些补充说明 |
| D.1 自旋轨道耦合依赖 |
| 附录E 动力学方程散射项的推导 |
| E.1 超导态动力学方程散射项的推导 |
| 附录F 手征p-波超导体中的反常霍尔效应的一些补充材料 |
| F.1 规范不变光学Bloch方程 |
| F.2 纵向光电流 |
| F.3 公式(7.48)的解析推导 |
| 附录G 超导体中的三流体模型的一些补充材料 |
| G.1 公式(8.40)的推导 |
| G.2 公式(8.44)的推导 |
| G.3 公式(8.73)的推导 |
| G.4 序参量涨落 |
| 附录H 集体激发的光学响应的一些补充材料 |
| H.1 公式(9.22)和(9.34)的推导 |
| H.2 公式(9.28)的推导 |
| H.3 公式(9.40)和(9.44)以及n~(2ω)的推导 |
| H.4 公式(9.48)的推导 |
| 附录Ⅰ 散射对超导体光学响应的影响的一些补充材料 |
| I.1 公式(10.14)的推导 |
| I.2 光电导解析式(10.20)和(10.21)的推导 |
| I.3 公式(10.25)的推导 |
| I.4 方程(10.33)-(10.35)的解 |
| I.5 公式(10.40)的推导 |
| I.6 相位模的响应 |
| 附录J d-波超导体中的Higgs模的一些补充材料 |
| J.1 d-波超导态的规范不变和电荷守恒 |
| J.2 散射项 |
| J.3 规范不变动力学方程的解 |
| J.3.1 线性响应 |
| J.3.2 二阶响应 |
| J.4 旋转对称性 |
| J.5 霍尔热流 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的论文及会议报告 |
| 致谢 |
（10）基于水扩散的定量磁共振成像研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 组织微结构特性对ADC值的影响 |
| 1.3 跨膜水交换成像 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 磁共振成像基本原理 |
| 2.1 .核磁共振基本原理 |
| 2.1.1 磁场中的自旋 |
| 2.1.2 布洛赫方程 |
| 2.2 空间编码 |
| 2.2.1 线性梯度磁场 |
| 2.2.2 层面选择 |
| 2.2.3 相位编码 |
| 2.2.4 频率编码 |
| 2.3 k空间 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 定量评估组织微结构特性对ADC测量的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 扩散加权成像原理 |
| 3.2.1 扩散 |
| 3.2.2 扩散的MR效应 |
| 3.2.3 扩散加权成像序列 |
| 3.3 材料与方法 |
| 3.3.1 纤维描述 |
| 3.3.2 体模构建 |
| 3.3.3 磁共振成像和数据分析 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.5 分析与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 跨膜水交换成像方法的实现与涡流补偿 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本原理 |
| 4.2.1 过滤交换成像基本原理 |
| 4.2.2 双重聚自旋回波序列 |
| 4.3 序列实现 |
| 4.3.1 用户界面 |
| 4.3.2 调试序列波形 |
| 4.4 材料和方法 |
| 4.4.1 酵母悬浮液体模 |
| 4.4.2 图像采集 |
| 4.4.3 数据分析 |
| 4.5 结果与讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、The measuring method of early lateral energy fraction in the scale model experiments（论文参考文献）
- [1]低温冷凝界面演化规律与传热强化机理研究[D]. 朱少龙. 浙江大学, 2021
- [2]铁基超导体中新奇电子态的核磁共振（NMR）研究[D]. 李建. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]三维石墨烯网络材料的结构特征和力学行为[D]. 王永超. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]隧道多火源火灾特性及竖井自然排烟研究[D]. 何坤. 中国科学技术大学, 2021
- [5]中学生概率概念学习进阶的构建问题研究[D]. 白胜南. 东北师范大学, 2021(09)
- [6]合金凝固组织大尺度定量相场模拟与原位观察[D]. 巩桐兆. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]考虑金属横向流动和应力松弛的热连轧板形建模与工业应用[D]. 赵剑威. 北京科技大学, 2020(02)
- [8]尾砂管道絮凝行为演化及其高浓度排放性能研究[D]. 杨莹. 北京科技大学, 2021
- [9]非平衡动力学：从二维材料自旋动力学到超导体的电磁响应[D]. 杨飞. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [10]基于水扩散的定量磁共振成像研究[D]. 李晓东. 华南理工大学, 2020(05)