具有长程相互作用正方晶格的色散关系和热容

根据晶格动力学理论计算具有长程相互作用二维单原子正方晶格的色散关系,在简谐近似下,得到了考虑任意近邻原子色散关系的一般表达式。 分析了最近邻和次近邻近似下的结果,当近邻数 p 较大时,第 p近邻的原子对第一布里渊区内平均振动频率的贡献随近邻数的增大以幂律形式衰减。 以长程库仑相互作用为例,进行数值计算和分析。 在此微观动力学的基础上,研究了长程相互作用对宏观热容的影响。 数值计算长程库仑相互作用系统的热容,且发现热容随近邻数的增大以幂律形式衰减。     

三维立方晶体声子谱的严格解析解

只考虑次近邻相互作用情况下,利用晶格动力学严格求解三维立方晶体声子谱的严格解析解与其对应的极化向量.并在第一布里渊区的全空间讨论声子谱的特性,指出声子谱能量只在第一布里渊区的主要对称点线面上具有简并现象,并按其极化向量判断纵向声子与横向声子的特性.给出非简并情况下的声子谱能量及其极化向量的严格解析解.     

在位势对于一维双原子链晶格振动长光学模的影响

在简谐近似下,求解具有在位势的一维双原子链晶格动力学方程,得出并分析新的色散关系。讨论了具有在位势的一维双原子链晶格振动的高频支长波模振动图像。     

复式(4.82)晶格声子晶体的低频完全带隙实验研究

为了设计新型低频降噪材料,基于复式晶格可以降低晶体结对称性与打开低频带隙的特征,以单胞含4个"原子"的复式(4.8~2)晶格钢/水声子晶体为研究对象,通过实验测试了第一布里渊区ΓX和ΓM方向带隙的性质,并进一步分析了完全带隙边界点的本征模态特点,阐述了其声波能量分布规律.实验结果表明:低频的2个完全带隙频率范围与有限元法计算值较为一致.     

三维面心立方晶体声子谱的严格解析解

在第三近邻相互作用情况下,利用晶格动力学严格求解三维面心立方晶体声子谱的严格解析解与其对应的极化向量.并在第一布里渊区的全空间讨论声子谱的特性,指出声子谱能量只在第一布里渊区的主要对称点线面上具有简并现象,并按其极化向量判断纵向声子与横向声子的特性.     

二维蜂窝晶格钢/水声子晶体能带结构

利用平面波展开法研究了钢柱按蜂窝晶格周期排列水中构成二维钢/水声子晶体的能带结构,并详细推导了蜂窝晶格的2种结构因子.基于超声浸水透射技术,沿着第一简约布里渊区2个高对称方向测试声子晶体的带隙.实验结果表明,第一完全带隙频率范围与理论计算结果相吻合.     

Mg_2Si的声子谱与力热性能的第一性原理计算

针对6xxx系铝合金的主要强化相Mg2Si的力热性能,采用密度泛函理论、第一性原理以及CASTEP软件进行了理论计算,得到了Mg2Si的平衡晶格常数、弹性系数、声子谱、声子态密度以及相关热力学参量,并对计算曲线进行了理论分析.结果表明:合金强化相Mg2Si的刚性较好,脆性较强,在合金中能起到强化作用.通过声子谱及声子态密度曲线可知,存在9条色散关系曲线,其中3条为声学波,6条为光学波,且频率在8.51 THz附近的格波振动较强.随着温度的增加,熵、焓均增加,而自由能减少.当温度低于200 K时,热容量随着温度的增加而明显增加;当温度高于400K后,热容量接近于常量,其计算结果与物理规律一致.     

量子阱中杂质原子的有效哈密顿量的计算

考虑电子与纵光学声子LO和面光学声子SO之间的相互作用,讨论在磁场作用下超晶格量子阱中的杂质原子的哈密顿量,并利用 Lcc.et al变分法计算其有效哈密顿量.     

顺式聚乙炔中的次近邻电子相互作用

采用数值计算的方法,研究了次近邻电子跳跃作用对顺式聚乙炔(Cis-PA)的能谱、电子束缚态和双极化子附近的二维局域振动模的影响．与基本哈密顿的计算结果比较发现：Cis-PA能谱的电子-空穴对称性被解除,与实验结果相吻合;各种激发态的电子束缚态数目发生了改变,双极化子晶格附近的局域模的频率和数目都与次近邻电子跳跃作用有关．     

单壁碳纳米管的三声子倒逆过程

介绍了单壁碳纳米管的三声子倒逆过程弛豫率的计算,建立了倒逆过程的选择定则,提出了弛豫率的计算公式以及高温和低温极限下的近似计算公式.在线性色散关系下弛豫率在高温时与频率的平方成正比;在低温极限时弛豫率随温度的倒数是按指数律变化;在高温极限时,弛豫率随温度线性增长.在考虑全部色散关系时,随着散射通道的增加,横波声子的总弛豫率曲线随频率增长时出现大量不连续点,并且光学声子的加入使总弛豫率增长了至少一个数量级.     

零温下在布里渊区边界二维绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维正方绝缘铁磁系统基础上建立一个磁振子-声子相互作用模型．利用格林函数方法研究磁振子-声子相互作用下的二维绝缘铁磁体的磁振子谱，计算布里渊区边界的主要对称点线上的磁振子色散曲线．发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显．比较纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响，并讨论各项参数的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响．     

基于三维有限元的箱梁腹板剪力分配规律分析

针对单箱多室箱梁在不同支承条件、腹板数量以及腹板厚度条件下的腹板剪力分配规律问题,提出了采用Midas/FEA对单箱多室箱梁进行数值模拟的方法,提取箱梁各道腹板的剪力值并进行对比分析,得到单箱多室箱梁各道腹板所分担剪力并非均分的结果.分析结果表明:当支承条件为双支座时,剪力增大系数最大;当腹板较少时,边腹板与中腹板剪力增大系数差别较小,边腹板的剪力增大系数随腹板数量增加而增大;腹板厚度变化对剪力分配影响不大.     

同质位错缺陷二维声子晶体带隙结构及传导模的研究

为了研究声子晶体因缺陷而产生的声波导问题,提出了同质位错缺陷模型.以二维铝圆柱/空气体系正方格子声子晶体为研究对象,采用平面波法结合超元胞的方法研究了声子晶体同质位错结的传导模.结果表明,横向位错效应与线缺陷相似,它可以使处于禁带频率范围内的声波沿位错通道进行传播,形成声波导;纵向位错效应由于其对称性而类似于点缺陷,界面两边3个最接近的"格子"形成腔,因而能够产生局域模.横向位错距离和纵向位错距离的大小将影响传导模的位置和数量.     

倾斜入射时弹性长柱的散射声场特性

讨论了倾斜入射时弹性柱散射声场形态函数的特性及其随入射角的变化，柱共振频率与纵、横波速间的关系，并对由共振频率反演柱中纵、横波速进行了探讨，结果表明，倾斜入射时的散射声场与正横入射时有很多相似之处。     

周期极化压电陶瓷表面形成声表面波的仿真及分析

对周期极化压电陶瓷表面形成声表面波的机理进行了分析,指出周期极化压电陶瓷表面形成的声表面波是由于相邻压电体极化方向相反,导致相邻压电体沿极化方向发生伸缩变化,从而在压电陶瓷表面形成的。通过对周期极化压电复合结构进行谐响应仿真分析,结果表明：在周期极化压电陶瓷表面形成的声表面波是瑞利声表面波,表面波的振幅达到压电体厚度的18%,振幅相对较大。并且通过实验研究,验证了周期极化压电陶瓷可以激发出瑞利声表面波。     

AlN晶体声子谱及其热学性能的第一原理计算

针对AlN晶体的声子谱和热学性能,采用密度泛函理论、第一性原理以及ABINIT软件进行了理论计算,得到了AlN晶体的声子谱以及内能、质量定容热容、熵和自由能与温度的关系曲线,并对曲线进行了理论分析.计算结果表明：AlN晶体的声子谱有12条曲线,其中3支为声学波,9支为光学波,并且形成了一光学带隙.AlN晶体的内能随着温度的增加而增加;质量定容热容起初随着温度的增加而较快地增加,后来逐渐达到稳定值;熵随着温度的增加也在增加,并且关系曲线有一定的弯曲;自由能随着温度的增加在不断地减小.以上计算结果与物理规律具有一致性.     

Characteristics of ultrasonic vibration transmission in bonding process

The transmitting models of ultrasonic vibration in ultrasonic transducer and capillary were presented according to the propagating mechanism of ultrasonic wave in elastic body. The coupling characteristics of ultrasonic longitudinal-complex transverse vibration system were simulated by Matlab software. The ultrasonic vibration displacement and the velocity of high frequency were measured by using the PSV-400-M2 （1.5 MHz） laser Doppler vibrometer. The vibration locus shapes driven by the same frequency and different frequencies were tested by using GDS-820S dual channel digital oscilloscope. The microstructures at bonding interface were observed by means of KYKY2800 scanning electron microscope. The results show that ultrasonic vibration displacement or velocity and energy density increase with the decrease of section area in the transmitting process. The vibration locus shapes driven simultaneously by the same frequency and different frequencies are elliptical （or circular） loci and rectangular （or square） loci, respectively. And the characteristics at bonding interface are improved by coupling loci.