完全熱耦合條件下對(duì)延性材料臨界沖擊拉伸速度的研究

1）建立完全熱耦合條件下臨界沖擊拉伸速度理論分析構(gòu)架：探討熱軟化與應(yīng)變硬化相互作用，闡明塑性波速趨零機(jī)理，藉以確定臨界沖擊拉伸速度理論上限；研究沖擊拉伸試件應(yīng)變局部化致軟化與高應(yīng)變率效應(yīng)耦合機(jī)理，提出高應(yīng)變率局部化頸縮判據(jù)，用于數(shù)值模擬臨界沖擊拉伸速度實(shí)驗(yàn)下限。2）開拓臨界沖擊拉伸速度與相關(guān)斷裂能的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其結(jié)果：探索一級(jí)氣體炮應(yīng)用于一維應(yīng)力高速?zèng)_擊拉伸試驗(yàn)，為研究臨界沖擊拉伸速度建立有效且高效實(shí)驗(yàn)技術(shù)；從理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合上，取得典型延性材料受臨界沖擊拉伸的特性數(shù)據(jù)。3)揭示臨界沖擊拉伸速度依賴高應(yīng)變率本構(gòu)模型基本規(guī)律：研究本構(gòu)模型特性，包括完全熱耦合條件下溫度對(duì)應(yīng)變率效應(yīng)的直接影響，闡明對(duì)臨界沖擊拉伸速度理論上限起決定作用的本構(gòu)函數(shù)；研究具多種高應(yīng)變率本構(gòu)模型的典型延性材料臨界沖擊拉伸速度實(shí)驗(yàn)下限，為臨界沖擊拉伸下，發(fā)展高應(yīng)變率本構(gòu)模型及動(dòng)態(tài)拉伸斷裂模型，提供實(shí)驗(yàn)證據(jù)。成果可用于高技術(shù)。 2100433B

流固耦合傳熱緊耦合

Stokos、Hooper、Kazemi-Kamyab等開發(fā)了將流體及固體內(nèi)所有物理過(guò)程進(jìn)行瞬態(tài)緊耦合算法，能使計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度吻合。但是，該瞬態(tài)緊耦合計(jì)算需要消耗大量的計(jì)算資源，難以用于解決實(shí)際復(fù)雜工程問(wèn)題。

根據(jù)問(wèn)題的特征，有些研究者近似認(rèn)為在計(jì)算時(shí)間內(nèi)，某些參數(shù)的狀態(tài)是不變的，進(jìn)而直接將瞬態(tài)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為穩(wěn)態(tài)問(wèn)題。對(duì)于絕大多說(shuō)不能通過(guò)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)處理直接轉(zhuǎn)化為穩(wěn)態(tài)問(wèn)題的瞬態(tài)問(wèn)題，有些研究者主張保留耦合的非穩(wěn)態(tài)特性，提出各部分分別進(jìn)行瞬態(tài)求解,并通過(guò)邊界條件、參數(shù)值及活動(dòng)網(wǎng)格等方式進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互的瞬態(tài)松耦合傳熱問(wèn)題的求解。如 Bauman 和Kazemi-Kamyab等針對(duì)高超聲速流中固體表面帶輻射及燒蝕相變過(guò)程的流固耦合強(qiáng)制對(duì)流傳熱問(wèn)題，提出將流體 Navier-Stokes 方程與固體導(dǎo)熱、輻射及燒蝕相變過(guò)程分別進(jìn)行瞬態(tài)求解，并利用流體數(shù)值計(jì)算結(jié)果對(duì)其他求解方程的邊界溫度和熱流加以修正，直至迭代收斂。Lohner 等針對(duì)飛機(jī)氣彈分析中帶固體形變的流固耦合傳熱問(wèn)題，將流體 Navier-Stokes 方程及固體導(dǎo)熱和應(yīng)變方程分別求解，并利用流體數(shù)值計(jì)算結(jié)果對(duì)其他求解方程的邊界溫度和熱流加以修正，同時(shí)利用固體應(yīng)變方程的計(jì)算結(jié)果修正流體耦合邊界位置和速度邊界條件，直至迭代收斂。

流固耦合傳熱松耦合

有些研究者提出了基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)的松耦合算法，即近似認(rèn)為在整個(gè)流固耦合傳熱過(guò)程中，流場(chǎng)處于若干個(gè)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，每一個(gè)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)都使用穩(wěn)態(tài) Navier-Stokes 方程求解。如 Kontinos結(jié)合二維邊界單元法和高超聲速計(jì)算流體力學(xué)( CFD) 算法的松耦合算法，分析了高超聲速流與機(jī)翼前緣的耦合傳熱問(wèn)題。Chen 和Zhang等交替進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)計(jì)算與固體燒蝕和瞬態(tài)導(dǎo)熱的松耦合算法計(jì)算了帶燒蝕的流固耦合傳熱問(wèn)題。2100433B

由于超導(dǎo)量子比特大的偶極矩和固態(tài)腔小的腔模體積，電路量子電動(dòng)力學(xué)(QED)系統(tǒng)中的耦合強(qiáng)度可以達(dá)到與玻色子頻率可比擬甚至大于的程度。在這一極強(qiáng)耦合參數(shù)范圍，傳統(tǒng)的旋波近似不再適用，系統(tǒng)展現(xiàn)出一種新的物理圖像。本項(xiàng)目研究極強(qiáng)耦合條件下電路QED系統(tǒng)中的量子信息處理，主要包括極強(qiáng)耦合條件下實(shí)現(xiàn)兩超導(dǎo)量子比特超快控制相位門和iSWAP門以及超導(dǎo)量子比特糾纏態(tài)的制備和可控耦合。研究了由超導(dǎo)電荷量子比特和磁通量子比特通過(guò)大約瑟夫森結(jié)耦合的物理模型中的糾纏特性，研究了該方案中電荷比特和磁通比特的最大糾纏態(tài)的制備和保持，給出了方案在實(shí)驗(yàn)上的可行性參數(shù)，結(jié)果顯示可制備宏觀愛因斯坦-波多爾斯基-羅森（EPR）態(tài)和實(shí)現(xiàn)快速糾纏過(guò)程。研究了兩超導(dǎo)電荷量子比特與壓縮相干態(tài)相互作用的糾纏特性。研究結(jié)果對(duì)于理解和發(fā)展宏觀量子糾纏、量子非定域性等量子力學(xué)基本原理具有重要的理論意義。 2100433B