Fractals and Scaling in Fracture Induced by Microcrack Coalescence

A numerical model is proposed to simulate fracture induced by the coalescence of numerous microcracks, in which the condition for coalescence between two randomly nucleated microcracks is determined in terms of a load-sharing principle. The results of the simulation show that, as the number density of nucleated microcracks increases, stochastic coalescence first occurs followed by a small fluctuation, and finally a newly nucleated microcrack triggers a cascade coalescence of microcracks resulting in catastrophic failure. The fracture profiles exhibit self-affine fractal characteristics with a universal roughness exponent, but the critical damage threshold is sensitive to details of the model. The spatiotemporal distribution of nucleated microcracks in the vicinity of critical failure follows a power-law behaviour, which implies that the microcrack system may evolve to a critical state.

Semi-weight function method on computation of stress intensity factors in dissimilar materials

Semi-weight function method is developed to solve the plane problem of two bonded dissimilar materials containing a crack along the bond. From equilibrium equation, stress and strain relationship, conditions of continuity across interface and free crack surface, the stress and displacement fields were obtained. The eigenvalue of these fields is lambda. Semi-weight functions were obtained as virtual displacement and stress fields with eigenvalue-lambda. Integral expression of fracture parameters, K-I and K-II, were obtained from reciprocal work theorem with semi-weight functions and approximate displacement and stress values on any integral path around crack tip. The calculation results of applications show that the semi-weight function method is a simple, convenient and high precision calculation method.

Coulomb expansion of deuterated methane clusters irradiated by an ultrashort intense laser pulse

The simulations of three-dimensional particle dynamics show that when irradiated by an ultrashort intense laser pulse, the deuterated methane cluster expands and the majority of deuterons overrun the more slowly expanding carbon ions, resulting in the creation of two separated subclusters. The enhanced deuteron kinetic energy and a narrow peak around the energy maximum in the deuteron energy distribution make a considerable contribution to the efficiency of nuclear fusion compared with the case of homonuclear deuterium clusters. With the intense laser irradiation, the nuclear fusion yield increases with the increase of the cluster size, so that deuterated heteronuclear clusters with larger sizes are required to achieve a greater neutron yield.

Surface planar ion chip for linear radio-frequency Paul traps

We propose a surface planar ion chip which forms a linear radio frequency Paul ion trap. The electrodes reside in the two planes of a chip, and the trap axis is located above the chip surface. Its electric field and potential distribution are similar to the standard linear radio frequency Paul ion trap. This ion trap geometry may be greatly meaningful for quantum information processing.

Investigation of damage threshold to TiO2 coatings at different laser wavelength and pulse duration

Laser-induced damages to TiO2 single layers and TiO2/SiO2 high reflectors at laser wavelength of 1064 nm, 800 run, 532 urn, and pulse width of 12 ns, 220 ps, 50 fs, 8 ns are investigated. All films are prepared by electron beam evaporation. The relations among microstructure, chemical composition, optical properties and laser-induced damage threshold (LIDT), have been researched. The dependence of damage mechanism on laser wavelength and pulse width is discussed. It is found that from 1064 nm to 532 nm, LIDT is mainly absorption related, which is determined by film's extinction coefficient and stoichiometric defects. The rapid decrease of LIDT at 800 nm is due to the pulse width factor. TiO2 coatings are mainly thermally by damaged at long pulse (tau >= 220 ps). The damage shows ablation feature at 50 fs. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

神农架植被及其生物多样性与垂直分布格局-兼论中国中、北亚热带植被带的划分

本文主要通过样线法和样方法相结合，进行了大量的群落学调查和分析，分别从植物区系、物种多样性的垂直分布格局和森林群落类型三个方面分析了神农架植被的基本特征及其物种多样性，结果表明： 1．神农架地区具有很高的物种丰富度，有高等植物3，479种，隶属于1，010属，202科。 其中，蕨类植物305种，80属，32科;种子植物3，174种，930属，170科，其中裸子植物32种，19属，6科，被子植物3，142种，911属，164科;单子叶植物501种，175属，21科，双子叶植物2，641种，736属，143科。植物区系属的分布区类型中北温带分布型最多，其次为东亚分布、泛热带分布、东亚北美间断分布、旧世界温带分布以及热带亚洲分布。中国特有成分占5.65%，较全国的8.12%低。温热比(温带分布型(8-11)属数与热带分布型(2-7)属数的比值）为1.200，比全国(0.385)高。 调查样方中共出现高等植物784种，隶属于454属，144科，其中蕨类植物41种，32属，16科;种子植物743种，422属，128科，其中裸子植物20种，14属，5科，被子植物723种，408属，123科;单子叶植物86种，58属，11科，双子叶植物637种，350属，112科。属的分布区类型中北温带分布型最多，其次为东亚分布、泛热带分布、东亚北美间断分布、旧世界温带分布以及热带亚洲分布。温热比为1.52，草本层>乔木层>灌木层分别为2.18、1.76和1.14。 2．神农架植被类型多样，具有常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、针阔混交林、亚高山针叶林、硬叶常绿阔叶林和亚高山灌丛草甸等自然植被类型。本文，依据乔木物种的重要值将神农架地区的森林植被划分出了69个类型。用Twinspan将调查的森林群落划分为32组，能基本上反映群落间相似的关系。 3．神农架地区具有完整的植被垂直带谱：海拔900 (1300) m以下为常绿阔叶林带;海拔900 (1300) m～1500 (1800)ⅡI为常绿落叶阔叶混交林带;海拔1500 (1800) m-2000 (2200)m为落叶阔叶林带;海拔2000 (2200) m～2400 (2600)m为针阔混交林带：海拔2400 (2600)m以上为亚高山针叶林带。神农架地区植被的垂直带的分化从总体上比较显著，但由于小生境的异质性和人为干扰，垂直带谱又具有一定的模糊性和次生性。南北坡具有一定的差异，但不十分明显，也说明神农架植被的过渡性。 4．神农架物种多样性的垂直分布格局。神农架的物种多样性与海拔的关系，类似于“中间膨胀”规律(mid-altitude bulge)，在中低海拔处生物多样性最高。通过二次多项式回归拟合，得到如下拟合曲线： 1)海拔与总体物种数：y= _14.445x2+ 34.74lx+42.07，Xd=1.203km; 2)海拔与乔木层物种数：y=-6.9707x2+ 21.334x+0.2004，Xdrl.530km; 3)海拔与灌木层物种数：y=-6.1599x2+ 9.9747x+30.991，Xd=0.8 lOkm: 4)海拔与草本层物种数：y= _3.9907x2+ 10.455x+15.35，Xd-1.308km; 5）海拔与乔木层Shannon-Wiener指数：y=_0.3337x2+ 0.9877x+0.2537，Xd' 1.480km; 6)海拔与灌木层Shannon-Wiener指数：y=-0.1938xz+ 0.422lx+1.2103，Xd=1.089km： 7)海拔与草本层Shannon-Wiener指数：y=_0.1072x2+ 0.294lx+0.9954，Xd=1.372km; x为海拔( km)，y为各物种多样性指标，Xd为物种多样性的最大时的海拔。 从这些拟合曲线中可以看出：总体物种多样性在海拔1200m左右的常绿落叶阔叶混交林带最高：乔木层物种多样性在海拔1500m左右的常绿落叶阔叶混交林带与落叶阔叶林的过渡带最高;灌木层物种多样性在海拔800-llOOm左右的常绿阔叶林与常绿落叶阔叶混交林带的过渡带最高;草本层物种多样性在海拔1300-1400m左右的常绿落叶阔叶混交林带最高。 但物种多样性随海拔变化有许多的起伏和波动。这些波动有些反映了群落的垂直带谱随海拔梯度变化的特点，在垂直带谱的过渡区物种多样性往往较高;有些波动反映了一些特殊的生境，有些反映了人为活动的影响，造成了神农架植被的次生性。因此，影响神农架物种多样性垂直分布的因素有：植被本身的性质和特点、过渡带的特点、生境的异质性和人为活动。 5．神农架植被水平地带性的过渡性。海拔1300m以下的植物属的分布区类型的温热比南坡总是比北坡小，而且相差十分显著，反映了神农架作为植被分界线的价值。神农架南坡的基带植被是常绿阔叶林，因此南坡属于中亚热带。北坡的基带植被，虽然也有常绿树种的零星分布，甚至有小块的常绿阔叶林，完全由于小生境所至，分布的主要类型是常绿落叶阔叶混交林，应属于北亚热带。因此，神农架是中、北亚热带重要的过渡地带。神农架地区中北亚热带的具体分界线宜按照分长江干流和汉水的水岭来划界，即猴子石、大窝坑、神农架、神农顶、老君山一线，南坡属于中亚热带，北坡属于北亚热带。 总之，神农架处于我国中、北亚热带的过渡带，具有过渡带的性质，具有很高的物种多样性，拥有完整的植被垂直带谱，具有多种多样的植物群落及其组成的生态系统。而且，具有我国许多特有植物和珍稀濒危保护植物和许多资源植物。因此，神农架植被在我国植被体系中具有重要的地位，是我国生物多样性最丰富的地区之一，是生物多样性保护的关键地区，也应是生物多样性研究的热点地区。 另外，调查分析了黄山和万朝山植被及其物种多样性与垂直分布格局，结果表明： 6．黄山样方中共出现高等植物259种，隶属于263属，110科，其中蕨类植物14种，II属，8科，种子植物345种，152属，105科，其中裸子植物9种，8属，6科，被子植物336种，144属，99科，其中单子叶植物37种，27属，6科，双子叶植物299种，117属，90科。属的分布区类型中北温带分布最多，其次为东亚分布和泛热带分布，再次为东亚北美间断分布、热带亚洲分布以及旧世界温带分布，与神农架和万朝山也较相似，但热带分布的属更多一些。温热比为1.1875，灌木层>草本层>乔木层，分别为1.3818、1.2609和1.2143。 黄山的森林植被类型有针叶林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔混交林、落叶阔叶林和竹林。Twinspan将调查的森林群落划分为22组，反映群落间相似的关系，比较清楚和适用。依据乔木物种的重要值将森林植被划分出了34个类型。黄山物种多样性的与海拔的关系不十分明显。黄山植被的垂直带谱不是十分明显，将其垂直带谱划分为：海拔1300m(1500m)以下为常绿阔叶林带;海拔1300m(1500m)-1500m(1600m)常绿落叶阔叶混交林 带;1500m(1600m)以上为落叶阔叶林、黄山松林、山地灌木草丛带。垂直带谱在不同坡向上有差别，东、南、西坡的相似性较大，而北坡与其差别较大。 7．万朝山样方中共出现高等植物490种，隶属于339属，124科，其中蕨类植物21种，18属，11科，种子植物469种，321属，113科，其中裸子植物9种，7属，4科，被子植物460种，314属，109科，其中单子叶植物47种，37属，11科，双子叶植物413种，277属，98科。植物属的分布区类型中，北温带分布所占最多，其次为泛热带分布、东亚分布、东亚北美间断分布、旧世界温带分布以及热带亚洲分布，。温热比为1.3366，草本层>乔木层>灌木层，分别为1.5429、1.4063和1.0645。 万朝山的植被类型包括针叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和常绿落时阔叶混交林，但没有典型的常绿阔叶林。依据乔木物种的重要值将森林植被划分出了20个类型。万朝山物种多样性与海拔的关系则不十分明显。万朝山的人为干扰比较强，植被的次生性很大，南、北坡物种多样性随海拔升高的起伏较大。

GENETIC VARIATION AMONG SEA BASS POPULATIONS

采用水平淀粉凝胶电泳技术对花鲈群体的遗传结构进行了研究,共检测了中国沿海花鲈146 尾和40 尾日本 东京湾花鲈。其群体的多态位点比例为012667 —015333 ,观测杂合度和预期杂合度分别为010211 —010515 和 010398 —010797。中日花鲈在LDH 3 , GPI21 3 , GPI22 3 基因位点上的等位基因接近完全置换。中国花鲈各群体之 间的根井遗传距离为010004 —010011 ,平均值约为010080 ;而中日花鲈间的根井遗传距离为011870 —011954 ,平均值 为011926。以上结果表明中国花鲈群体间遗传变异很小,中日花鲈间遗传变异远大于中国花鲈群体间的遗传距 离。

YSJ型游泳池水质高效净化系统的原理和应用

炎热的夏季，无水质净化设备的游泳池在换水两、三天后，细菌、病毒、藻类、原生动物等各种微生物就会在池水中大量生长，使水混浊，呈深绿色，甚至散发出腥臭味。人们游泳时，池水直接与人的皮肤，以及眼、耳，鼻，口等感觉器官相接触，水质不符合卫生要求，就会引起疾病的传染，严重地威胁着游泳者的健康，因此各国都制定了游泳池的水质标准。 YSJ型游泳池水质高效净化系统通过不断地循环过滤池水，将各种胶体和杂质微粒清除掉，再加入消毒剂杀死残余的细菌和病毒，使之满足卫生防疫的要求，从而防止疾

升华法生长AlN体单晶初探

研究了高温升华法（PVT）生长AlN体单晶的技术和材料的性质.使用陶瓷BN坩埚,加热温度约在1900℃左右,生长结果为AlN晶须或致密多晶,难以生长出较大的AlN晶粒.用钨坩埚加热生长温度达到2200℃左右时,在AlN陶瓷片和6H-SiC片上生长了直径22mm的AlN晶体,最大的晶粒尺寸长10mm、直径5mm.利用X射线粉末衍射分析了几种不同AlN样品的结构和组成.讨论了PVT法生长AlN晶体所涉及的化学热力学过程和现象.