使用有限元分析评估飞机结构耐撞性行为 C. Zinzuwadia、G. Olivares、L. Gomez、H. Ly、H. Miyaki 威奇托州立大学,国家航空研究所,计算力学实验室,堪萨斯州威奇托 67260-0093 摘要 尽管全球范围内正在就飞机耐撞性的广泛方面进行研究和讨论,但目前尚无具体的动态监管要求。但美国联邦航空管理局 (FAA) 要求对每种新飞机型号进行评估,以确保飞机撞击性能不会与之前设计的典型动态特性有显著偏差或降低 [8]。复合材料机身结构部件的使用增加,需要进行新的评估,以确定相关动态结构响应的耐撞性是否提供与传统金属结构相当或更高的安全水平。通常,这种评估包括评估可幸存体积、大质量物品的保留、乘员所经受的减速载荷以及乘员紧急疏散路径。为了设计、评估和优化复合材料结构的耐撞性,必须牢记这些要求,开发分析方法和预测计算工具。为了实现这一目标,NIAR 使用 LS-DYNA ® 开发了波音 737 10 英尺 s 的数值模型
我们提出了一项基于当今量子信息技术的新思想实验,通过 Bose-Marletto-Vedral (BMV) 效应 [ 1 – 4 ] 测量量子引力效应,揭示引力 t 3 相位项、其与低能量子引力现象的预期关系,并检验广义相对论的等效原理。这里提出的技术有望通过分析与量子系统测量过程的理想输出相关的随机噪声来揭示引力场涨落。为了提高灵敏度,我们建议将引力场涨落随时间对一系列独立测量输出的影响累积起来,这些测量作用于粒子纠缠态,就像在构建量子加密密钥时一样,并从相关的时间序列中提取预期引力场涨落的影响。事实上,通过共享最大纠缠态的粒子构建的理想量子密钥由一串不相关符号的随机序列表示,该序列在数学上可以用完美的白噪声来描述,这是一个均值为零且在不同时间取值之间没有相关性的随机过程。引力场扰动(包括量子引力涨落和引力波)会引入额外的相位项,使用于构建量子密钥的纠缠对退相干,从而使白噪声着色 [ 5 , 6 ]。我们发现,这种由大质量中观粒子构建的装置可以揭示 t 3 引力相位项,从而揭示 BMV 效应。
产生 X 射线的第一步是通过 25-35 kV 的大电位差加速电子。当电子撞击钼靶时,它们会通过称为轫致辐射(断裂辐射)的过程减速。当小质量带电粒子(例如电子)经过大质量带电粒子(例如钼原子核)附近时,就会产生 X 射线。电子通过多次散射原子核而快速减速,从而导致发射多条 X 射线,在极少数情况下,当电子将其所有动能都交给单个原子核时,会发射出一条高能 X 射线。最后一个过程对应于 X 射线能谱的终点能量,这可通过查看图 2 中所示的光谱左端来观察。钼表面(阳极)与入射电子束成一定角度,以利于在特定方向产生 X 射线。图 2 显示了钼靶的能量谱。距离其产生点不远处是一个准直管,它允许一条狭窄的水平 X 射线带通过,到达结晶的 NaCl 靶。当 NaCl 靶(搁置在测角仪上)相对于入射 X 射线的角度倾斜刚好正确(θ)时,就会发生建设性干涉,并且在位于 2 θ 角的盖革-穆勒管中可以观察到增加的计数率(计数/秒)。如图 3 所示。
摘要:RSA是最广泛采用的公钥加密算法之一,它通过利用模块化指数和大质量分解的数学属性来确保安全通信。但是,其计算复杂性和高资源要求对实时和高速应用构成重大挑战。本文通过提出针对RSA加密和解密的优化非常大规模的集成(VLSI)设计来解决这些挑战,重点是加速模块化凸起过程,这是RSA计算的核心。设计结合了蒙哥马利模块化乘法,以消除时间密集型的分裂操作,从而在模块化算术域中有效地计算。它进一步整合了诸如管道,并行处理和随身携带加盖之类的技术,以减少关键路径延迟并增强吞吐量。模块化启动是使用正方形和多种方法的可扩展迭代方法实现的,该方法针对硬件效率进行了优化。硬件原型是使用FPGA和ASIC平台合成和测试的,在速度,区域和功耗方面表现出卓越的性能。所提出的体系结构在保持安全性和可扩展性的同时,可以实现高速操作,使其适用于实时的加密应用程序,例如安全通信,数字签名和身份验证系统。与现有实现的比较分析突出了重大改进,将提出的设计作为下一代安全硬件加速器的可行解决方案。关键字:RSA算法,Verilog,FPGA
量子力学系统的希尔伯特空间可以具有非平凡几何,这一认识导致人们在单粒子和多粒子量子系统中发现了大量新奇现象。特别是,与单粒子波函数相关的几何考虑导致了非相互作用拓扑绝缘体 (TI) 的最初发现和最终分类 [1 – 4] ,以及对这些相中缺陷相关特性的研究 [5 – 8] 。另一方面,在分数量子霍尔系统 (FQHS) [9,10] 和分数陈绝缘体 (FCI) [11,12] 的框架内,研究了拓扑与占据非平凡单粒子态的粒子间相互作用之间相互作用所产生的迷人物理。然而,由于后者的关联性质,建立单粒子和多粒子层面上非平凡几何的作用之间的直接关系一直很困难。在本文中,我们展示了二维 (2D) 单粒子能带结构的非平凡几何与相关 Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 超导体的响应特性之间的明确联系 [13] 。特别地,我们表明,在用大质量狄拉克模型描述正常态的二维系统中,超导态遵循修改的通量量子化条件,从而产生分数通量涡旋以及非常规约瑟夫森响应。必须强调的是,超导态与正常态没有扰动关系。但是,正如我们在下面所展示的,使用 BCS 变分假设可以处理相变两侧的几何作用。流形量子化源于这样一个事实:在块体超导体内部深处,序参量的整体相位是恒定的。在传统的
引力猫态,引力场充当着一个环境,其中宏观物体(类似于薛定谔的猫)以不同引力态的叠加存在。这些状态不仅具有理论意义,而且也为实验探索带来了希望,为研究引力和量子力学的相互作用打开了独特的窗口 [6,7]。从历史上看,围绕与此相关的一个基本问题一直存在讨论:我们如何确认引力是否必须被视为一种量化现象,或“为什么我们需要量化一切,包括引力” [8]?此外,是否存在一种普遍适用的实验方法,可以确定引力是否在量子层面上起作用 [9,10]?根据量子信息论的某些观点,有人认为,能够在两个系统之间产生纠缠的相互作用必然具有量子特性。因此,量子引力的一个重要指标是观察到由引力相互作用引起的大质量态之间的纠缠[11,12]。与目前依赖于检测引力介导的纠缠的测试相反,Lami等人[13]最近提出了一种仅关注相干态的新方法。有趣的是,他们的方法不需要产生广泛离域的运动状态或检测纠缠,因为纠缠不会发生在该过程的任何阶段。因此,近年来,引力猫态的研究引起了相当大的关注[14-17],这受到理论框架和实验技术的进步的刺激。一些研究人员利用引力波探测、量子光学和精密测量技术等工具,提出了各种生成和观察引力猫态的方案。这些努力不仅深化了
在宇宙的所有天体物理和宇宙学尺度上都可以找到非重子暗物质存在的证据。根据对宇宙微波背景辐射的观测,暗物质对宇宙总能量的贡献估计为 27%。解决暗物质之谜的一类通用粒子被称为弱相互作用大质量粒子 (WIMP),其质量在 GeV-TeV 范围内,与普通物质的预期相互作用率为弱尺度相互作用量级。EDELWEISS-III 实验的目的是利用锗辐射热计探测银河系暗物质晕中 WIMP 的弹性散射。在 ≈ 18 mK 的低温下,WIMP 引起的核反冲产生的预期 O (keV) 能量沉积会产生可测量的热量和电离信号。这种直接检测实验的主要挑战是 WIMP-核子散射的预期速率较低,最新结果限制了该速率低于每 100 千克每年几次。因此,多层外部屏蔽可保护实验免受环境放射性的影响。通过使用基于反冲类型的粒子识别,可以排除来自屏蔽内元素放射性的其余背景。最成问题的背景来自中子,它引起的核反冲与探测器中的 WIMP 信号无法区分。具体来说,中子是由宇宙射线μ子及其簇射产生的。因此,实验位于莫达内地下实验室,那里 4800 米的岩石使宇宙μ子通量衰减 10 6 倍,降至 5 µ /m 2 /天。其余的μ子使用围绕实验的主动µ否决系统进行标记,该系统由 46 个塑料闪烁体模块组成。
近年来,非互易物理取得了迅速发展,其独特应用包括不受反向作用影响的信号传输或处理、手性网络和隐形传感[1]。通过破坏洛伦兹互易性,人们已经利用原子[2,3]、固体器件[4–12]和合成材料[13–19]实现了经典信息(即平均光子数)的单向流。同样,也可以实现量子光二极管或量子信息的单向流。事实上,人们已经证明了单光子及其量子涨落的非互易控制,例如单光子二极管[20,21]或循环器[22],以及单向光子阻塞[23,24],这为手性量子工程[25–28]提供了关键工具。然而,到目前为止,在经典和量子区域之间切换单个非互易装置的可能性,以及用非互易装置保护量子纠缠的可能性尚未被揭示。在这里,我们提出了如何在腔光力学(COM)中实现非互易量子纠缠,揭示其在传统设备中无法实现的独特性质。具有相干光运动耦合的 COM 设备 [29,30] 已广泛用于大质量物体的量子控制 [31 – 36],特别是 COM 纠缠 [37 – 45] 或 COM 传感器 [46 – 48]。最近,甚至在光和 40 公斤镜子之间也观察到了室温下的量子关联 [49] 。在这里,我们表明 COM 纠缠可以以高度不对称的方式进行操纵,并且由此产生的非互易纠缠具有反直觉的能力,可以保持其
背景。星系团中的湍流压力大小仍存在争议,特别是与动态状态和用于模拟的流体力学方法的影响有关。目的。我们研究大质量星系团内介质中的湍流压力分数。我们旨在了解流体动力学方案、分析方法和动态状态对宇宙学模拟中星系团最终特性的影响。方法。我们使用无网格有限质量 (MFM) 和光滑粒子流体动力学 (SPH) 对七个星系团的一组放大区域进行了非辐射模拟。我们使用了三种不同的分析方法,基于:(i) 偏离流体静力平衡,(ii) 通过亥姆霍兹-霍奇分解获得的螺线管速度分量,以及 (iii) 通过多尺度滤波方法获得的小尺度速度。我们将模拟星团样本分为活跃星团和松弛星团。结果。我们的模拟预测,与松弛星团相比,活跃星团的湍流压力分数会增加。这在基于速度的方法中尤其明显。对于这些方法,我们还发现 MFM 模拟的湍流比 SPH 模拟的湍流增加,这与更理想化的模拟的结果一致。预测的非热压力分数在星团中心内为几个百分点(松弛星团)和约 13%(活跃星团)之间变化,并向外围增加。没有看到明显的红移趋势。结论。我们的分析定量评估了流体动力学方案和分析方法在确定非热或湍流压力分数方面的重要性。虽然我们的设置相对简单(非辐射运行),但我们的模拟与之前更理想的模拟一致,并且代表着对湍流的理解更近了一步。
中微子振荡最早由 Bruno Pontecovero 于 1957 年 [1] 提出,并被用于解决大气中微子异常和太阳中微子之谜。1998 年的超级神冈中微子探测实验 (Super-K, SK) [2] 和 2002 年的萨德伯里中微子天文台 (SNO) [3] 通过实验证实了这一点;更多详细信息请参阅参考文献 [4]。大多数中微子振荡实验都可以在具有三个大质量中微子的标准模型 (SM) 中得到很好的解释。在标准的三味中微子振荡框架中,三种已知的中微子味本征态(νe、νµ和ντ)可以写成三个质量本征态(ν1、ν2和ν3)的量子叠加,中微子振荡概率用六个振荡参数表示:三个混合角(θ12、θ13和θ23)、两个质量平方差(∆m221和∆m231)和一个狄拉克CP相(δCP)。如果中微子是马约拉纳粒子,则马约拉纳CP相对中微子振荡不起作用。在这六个可观测量的振荡参数中,∆m221、| ∆ m 2 31 |、θ 12 和 θ 13 已精确测定到百分之几的水平。但中微子质量排序(∆ m 2 31 是正还是负)、θ 23 的八分之一(θ 23 大于还是小于 45 ◦)和狄拉克 CP 相仍是悬而未决的问题。目前,正常质量排序 (NMO) 和 θ 23 的第二八分之一均低于 3 σ 置信水平 (CL) [ 4 – 6 ],在 3 σ CL 下,NMO 的 δ CP 范围为 [-3.41, -0.03],倒置质量排序 (IMO) 的 δ CP 范围为 [-2.54, -0.32] [ 7 ]。下一代中微子振荡实验的主要物理目标,如