水泥水化是十分复杂的物理与化学反应过程，这一过程直接决定了硬化水泥浆体的微观结构和宏观性能。传统的实验方法普遍存在耗时费力、成本高等不足。利用计算机模拟来阐明水泥水化和微结构演变机制已成为当前的研究热点。首先介绍了水泥水化模型的发展演变过程，并对比分析了不同模型的优缺点。然后，结合水泥水化模拟的最新研究进展，着重介绍了非球形水泥颗粒的水化模型、水化硅酸钙凝胶纳米尺度的研究现状。最后，基于相关模型的应用情况，探讨了矿物掺合料对水泥浆体水化过程和微观结构的影响，并对水泥基材料的宏观性能(如介质传输、氯离子扩散和微裂纹扩展)进行了预测。

中波碲镉汞探测器是最常用的高性能制冷型红外焦平面探测器,在多个领域均有广泛应用。中波碲镉汞探测器在实际使用中有一类独立的像元,其电平值比周边像元略低一些,但不满足国标中的盲元判定标准,会影响在光电系统上的使用(称为次级盲元)。依靠人眼判断此类像元不仅耗费大量时间,而且不同人对次级盲元的判断标准不一。针对上述次级盲元不易判断的难题,通过分析人眼对次级盲元的判断过程,使用计算机模拟人的判断,量化了次级盲元的判断标准,并实现了自动识别和统计功能。与原有的人眼判断方式相比,该方法极大地提升了识别的准确度和效率。

六溴环十二烷(HBCD)是一种被人类广泛使用的溴系阻燃剂。 近年来的研究表明HBCD已经广泛存在于环境中且对人类的健康具有较大威胁。 目前还没有关于HBCD与牛血清白蛋白(BSA)之间相互作用机制的报道。 该研究在模拟生理条件下, 整合光谱学和计算机模拟研究等技术手段探究HBCD与BSA之间的相互作用, 为揭示HBCD对人类的毒性作用机制提供新的视角和一些基础数据。 荧光光谱法和紫外光谱法证明HBCD能够使BSA的内源荧光猝灭, 猝灭机制为静态猝灭和非辐射能量转移。 HBCD与BSA有1个结合位点, 结合常数为2.796 6×104 L·mol-1 (288 K), 2.194 1×104 L·mol-1 (293 K), 1.174 4×104 L·mol-1 (298 K)。 荧光光谱、 紫外光谱、 分子对接结果表明HBCD与BSA在结合位点Ⅰ处结合, 结合距离为3.45 nm左右。 根据热力学常数与结合常数之间的关系, 计算得到ΔH=-61.749 kJ·mol-1 , ΔS=-128.742 J·(mol·K)-1, 两者之间的结合作用力为范德华力或氢键。 三维荧光光谱实验、 分子动力学模拟结果表明, HBCD不会对BSA的二级结构产生影响。

该文采用时域有限差分法(FDTD)设计了一种具有阶梯槽结构的人工表面等离激元(SSPPs)型带通微波滤波器。滤波器由4部分组成, 其中第二部分(阶梯阻抗槽)是过渡部分, 新颖的周期性排列的阶梯阻抗槽设计可增强微波波段亚波长的束缚效果, 提高带通SSPPs滤波器的通带特性和抗电磁干扰能力。该文还利用FDTD法对微波频率范围内的SSPPs滤波器的透射和反射特性进行了研究。结果表明, 通过调整阶梯阻抗槽结构的几何尺寸及传输线中耦合间隙参数, 可以灵活地控制滤波器的带宽和抑制特性, 滤波器具有很强的抗空间电磁干扰能力。

传统的固定成像传感器多用于分析地物自身生物化学参数改变而导致的光谱变化, 而用于研究二向反射特性的计算机模拟模型受构建场景时可视因子计算量过大的限制而无法完成多类型地物的模拟, 因此两者较少有联系。针对这些问题, 在采用简化辐射度模型RAPID的基础上, 模拟了长春市御花园地区的反射率, 分析了反射率对环境因素的敏感性。结果表明：传感器视场角对热点有较大影响, 太阳天顶角和天空光比例在可见光与近红外波段各方向均有较大影响。模拟环境因素对成像光谱的影响, 可为固定成像传感器反演地物的生物化学参数提供依据。

采用多种光谱法及计算机模拟技术研究了298, 303, 310 K温度下, 头孢他美酯(CFP)与胃蛋白酶(PEP)之间的结合机理。结果表明, CFP主要以非辐射能量转移的静态猝灭方式猝灭PEP的荧光, 两者主要通过静电作用力结合, 其结合率在310 K为74.73%~92.13%。采用同步荧光法和圆二色谱法研究CFP对PEP的反应, 结果表明两者的结合诱导了PEP的构象变化, 使PEP的内源荧光猝灭。采用计算机模拟CFP与PEP的对接, 结果表明CFP结合在PEP的催化活性位点处, 该结论与光谱法所得结果一致。利用CFP对PEP的荧光猝灭反应, 可以实现对实际药品中CFP含量的快速测定。

由硅胶-玻璃材料组成的SOG(silicone on glass)型菲涅尔透镜在温度变化时会产生热变形, 影响CPV(concentrating photovoltaic)聚光系统的性能。为研究透镜热变形对聚光系统光效率的影响, 优化设计两类聚光系统, 并采用数值计算的方法模拟透镜的热变形, 再将热变形导入光学模型中, 使用蒙特卡罗方法计算变形前后的聚光效率。结果表明: 对于单级聚光系统, 采用单色光均匀性优化方法设计的透镜受翘曲变形和齿面自由变形影响较大, 光效率在变形前后相差10%左右, 改进型补偿色散方法设计的菲涅尔透镜受翘曲变形和齿面自由变形影响较小。另外, 双级聚光系统可以有效抵抗热变形的影响。

对激光二极管端面抽运矩形分离式放大器引起的热效应进行研究, 建立符合实际的Cr,Yb∶YAG/Yb∶YAG复合结构热传导模型.对分离式放大器结构中不同增益介质与包层结构下放大器内部温度场变化进行了分析, 定量计算了对应材料内部的温度分布, 并给出了出射端面波前相位分布随温度变化的情况.研究表明: 在较薄的包层厚度和较小的厚度比下, 介质端面温升更高, 热效应加重；相对较厚的包层和较大的厚度比可使放大器的热效应明显减弱.该结果为降低复合结构激光放大器热效应提供了理论指导.

光子晶体是类比固体晶格制作的新型人工材料,激光全息法是制作光子晶体的重要方法之一,光束偏振在其中起到关键作用.从多光束干涉原理出发,以斜方光子晶体为例探讨了其全息制作的设计思路及光束构型.进而结合计算机模拟,系统研究了线偏振、圆偏振、椭圆偏振等不同偏振组合对“原子”的影响,发现偏振组合和光强比对“原子”形状、取向和位置存在显著影响.进一步设计实验进行验证,结合计算机实时监控调节各光束的偏振和光强,获得了不同偏振组合和光强比下的多种光子晶体结构,发现实验结果与理论预测、数值模拟均符合得很好.该研究不仅有助于提高特定“原子”光子晶体的设计效率,而且可有效降低偏振操控的盲目性,提高实验效率.

与传统玻璃微珠埋入型膜结构相比，立方角锥型膜结构具有更高的逆反射效率，它是设计制作钻石级反光膜的基础。为满足不同的应用需求，需在标准立方角锥阵列的基础上施加某种结构变化，以增大有效入射角范围、降低逆反射系数的各向异性。建立膜结构与逆反射性能的联系，对指导、优化逆反射材料结构设计、缩短设计开发流程具有重要意义。基于光线追踪原理，计入光在传播过程中主要的损耗因素（有效投影截面、反射折射损失、偏振效应），编写了立方角锥型反光膜逆反射率计算程序。利用该程序分别计算了标准完整角锥、标准截角角锥以及对称轴倾斜一定角度的截角角锥的逆反射率，验证了程序的可靠性，证明程序在模拟的准确性、运行效率等方面较以往结果有明显提高。