高中生科研物理学方向课题汇总，材料科学、航空航天、计算机科学总有一个适合你！

本周课题导视

物理学方向课题

利用光杠杆法研究克拉尼图案
飞机机翼的仿生设计
自动化范德华堆叠系统
多种发光材料的光致发光特性研究
激光加速器
月球表面温度的数学模拟及其误差估计
赛车尾翼设计与空气动力学分析

1.利用光杠杆法研究克拉尼图案

小颗粒可以在产生共振模式的平板上的节点处停止形成克拉尼图案，而不同的共振模式可以形成不同的克拉尼图案。尽管研究人员已经研究过各种克拉尼模式，但只能显示其本征模式下的节线，而不能显示各种情况下的模态。

本课题将重点研究如何使用光杠杆法对克拉尼图案在各种不同形状平面上、各种模态下进行定性及定量测量，并利用ANSYS对二维振动进行模拟以验证实验结果的准确性。

相关学科

物理学

2. 飞机机翼的仿生设计

最近研究人员已经广泛探索了各种附加特性在抑制噪声方面背后的机制，例如增加各种机翼特征以减轻噪音产生，包括梳状结构、增加孔隙率等等。然而，抑制如何随着机翼尺寸大小和飞行速度而变化的机制仍未被研究。在这个项目中，我们会研究通过在翼型结构中实施多孔介质来降低声级，以及噪声如何随翼型尺寸和入射流速的变化而变化。并且会研究随着孔隙率增加的翼型空气动力学性能的变化，以最大限度地减少翼型阻力和在各种宏观运动时产生的噪声。

相关学科 航空，航天科学技术，物理学

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3. 自动化范德华堆叠系统

在本项目中我们调研了一种新的二维材料堆叠转移方法，通过使用真空系统、旋转、倾斜、平移和自反馈软件来检测两个单层的接触状态，从而战胜手动转移方式。这些方法可以解决二维器件的不可重复性和不可控性，加速纳米材料的进一步发展。

相关学科

物理学材料科学

4. 多种发光材料的光致发光特性研究

光致发光是指任何形式的物质在吸收光子后发出光的过程。通过分析这些光子发射作为能量/波长的函数，可以从测试得到的光致发光光谱中了解材料信息。
由于无损性和操作方便，光致发光是系统研究发光材料光物理机制的最合适和最强大的方法。

相关学科

物理学

5.激光加速器

激光驱动的加速器可以小型到台式化并且成本低廉。在众多激光驱动加速方案中，尾波场加速是当前发展速度最快的一个方案。然而如何调节激光强度、波长、密度从而调控电子束的品质还仍然是重要的研究话题。本课题讲带领学生通过1维数值模拟仿真的方法，对尾场加速影响电子束质量的因素进行探究，并给出相应的控制电子束质量的方案。

相关学科物理学

6. 月球表面温度的数学模拟及其误差估计

科学家派人或者仪器到月球上探测，需要预先知道探测地点的温度，以保证人和仪器的正常安全工作。
本课题用数学模型和电脑程序来预报月球表面温度，并且估计预报误差范围。该项目适合于对数学应用、物理、工程、电脑计算有兴趣的同学。

相关学科

物理学

7. 赛车尾翼设计与空气动力学分析

该项目使用计算流体力学方法研究赛车尾翼对赛车空气动力学的影响。
在项目中，我们将首先根据经典赛车外形特征建立简化三维物理模型，然后在计算流体力学软件中建立仿真模型并进行模拟计算。最后使用开发的计算流体力学模型设计出最佳的赛车尾翼以达到最小的阻力和最小的升力。

相关学

物理学，计算机科学技术，应用数学