电子光学中四极场分布的半解析法计算

 采用一种新的半解析法,对电子光学中3种不同形状电极产生的四极场进行分析计算。半解析法中极点的确定方法简单有效,可以结合电极的形状填充等效源,并且极点位置确定极为精确。在四极场的计算中,该方法具有表达式简单,求解变量少,而且计算精度和效率高的优点。对凸圆柱电极、内凹圆柱电极以及平板电极产生的四极场进行了求解,并将计算结果进行了比较,应用半解析法在计算凸圆柱电极产生的四极场具有更为明显的优势,精度可达0.001%。由于半解析法可得出标量电位函数的解析级数表达式,因此,场强的计算更加简便,同时也更容易保证场强的计算精度,这也有利于四极场的设计和优化。     

双轴屏蔽传输线的电位分布

利用复变函数的保角变换把复杂的二维场域变为规则的区域,求出双轴屏蔽传输线电位分布的解析解和等位线方程,并通过计算机用数值方法求出电位和等位线,给出相应的图形,对解析解的结果进行验证。     

R2Fe14B型永磁材料中第二磁晶各向异性常数对反磁化过程的影响

针对低温下各向同性Pr2Fe14B永磁材料的最小形核场问题,用数值计算法和近似解析解研究了第二磁晶各向异性常数K2对最小形核场的影响.研究发现,尽管对于Nd2Fe14B永磁材料一级近似的解析解与数值计算结果很接近,但是对于低温下各向同性Pr2Fe14B永磁材料则至少要用二级近似下的解析解才能与数值计算结果相接近.用有关最小形核场的计算结果很好地解释了低温时各向同性Pr2Fe14B永磁材料的矫顽力与最小形核场的关系.     

环形Josephson结中圆对称孤子解的微扰分析

本文用微扰方法,研究环形Josephson结中有扰动情形下sine-Gordon方程的圆对称孤子解,得到孤子的动力学方程的解析形式。所得的I—V曲线(第一零场台阶)与数值计算结果符合得很好。 关键词：     

超短沟道MOSFET电势的二维半解析模型

本文根据超短沟道MOSFET的工作原理, 在绝缘栅和空间电荷区引入两个矩形源, 提出了亚阈值下电势二维分布的定解问题. 通过半解析法和谱方法相结合, 首次得到了该定解问题的二维半解析解, 解的结果是一个特殊函数, 为无穷级数表达式. 该模型的优点是避免了数值分析时的方程离散化, 表达式不含适配参数、运算量小、精度与数值解的精度相同, 可直接用于电路模拟程序. 文中计算了沟道长度是45—22 nm的MOSFET电势、表面势和阈值电压. 结果表明, 新模型与Medici数值分析结果相同. 关键词： 半解析法 电势 阈值电压 MOSFET     

基于鞍点法与互易性的远探测波场模拟*

声波远探测中波场是非轴对称的,采用数值算法计算波场会耗费大量时间,无法满足实际测井数据实时处理的需求。为了解决这一问题,该文采用解析法分别计算辐射场和井外界面反射波激发的井内响应。首先利用鞍点法获得井内声源的远场辐射波场,并与实轴积分获得的精确结果进行比较验证解的正确性。然后将反射波等效为集中力的辐射波,利用集中力与井内声源的互易关系获得反射波激发的井内波场解,该解答与有限差分模拟结果一致。该方法为远探测的正演模拟和远探测结果的及时评价提供了有效手段。     

超短脉冲激光烧蚀金属靶热分布的数值解与解析解

研究了超短脉冲激光烧蚀靶材的整个过程,对描述超短脉烧蚀过程热行为的双温度方程进行了分析简化,得出了超快激光烧蚀金属材料的解析解. 以铜靶材为例,对双温度模型的数值解与解析解做了对比分析,得到了靶材温度随时间和深度的变化规律,结果显示解析解的计算结果比较好的符合了数值解的计算结果.     

多孔介质快速干燥过程热质耦合方程的代数显式解析解

对多孔介质快速干燥过程的传热与传质耦合方程组导出了两套代数显式解析特解。这些解首先可以作为计算传热传质学的标准解,用以检验数值计算的准确性、收敛性与稳定性等,还可以启发数值工作者改进计算技巧例如差分格式与网格生成技术等。当然,解析解还会有其相应的理论价值。     

R2Fe14B型永磁材料中第二磁晶各向异性常数对反磁化过程的影响

针对低温下各向同性Pr₂Fe₁₄B永磁材料的最小形核场问题，用数值 计算法和近似解 析解研究了第二磁晶各向异性常数K₂对最小形核场的影响.研究发现，尽管对于 Nd₂ Fe₁₄B永磁材料一级近似的解析解与数值计算结果很接近，但是对于低温下各向 同性P r₂Fe₁₄B永磁材料则至少要用二级近似下的解析解才能与数值计算 结果相接近.用有 关最小形核场的计算结果很好地解释了低温时各向同性Pr₂Fe₁₄B永 磁材料的矫顽力与最小形核场的关系. 关键词： 第二磁晶各向异性常数 形核场 矫顽力     

组合线性弹簧振子中的非线性振动

从拉格朗日方程出发,分析了几种常见的线性弹簧组合,对作非线性振动弹簧振子进行了数值求解.当作微小振动时,正好是几种典型的非线性振动.通过计算得出解析解并与数值解进行了对比.     

大平板瞬态热传导问题的一种新的近似解法

１引言大平板瞬态热传导问题有着广泛的工程应用背景。对于复杂的初边值条件或含内热源问题,以及工程上常见的多层复合平壁对象,分析求解难度很大甚至无法求解。在此类情况下往往采用数值方法。但是单纯的数值解不便于理解影响该问题的各种参数的物理意义。因此,各种近似分析方法得到了发展［１,２］。但在近似精度上,往往难以对整个时间坐标范围都达到较高的精度,这就使得近似解更多地局限于定性分析。此外,对于不同的初边值条件或含内热源问题,近似解的形式相异,降低了解的通用性。增加了求解的工作量。本文提出一种基于矩阵理论…     

幂函数叠加势的径向薛定谔方程的解析解(英文)

当薛定谔方程中出现高次非谐振子势,电偶极矩势,分子晶体势,极化等效势等高次正幂与逆幂势函数以及它们的叠加时,薛定谔方程的求解变得非常复杂,本文采用奇点邻域附近的级数解法与求解渐近解相结合并且通过系数比较法,得到势函数为V(r)=a1r6 a2r2 a3r-4 a4r-6的径向薛定谔方程的一系列定态波函数解析解以及能级结构,并作了适当讨论与结论.     

多段翼型位流的准确解

本文给出了求解多段翼型位流准确解的一种方法。采用求解拉普拉斯方程把多段翼型绕流区域变换成一个有限矩形域,然后把此矩形域变换成多个圆,从而通过求绕多个圆的准确位流解来求得绕多段翼型位流的准确解。本文提供的方法能广泛应用到任意外形的多段翼型位流计算。采用这种方法计算所得的位流压力分布与用其它方法求得的压力分布非常吻合。     

Taylor与Agrawal模型的解析求解与模型比较

 采用解析方法对双导传输线Taylor模型和Agrawal模型进行研究，获得了这两个模型基于平面电磁波激励下的终端负载响应的频域解析解，并证明它们的解析解是相同的，从而得到双导传输线基于平面电磁波激励的终端负载响应的频域解析解公式。Taylor模型和Agrawal模型其实是对同一个解的不同描述，由于Agrawal模型比Taylor模型相对简单，因此在实际应用时可以采用Agrawal模型或频域解析解公式进行求解。应用频域解析解公式和Fourier变换与逆变换技术，可以求得终端电压或电流的瞬时响应解。     

层内突进传质扩散数学模型及求解

针对窜流型油藏的特点,抽象出物理原型,同时考虑纵向和横向扩散,建立层内突进传质扩散数学模型.应用拉普拉斯变换,求得层内突进传质扩散数学模型的解析解,并得到小段塞情况下的解析解.应用通用有限元分析软件,建立层内突进传质扩散的几何模型,并求得层内突进传质扩散数学模型的数值解.绘制层内突进传质扩散数学模型的浓度分布二维剖面及不同时间步的浓度变化剖面;通过无因次距离和无因次浓度关系及孔隙体积与无因次浓度关系可以看出,贝克莱特(Pe)数越大,峰值浓度越高,见剂时间越晚.通过解析解及数值解结合的方法,可加深对传质扩散本质的理解.     

级联掺磷光纤喇曼激光器的解析优化

讨论了二级级联喇曼光纤激光器的解析解和优化设计.通过引入几何平均功率、增益因子和归一化光纤有效长度,将描述泵浦光和斯托克斯光沿喇曼增益光纤分布的微分方程组简化成代数方程组,在对泵浦光采用线性传播近似后,获得了二级级联喇曼激光器的解析解.所获得的解析解同数值模拟结果吻合得很好.利用该解析解可方便和快速地讨论级联喇曼激光器的优化设计,计算不同泵浦功率下的最佳光纤长度、输出光纤光栅反射率和转换效率.泵谱功率越大,最佳光纤长度越短,最佳输出光纤光栅反射率越小.     

一个追线问题的数值解法及推广

对一个追线问题进行了讨论,指出了用解析法求解的局限性和数值解法的优点;并将问题推广到了一般情况,得到了有意义的结果．     

微重力下变内角毛细驱动流研究

本文研究了在满足Concus-Finn条件时,微重力环境下内角沿容器轴线变化时的毛细驱动流问题,建立了变内角的毛细流动控制方程,获得了变内角流动的近似解析解,并与FLOW-3D软件的数值模拟结果进行了对比验证. 计算结果表明,随着时间的增大,近似解析解与数值解的相对误差越来越小,在6 s以后,相对误差不超过5%. 论文研究了不同结构参数对内角毛细流动的影响规律,得出液体前缘位置和液面高度均随内角、接触角、内角斜率和内角幂指数的增大而减小的结论. 在不同时刻,液体的液面高度随着时间的增大而增大,但在初始时刻存在一个常高度,该高度不随时间的变化而变化. 在空间流体管理时,可以根据本文的工作进行容器设计和选择适合的溶液. 关键词： 变内角 毛细驱动流 近似解析解 前缘位置     

Solution Reconstruction on Unstructured Tetrahedral Meshes Using P1 -Conservative Interpolation

This paper extends an algorithm of P¹-conservative interpolation on triangular meshes to tetrahedral meshes and thus constructs an approach of solution reconstruction for three-dimensional problems. The conservation property is achieved by local mesh intersection and the mass of a tetrahedron of the current mesh is calculated by the integral on its intersection with the background mesh. For each current tetrahedron, the overlapped background tetrahedrons are detected efficiently. A mesh intersection algorithm is proposed to construct the intersection of a current tetrahedron with the overlapped background tetrahedron and mesh the intersection region by tetrahedrons. A localization algorithm is employed to search the host units in background mesh for each vertex of the current mesh. In order to enforce the maximum principle and avoid the loss of monotonicity, correction of nodal interpolated solution on tetrahedral meshes is given. The performance of the present solution reconstruction method is verified by numerical experiments on several analytic functions and the solution of the flow around a sphere.     

三维赤道海气振子模型的近似解

研究了一个赤道Kelvin波的方程. 利用变分迭代解法, 得到了其近似解. 变分迭代方法是一个解析方法, 得到的解还能够继续进行解析运算. 关键词： 变分迭代 近似解 Kelvin