非平衡磁控溅射系统磁场的半解析法

应用电磁场分析中的一种新方法——半解析法,对一种典型的非平衡磁控溅射系统进行了磁场分析. 结果表明,应用半解析法计算,求解变量少、方法简单,而且计算精度高,该方法相对于等效源法有严密的理论依据,标量位函数的表达式为级数解析式,有利于场强的计算,更有利于优化设计. 关键词： 非平衡磁控溅射 半解析法 标量磁位 磁场强度     

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。     

三维声场边界元法几乎奇异积分问题分析

以三维声场问题为例,提出一种准确计算高阶单元几乎奇异积分的半解析算法.首先分析高阶单元几何特征,构造近似几何量,然后应用扣除法,将奇异积分核函数分解为规则核函数与近似几何量表达的奇异核函数.规则核函数积分采用常规Gauss数值积分计算,奇异核函数积分采用半解析算法计算.给出三维声场内问题和外问题经典算例,计算了近边界点的声压,结果证明本文半解析算法的有效性和准确性.     

部分浸没圆柱壳声固耦合计算的半解析法研究

部分浸没圆柱壳-流场耦合系统的声振分析是一种典型的半空间域内声固耦合问题,其振动及声学计算目前主要依赖于数值方法求解,但无论从检验数值法还是从机理上揭示其声固耦合特性,解析或半解析方法的发展都是不可或缺的.本文提出了一种半解析方法,先将声场坐标系建立在自由液面上,采用正弦三角级数来满足自由液面上的声压释放边界条件;接着基于二维Flügge薄壳理论建立了以圆柱圆心为坐标原点的壳-液耦合系统的控制方程;然后再利用Galerkin法处理声固耦合界面的速度连续条件,推导得到声压幅值与壳体位移幅值之间的关系矩阵并求解该耦合系统的振动和水下声辐射.与有限元软件Comsol进行了耦合系统自由、受迫振动和水下辐射噪声计算结的对比分析,表明本文方法准确可靠.本文的研究为解析求解弹性结构与声场部分耦合的声振问题提供了新的思路.     

互易定理计算分层半空间上方任意取向偶极子的远区场

利用互易定理推导了考虑直达波和界面反射波时半空间分层界面上任意取向偶极子在上半空间远区辐射场的解析表达式. 进一步考虑电偶极子距离分界面为某一高度情形, 在考虑直达波和反射波程差基础上导出相应辐射场公式. 辐射场解析表达式中分层半空间TM和TE波反射系数可以通过连分数方法或传播矩阵法计算获得. 本文推导过程物理概念清晰, 所得解析结果适于计算观察点远离界面情形下偶极子的远区辐射场. 数值计算结果表明, 利用本文结果可以快速分析半空间上方任意取向偶极子的远区辐射场.     

Feshbach共振下BCS-BEC渡越量子分析

考虑一个涵盖分子间相互作用的多体模型,给出一种半解析计算模型中费米原子对转化成玻色分子转化率的有效方法.这种方法主要使用独立交叉近似,并在平均场理论下推导出一个精确计算转化率的解析公式.对比分析证明,该解析公式的计算结果得到多体模型的数值分析的支持,并与Rice小组的⁶Li实验能够很好的吻合.     

基于量子微扰的AlGaN/GaN异质结波函数半解析求解

基于量子力学微扰理论的分析，得到AlGaN/GaN异质结波函数的半解析模型.给出了模型的理论分析和计算结果.对于相同问题，给出了与差分算法的对照结果.与传统的差分方法相比，半解析方法具有收敛性强、大规模问题计算效率高的特点，更适合作为AlGaN/GaN异质结量子阱的求解算法. 关键词： AlGaN GaN 量子阱 薛定谔方程     

非线性波动方程的新数值迭代方法

提出了一种新的求解非线性波动方程的数值迭代法,它是一种半解析的方法.与完全的数值计算方法扰法相比,它能够考虑各阶谐波的相互作用,且能够满足能量守恒定律.用它研究了非线性声波在液体中的传播性质,结果表明,在微扰法适用的声强范围内迭代法也适用,在微扰法不适用的一个较宽的声强范围内迭代法依然适用.     

表面电荷法平面元电荷系数的半解析解法

针对在线性及高次电荷估计下,表面电荷法中全解析法对平面元电荷系数求解和实现较复杂的问题,提出一种半解析法.将系数积分由局部坐标系变换到整体坐标系下分离参数的二重积分,利用内层积分存在解析解的特点,将二维问题降为一维,方便数值积分计算.对于对数奇异积分问题采用辅助函数法消除.通过算例与全解析法计算精度进行比较,结果表明,在一定的单元划分下,可达到很高精度,具有一定可行性.     

基于半解析递归卷积的通用色散介质FDTD方法

基于数字信号处理中的半解析递归卷积（SARC）算法,提出了一种用于色散介质电磁特性分析的半解析递归卷积时域有限差分方法（SARC FDTD）. 该方法既保持了FDTD方法处理复杂目标的灵活性,又吸取了线性系统SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内存、高效率等优点,只需给出色散介质模型的极点和对应系数,即可运用SARC FDTD递推公式和通用程序进行计算,具有较好的通用性. 通过Debye,Drude和Lorentz三种常用色散介质模型对算法进行了验证. 关键词： 时域有限差分 色散介质 半解析递归卷积     

定轴转动带电体的远区磁场分布

类比定轴转动刚体转动惯量以及电偶极子电场的计算方法，得出定轴转动带电体的磁矩及其远区磁场分布。     

永磁体空间磁场的分析计算及其在永磁磁力轴承中的应用

在介绍三种永磁体空间磁场计算模型的基础上,利用泛函理论分别推导出等效磁荷模型和等效电流模型对应的变分形式,并就等效磁荷模型详细地介绍了有限元法．由于等效磁荷模型使用仅有一个自由度的标量磁位,因而计算起来比具有三个自由度的矢量磁位的等效电流法更简便．从永磁磁力轴承磁场的计算算例中可以看出,用等效磁荷模型的有限元法计算永磁体空间磁场是非常简便和有效的．     

磁场强度H与磁介质无关的充要条件及其应用

推导出磁场强度H与磁介质无关的充要条件，获得了一种计算有介质存在时磁感应强度B分布的简单方法．     

用对比法研究涡旋电场

从电流的磁场公式和涡旋电场的环流公式出发．用对比方法得出计算涡旋电场的一般公式，并解答几个基本问题。     

Helmholtz线圈、直螺线管及圆电流磁场均匀性分析的简单公式

采用由 Ｈｅｌｍ ｈｏｌｔｚ 线圈、直螺线管及圆电流对称轴上的磁场来计算轴外磁场的方法,求得磁场均匀性的简单公式,并对计算结果进行了讨论．     

共轴三线圈磁场的均匀性

给出用平行共轴不等大等电流的三个圆线圈形成匀强磁场的方法．文中给出了三线圈形成匀强磁场的条件,并且通过数值计算全面分析了三线圈磁场的均匀性．与Helmholtz线圈磁场比较显示,三线圈的磁场无论在强度方面,还是在磁场均匀性方面都明显优于Helmholtz线圈的磁场．     

磁场中夸克物质的黏滞系数

研究了磁场中夸克非轻子弱作用过程的反应率和黏滞系数. 改进了在弱磁场情况下的近似计算方法, 给出了非轻子过程的反应率与夸克物质的体黏滞系数的表达式, 显示出在弱磁场情况下, 黏滞系数的温度依赖关系与零磁场情况下一致, 但黏滞系数的大小依赖磁场的强度.     

微扰法计算中等强磁场中氢原子的能级

本文在考虑氢原子轨道运动磁矩与磁场之间、自旋磁矩与磁场之间和感生磁矩与外磁场之间的相互作用的基础上,根据角动量和球谐函数的性质,应用简并态微扰方法研究了在中等强磁场中氢原子的能级,给出了计算中等强磁场中氢原子的一级近似能级的方法,具体计算了 T范围内氢原子 的各能级的数值,结果与有关文献给出的理论计算值是相近的,表明本文所给出的方法是简单的、计算结果是正确的。     

用级数拟合求圆电流磁场解析解

采用将圆电流磁矢势表达式中一部分展成分数，使被积函数变成可积分的函数，用解析函数拟合积分的级数，代替无穷级数求和运算，得到可以计算圆电流在空间任保一点磁场的解析解，解决了计算非近轴区圆电流磁场问题。