同轴线法在小孔径真空元件阻抗测量中的应用北大核心CSCD

粒子加速器中真空元件的阻抗是引起束流不稳定的重要原因。基于储存环的新一代同步辐射光源的设计发射度更小,相应地要求更小的真空盒孔径,进而带来阻抗的显著增加,这就要求在设计阶段对真空元件的阻抗进行准确的评估和优化。阻抗测量是验证阻抗模型准确性的重要手段,而同轴线法是常用的实验室测量方法。对小孔径真空元件同轴线法纵向阻抗测量进行了研究,针对窄带阻抗元件,使用pillbox腔开展了相关的阻抗测量,研究了不同的内导体尺寸对于测量结果的影响,同时基于尾场模拟、散射参数模拟以及本征模模拟对测量结果进行了验证,模拟和测量结果符合很好,并证明原有的内导体导致谐振峰频移的理论分析应用于小孔径元件时存在偏差。此外针对非窄带阻抗元件,对条带冲击磁铁结构进行了同轴线法阻抗测量,研究了内导体对结果的影响,验证了同轴线法测量的有效性。     

上海光源储存环注入段纵向耦合阻抗的计算

对上海光源注入段的纵向耦合阻抗进行了分析计算. 注入段耦合阻抗主要来自镀膜陶瓷真空室及过渡段. 分别用解析法和Mafia数值计算法对其进行了估算,包括窄带阻抗和宽带阻抗的计算. 在对由两个过渡段形成的类腔体进行计算时,没有发现束缚模(Trapped mode); 在对宽带阻抗的计算时,发现它和原先人们常用的宽带共振模型有出入,为配合对微波不稳定性的研究,把宽带阻抗转化成了有效宽带阻抗.     

键合界面阻抗对VCSEL的电、热学特性的影响

采用一电阻层来表征键合界面处的阻抗.通过求泊松方程、电流密度方程、载流子扩散方程以及有源层结压降方程自洽解的方法，计算了VCSEL的电势分布，进而求解热传导方程，得到VCSEL的温度分布.详细分析了键合界面阻抗对晶片键合结构垂直腔面发射激光器内部的电势分布、温度分布以及有源层中的注入电流密度、载流子浓度、结压降和温度沿径向分布的影响.     

主动声纳方程和传播损失及混响级的定义

A.Ainslie发表文章指出传统定义的被动声纳方程严格应用起来与实际情况存在一定的偏差,某些情况下会带来严重的错误。该偏差需通过接收水听器与声源处介质的特征阻抗比来校正。主动声纳方程中存在同样的问题,其与实际情况的偏差需要用接收水听器与声源处的介质特征阻抗比的平方来校正。本文给出主动声纳方程中传播损失和混响级的重新定义,并且给出相应的两种主动声纳方程,两种方程都消除了这种不期望的特征阻抗比偏差。     

磁环中非晶丝的阻抗效应分析

依据Landau-Lifshitz阻尼项和Gilbert阻尼项的磁矩转动方程,提出统一形式的磁化率张量表达式.基于等效磁导率将非晶丝中各向异性的电磁场求解问题转化为等效的各向同性问题,进而分析了套在绝缘磁环或导电磁环中非晶丝的阻抗.采用基于有限元的数值方法仿真磁环中非晶丝的阻抗,仿真结果验证了理论分析结论.理论分析和仿真实验均表明,外磁体的附加阻抗将严重降低阻抗变化率,破坏巨磁阻抗特性.为此,提出采用回路形式降低附加阻抗的方法,并基于仿真实验验证了该方法的有效性. 关键词： 巨磁阻抗效应 非晶材料 Maxwell方程 有限元     

合肥同步辐射光源的束团伸长效应初析

利用新理论，统一阐述了感抗壁效应和微波不稳定性，并着重证明窄带阻抗对束团伸长效应的重要贡献，在此基础上，解释了合肥同步辐射光源的束团伸长效应的初步实验结果，证明了束腔相互作用是导致该光源束团伸长的主要因素。     

0.3 THz TM10, 1, 0模同轴耦合腔链

通过本征方程研究了工作在太赫兹(THz)频段的高次模同轴谐振腔,讨论了TM_{m, 1, 0}模,TM_{m, 2.0}模与TM_{m, 1, 1}模的谐振频率与腔体的几何参数之间的关系,并给出了工作模式的选择依据。在此基础上,提出了一种新型的0.3 THz TM_{10, 1, 0}模同轴耦合腔链,使用等效电路模型和CST-MWS软件对耦合腔链的色散特性、特征阻抗和电场分布等冷腔特性进行了分析和仿真,并着重分析和总结了耦合腔链的几何参数对色散特性和特征阻抗的影响。研究结果表明:对于工作在THz频段的高次模同轴耦合腔链,采用TM_{10, 1, 0}模为工作模式是合理的选择; 工作于2π腔模的0.3 THz TM_{10, 1, 0}模同轴耦合腔链具有较大的特征阻抗,但模式间隔较小,因此可将其应用于窄带太赫兹扩展互作用器件; 增大高次模耦合腔链的耦合槽张角是增大模式间隔的最佳途径。     

热声系统中回热器特征阻抗与传播常数的研究

针对本实验室一台声驱动热声系统,采用传递函数法研究声驱动系统中回热器的特征阻抗和传播常数.通过调节谐振管长度,改变回热器表面的阻抗,从理论上分析了回热器网络传输方程中的声传播常数、特征阻抗与系统网络元件中的阻抗、导纳和流的关系.并且进一步讨论有无换热器以及不同的加热功率对回热器网络参数的影响.结论有利于进一步量化回热器的网络参数.     

各向异性场对三明治膜巨磁阻抗效应的影响

根据具有巨磁阻抗(GMI)效应的实际三明治样品的状况，提出三明治结构作为理论计算的模型，考虑了磁性层的各向异性场，利用一定边界条件下的Maxwell方程和Landau-Lifshitz方程对模型进行了理论计算，得到了阻抗与频率、各向异性场等因素间的函数关系.在此基础上，着重讨论了各向异性场H_k的作用.H_k的大小、方向均会对GMI效应造成影响，最佳的H_k应在400A/m左右，位于面内并与电流垂直.还证实了三明治结构中磁性层的磁致伸缩只会减弱G 关键词： 巨磁阻抗(GMI)效应 三明治膜 Maxwell方程 Landau-Lifshitz方程     

自然的改进型节点电压方程

通过对节点导纳矩阵的进一步分析,得出节点电压方程一种新的形式,用节点电压方程能够直观地从电路图直接绘制出信号流图而不需列写KCL,KVL和器件方程.类似的,通过圈阻抗矩阵的分析,也得到了新形式的圈电流方程.     

基于压缩感知理论的逆合成孔径雷达抗欺骗干扰方法

针对逆合成孔径雷达(ISAR)成像对抗中的基于数字图像合成(DIS)技术欺骗干扰方法,在分析现有基于频率调制率微调的抗DIS欺骗干扰方法工程实现方面缺陷的基础上,通过将基于压缩感知理论的随机抽取采样和稀疏重构方法融入到信号接收和处理部分中,提出了基于压缩感知理论的改进抗DIS欺骗干扰方法,进一步提高基于频率调制率微调抗DIS欺骗干扰方法的工程实用性。仿真实验结果显示了基于压缩感知理论的改进抗DIS欺骗干扰方法的有效性。     

超分辨率图像重构技术在航天器相对位置测量中的应用

以两颗航天器间相对位置参数测量为研究对象,确定了基于单目计算机视觉及目标特征的测量方案,提出了基于超分辩率图像重构技术的航天器间相对位置的高精度测量方法。分析讨论了图像传感器的观察模型、图像传感器及光学测量系统的点扩散函数、配准方法、重构原理及方法。利用地面试验验证了该方法的正确性。试验结果表明:该方法与基于单帧图像及目标特征的方法、基于插值的方法相比较,在测量精度及稳定性等方面都有了较大的提高;与基于单帧图像及目标特征的方法相结合,不仅可以保证在不同作用距离上相对位置的高精度测量,而且具有较高的测量稳定性和可靠性。     

基于改进格林元的压裂水平井动态分析方法

以建立高效的动态分析方法为出发点，以边单元作为求解点，改进传统的格林元方法，减少未知数和求解矩阵维度；并提出基于改进格林元的加密网格加密方法，保证考虑复杂裂缝网络的压裂水平井动态模拟的早期精度.退化模型与半解析解、数值模拟结果进行对比，验证本文基于加密网格的改进格林元方法的准确性和动态分析的高效性.最后进行动态响应的敏感性分析，结果表明：①格林元方法是一种高精度的动态模拟方法，将求解节点设置在网格的边上可以提高压裂水平井动态模拟的速度；②改进格林元方法的加密基于叠加原理，不需要通过插值近似，其求解精度高.在相同加密网格条件下，基于本文改进格林元方法的加密效果比有限差分加密效果更佳；③复杂裂缝导流能力、改造区渗透率提高倍数、改造区大小等参数对压裂水平井动态特征影响较大，在动态分析和参数反演时，应着重考虑这些因素的影响.     

New interpolation technique for the CIP method on curvilinear coordinates

We propose a new interpolation technique for the CIP method applied to curvilinear coordinates. The CIP method can hardly maintain third-order accuracy on curvilinear coordinates. The reason for the degeneracy in accuracies has not been discussed in detail. This paper reveals the problems of the CIP method on curvilinear coordinates and presents an improved CIP method to solve the advection equation accurately. The features of the presented method are: (1) the metric computation on the upwind stencil is defined in the same manner as in the advection phase of the CIP method; and (2) gradient values in the physical domain in the computation on the curvilinear coordinates are used. Various test problems show that the improved CIP method has approximate third-order accuracy.     

Fresnel diffraction method with object wave rotation for numerical reconstruction of digital hologram on tilted plane

We present a new method for numerically reconstructing holography image on tilted planes within the Fresnel domain. The method is based on the Fresnel diffraction algorithm and object wave rotation transform. By suitable rotation the object wave on recording plane and once fast Fourier transformation this method can be implemented. The proposed method can render the real image of the hologram not only on parallel plane but also on the tilted. Experimental results are presented to demonstrate the method for a single axis rotation.     

A stiffness equation transfer method for natural frequencies of structures

A stiffness equation transfer method is proposed for obtaining vibration frequencies of structures. This method is an extension of the finite element-transfer matrix (FE-TM) method. In the present method, the transfer of state vectors from left to right in the ordinary FE-TM method is changed into the transfer of stiffness equations of every section from left to right. This method reduces the propagation of round-off errors produced in the ordinary transfer matrix method. Furthermore, the drawback that the number of degrees of freedom on the left boundary must be the same as that on the right boundary in the ordinary FE-TM method, is now avoided. Besides, this method finds out the values of the frequency by Newton-Raphson iteration method, so no plotting of the value of the determinant versus assumed frequency is necessary. An IFETM—W program based on this method for use on an IBM PC586 microcomputer is developed. Finally, numerical examples are presented to demonstrate the accuracy as well as the potential of the proposed method for free vibration analysis of structures.     

Lagrange方法基于保正性的时间步长

对交错网格上Lagrange预估-校正显示格式的时间步长选取提出新的方法.与经典CFL稳定性理论时间步长选取方法不同,新方法考虑了原始微分方程组的非线性效应,并基于物理量保正性给出了自适应的时间步长选取方法.数值实验验证了该方法有效.     

内外流一体化飞行器动导数数值预测

研究内外流一体化飞行器通流模型和带整流罩模型，考核强迫振荡法和自激振荡法在内外流一体化飞行器上的适用性，详细分析时间步长、振荡频率等参数对动导数的影响.研究发现，强迫振荡法在内外流一体化飞行器动导数预测中具有较好的适用性，但与常规的纯外流飞行器相比，时间步长的选取、计算时间及振荡频率等参数的选择都有较大不同.对常规的纯外流飞行器，自由振荡法的预测结果与强迫振荡法符合较好，但对内外流一体化飞行器外形，两者相差50%以上，差异的来源及产生的机理尚需开展深入的研究.     

基于非线性偏微分方程的灰度图像骨架线提取方法

基于变分法提出用于计算灰度图像梯度矢量场的非线性偏微分控制方程,利用图像梯度矢量场的拓扑性,可实现骨架线的提取。该方法的主要优点是它的简单性,可直接应用于灰度图像,不需要任何的分割处理。把提出的方法应用于牛顿环干涉条纹中,并与广泛使用的分块二值化细化算法和极值跟踪法进行了比较,实验结果表明了本方法的良好性能。     

三维非匹配网格上的扩散方程数值求解

将子网格剖分的支撑算子方法,拓展应用于三维非匹配网格上的扩散方程求解.算例表明该方法在正交非匹配网格上能够精确获得线性解;在一般非匹配网格上可以达到二阶精度;在求解曲面网格和节点不共面网格时,精度比平面近似的方法要高,也可以达到2阶精度,同时也适合求解含有物质界面的混合介质网格.