非保守耦合系统的耦合损耗因子

研究利用子结构的导纳计算非保守耦合系统的耦合损耗因子的方法。首先,利用经典保守耦合系统统计能量分析能量平衡方程的形式,推导了非保守耦合系统中耦合损耗因子与结构振动能量比的关系;然后,给出了利用子结构的导纳计算结构振动能量比的方法;最后,实验测量了非保守耦合系统的耦会损耗因子,并与理论预测值比较。结果表明,理论预测和实验测量结果的一致性很好。     

相似耦合系统的统计能量分析

根据相关或互不相关激励条件下非保守耦合系统的统计能量分析原理，建立了两个相似的ＳＥＡ系统之间的能量关系，提出了由已知系统预估未知相似系统的ＳＥＡ方法。通过对保守和非保守耦合情况下板－梁和板－边框两个相似耦合系统的研究，分别从理论和实验上论证了这种方法的合理性。作为方法的应用，本文研究了两个相似切削系统的切削噪声问题，研究结果表明，理论分析和实验结果有很好的一致性，该方法可以有效地用于复杂耦合系统动态问题的研究。     

非保守耦合系统的等效内损耗因子

本文利用经典统计能量平衡方程的形式研究了非保守耦合系统的能量平衡机制，从而得到了等效内损耗因子的计算公式；同时给出了等效内损耗因子的工程计算方法。以双振子非保守耦合系统为例，通过数值计算，研究了耦合参数对等效内损耗因子的影响。结果表明：等效内损耗因子出现负值是非保守耦合系统能量平衡的必然结果。     

非保守耦合系统的统计能量分析原理

传统的统计能量分析(SEA)理论不能解决非保守耦合系统的能量分析问题。本文在非保守耦合振子的能量分布与功率流特征的研究基础上,推导了互不相关随机激励条件下非保守耦合系统的功率平衡方程式及各有关功率项的计算式,建立了非保守耦合系统的统计能量分析理论。研究结果表明,保守耦合仅是非保守耦合的一个特例,耦合阻尼对非保守耦合系统的能量分布和功率流的特征有着显著的影响,只有在耦合阻尼远小于系统内阻尼时这种影响才可近似忽略。作为理论的一个应用实例,本文对非保守耦合板的能量问题进行了理论和实验研究。     

负损耗因子的成因分析

本文根据双耦合系统的经典统计能量平衡方程分析了利用该方程进行ＳＥＡ参数测量中产生负损耗因子的可能性；通过对双非保守耦合线性振子的振动分析，从理论上分析了负损耗因子形成的条件。结果证明：非保守强耦合是产生负损耗因子的必要条件；而测量频率带宽内不同时包含两振子的固有频率或两振子的参数存在较大差异是产生负损耗因子的充分条件。负损耗因子的绝对值随耦合参数的增大而增大。     

相关激励形式下保守和非保守耦合振子的能量分布与功率流

作为相关输入形式下保守或非保守耦合系统统计能量分析的基础,本文主要研究耦合振子在比例相关输入条件下的能量分布与功率流.在推导了相关输入条件下耦合振子间的功率流与振子能量的基本关系式和功率平衡方程式及振子能量比的表达式之后,本文分别详细讨论了保守耦合振子和非保守耦合振子系统的能量分布和功率流问题,并与互不相关输入时耦合振子的能量分布与功率流的特点进行了比较,对于各种耦合阻尼情况下的振子能量分布与功率流也进行了数值计算,研究结果表明,相关输入下耦合振子的能量分布与功率流的特征与互不相关输入时的特征有着显著的差别.     

复杂结构的损耗因子和耦合损耗因子的测量方法

本文介绍利用测量结构振动能量比，测量组装结构的损耗因子和耦合损耗因子的方法。这种方法既适合于保守耦合结构，也适合于非保守耦合结构。这种方法的优点是同时可测量得到结构损耗因子、耦合损耗因子和间接耦合损耗因子，而不需要知道各子结构的模态密度。耦合损耗因子不仅包括共振传输而且也包含低频的非共振传输的影响。利用这种方法测量了转动机械系统的损耗因子和耦合损耗因子并用修正的统计能量分析平衡方程预测了结构振动响应。然后与实测的结构振动平均响应比较，一致性非常好。     

三串联非保守耦合振子功率流Ⅰ：理论

本文推导了稳态随机力激励下的三串联非保守耦合振子功率流表达式。理论分析表明，三串联非保守耦合振子功率流同三串联保守耦合振子功率流表示式类似，它包括直接功率流和间接功率流两项，直接功率流和间接功率流分别与直接耦合和间接耦合振子的存储能量差成正比，比例系数是振子参数和耦合参数的函数。     

间接耦合机械结构之间的耦合损耗因子

本文利用双端口法推导了强耦合或相互处于振动波近场范围内的机械结构中间接耦合结构之间的耦合损耗因子的计算公式。用考虑了间接耦合损耗因子的修正统计能量分析的能量平衡方程预测了转动机械结构响应，预测结果与实验测量结果之间的一致性优于用经典统计能量分析法预测的振动响应。     

棒板耦合结构的振动能量传输研究

本文以棒、板耦合结构为例,从理论和实验上证明和验证了统计能量方法对强耦合结构仍然适用;进而又对该结构的耦合损耗因子进行了较为详细的计算和讨论,并与弱耦合条件下的统计能量方法结果进行了比较,得出了该方法适用的条件以及在低模态密度情况下耦合损耗因子的表示式;最后通过大量实验对所得结论进行了验证,结果是令人满意的。     

线耦合平板瞬态高频振动响应预报

提出了一种用于线耦合平板瞬态高频振动分析的预报方法.基于瞬态统计能量分析,从子系统能量平衡方程的动力学相似性,推导出了时域尺度变换法则:在时间尺度上进行缩尺变换,而损耗因子相应地成反比变换。在此基础上,针对线耦合平板的能量传递特点,导出了两种不同变换方式:一种对结构的材料参数进行变换,另一种对结构的几何参数进行变换。采用两种连接方式的线耦合平板模型对时域尺度变换方法进行数值验证,结果表明该方法能以较高的计算效率准确获得结构的瞬态高频振动响应。      

激光作用下薄膜中的电子-声子散射速率

激光功率密度达到太瓦级时，光学激光薄膜破坏中雪崩机制占主导地位. 研究雪崩破坏机理，必然涉及到电子吸收激光能量的速率和电子损耗能量的速率，这些都与电子和声子的散射有密切的联系. 所以，电子受到的散射速率是研究雪崩机制的前提和基础. 本文分析了截断散射声子波矢对散射速率的影响，得到散射速率与电子能量的依赖关系，与其他理论及实验结果一致. 同时还对耦合参数进行了修正，得到了依赖声子波矢的耦合参数，修正结果表明在不改变散射速率与高能电子能量依赖关系的基础上，散射速率整体降低了. 关键词： 激光 薄膜 电子 声子     

圆锥形喷管的脉冲激光推进能量相似律数值模拟

 为了验证理论分析得到的圆锥形喷管在单脉冲条件下的激光推进能量相似律,用2维轴对称辐射流体动力学方法,计算得到了不同构形的推进性能参数,分析了锥角、长度、无量纲因子、入射激光能量对冲量、冲量耦合系数的影响。计算揭示的激光推进能量相似律合理,在理论模型可以描述的范围内,其定性规律与理论分析、实验结果之间相互印证。结果表明：当锥角固定时,冲量和冲量耦合系数随无量纲因子先增大后减小,极大值对应的无量纲因子仅与气体比热比相关;当无量纲因子固定时,冲量随入射激光能量增加而增大,冲量耦合系数受激光能量的影响很小,冲量和冲量耦合系数均随锥角增大而单调减小。     

含时滞的非保守系统动力学的Noether对称性

提出并研究含时滞的非保守系统动力学的Noether对称性与守恒量. 首先,建立含时滞的非保守系统的Hamilton原理,得到含时滞的Lagrange方程;其次,基于含时滞的Hamilton作用量在依赖于广义速度的无限小群变换下的不变性,定义系统的Noether对称变换和准对称变换,建立Noether对称性的判据;最后,研究对称性与守恒量之间的关系,建立含时滞的非保守系统的Noether理论. 文末举例说明结果的应用. 关键词： 时滞系统 非保守力学 Noether对称性 守恒量     

事件空间中非完整非保守系统的守恒量存在定理及其逆定理

提出了事件空间中非完整非保守系统守恒定律构成的一般途径.首先，列写系统的运动微分方程，给出积分因子的定义.其次，详细地研究了守恒量存在的必要条件，并建立了事件空间中非完整非保守系统的守恒量存在定理及其逆定理.最后，举例说明结果的应用. 关键词： 事件空间 非完整非保守系统 积分因子 守恒定理     

二模谐振子能谱研究

通过对非耦合谐振子系统能谱、非耦合与坐标耦合共同组成的谐振子系统能谱、非耦合与动量耦合共同组成的谐振子系统能谱、非耦合与坐标动量交叉耦合共同组成的谐振子系统能谱和非耦合与压缩项耦合共同组成的谐振子系统5种谐振子能谱进行求解时,通过分析比较发现:其一,对存在非对易参数的能级差的解时,当非对易参数为零时,所求的哈密顿量能级差的解与非耦合谐振子能谱能级差的解相似,从而验证了求解结果的正确性;其二表明了坐标耦合系数、动量耦合系数和压缩性系数都对共同组成的谐振子系统能谱的能级差产生了影响;其三,对非耦合与坐标动量交叉耦合共同组成的谐振子系统能谱而言,坐标动量交叉耦合系数和非对易参数都没有对交叉耦合谐振子的能级差产生任何影响.对多种耦合系统谐振子能谱进行求解,覆盖面广,分析全面.     

超宽带天线中同轴到平板过渡研究

 从理论上分析了渐变式传输线阻抗变换的反射与频率的关系，进而分析了同轴到平板过渡的电压驻波比关系式； 用3维FDTD方法动态模拟了瞬态脉冲信号在同轴到平板过渡中的传输过程，分析了信号在过渡中的损耗，设计了具有高功率容量的渐变式同轴到平板过渡和TEM喇叭天线，对渐变式同轴到平板过渡的反射和带过渡结构的天线方向图进行了测量。实验表明瞬态脉冲信号经过同轴到平板过渡没有产生畸变，适当选择过渡长度可使脉冲传输效率大于85%。实验结果验证了理论和数值模拟的结果。     

涂层超导体无线能量传输理论研究与实验验证（英文）

近年来,随着2007年强磁耦合谐振式无线能量传输实验的成功,无线传能(WPT)受到科学界越来越广泛的关注.强磁耦合谐振式无线传能可以实现中距离、非辐射和高效率的能量传输,本文基于这种方式,将高温涂层超导体用于无线能量传输系统,期望利用其相对于传统导体低得多的电阻率提高系统的效率;利用公式分析了超导无线传能系统的能量损耗,并通过相关的数值分析和实验的方法验证了计算公式的正确性.描述了实验电路的搭建,包括能量供应、高频驱动电路和谐振线圈的制作.同时,本文利用常用的电路仿真软件Multisim,研究了WPT系统的传输效率、传输功率和传输损耗随传输距离的变化规律.结果表明:WPT系统的工作性能与传输距离密切相关,并且存在一个最佳的传输距离,而且这个距离与谐振线圈的材料无关.     

旋转圆柱壳体切削噪声的统计能量分析

用传统的理论或实验方法研究切削过程中各个声辐射体对总体切削噪声的贡献比较困难和繁杂.本文利用相关输入下非保守耦合系统的统计能量分析原理对薄壁圆柱壳体的切削噪声进行了研究.对于该原理所涉及的参数估计理论或测量技术以及建模等其他重要问题也进行了讨论和说明.研究结果表明,切削噪声主要产生于工件的声辐射,统计能量分析法可以成功地应用于大型圆柱壳体切削噪声的研究之中.     

Duffing振子型结构声系统中声能量非互易传递的建模和实验研究

声能量非互易传递机理及声非互易系统构建是近年来声学领域的研究热点.本文开展了由非线性薄膜和两个不同尺寸声腔组成的实验系统中声能量非互易传递的实验研究.该系统利用简化为Duffing振子的薄膜频响函数的不对称性,实现了声能量的非互易传递.采用复化平均法获得系统频响函数的渐近解,理论计算结果与实验测量结果吻合.理论计算和实验结果表明:该系统理论上存在最大9.1倍的非互易量,实验测得的最大非互易量为4.3倍,归一化跳变区频率带宽为0.56.研究结果揭示了实验系统中声能量非互易传递机理,为实现空气介质声系统中声能量的非对称传递提供了一种新方法.