多失效模式下的模式重要性测度及解法

针对工程中普遍存在的多失效模式系统可靠性问题,为提高或改进设计,需要研究失效模式对系统不确定性的影响因素。基于前人提出的基本变量重要性测度,提出了三种模式重要性测度:模式对系统失效概率的重要性测度、模式对系统响应量概率分布的重要性测度和模式功能函数与系统功能函数的相关系数。这三种模式重要性测度从不同的角度反映了失效模式对多模式系统不确定性的贡献。初步讨论了三种模式重要性测度的性质以及其所服务的工程目的,同时给出了模式重要性测度的标准数字模拟求解方法。根据本文提出的模式重要性测度,可以得到模式对系统不确定性的贡献的排序,从而为可靠性设计提供指导。给出了数值算例和工程算例,以说明所提出的模式重要性测度的合理性和可行性。     

各向异性的非相干矢量光束的传播特性

利用坡印亭矢量,研究了相干性为各向异性的非相干矢量光束在自由空间的传输特性,得到了光束横截面上能量分布及演化,导出了角偏振光束中心出现能量峰值的条件,详细分析了相干性对偶极子光束能量旁瓣的影响,并发现各向异性的偶极子光束具有三种不同的演化形式,得到了具体判据.     

含Cr铜基粉末冶金摩擦材料的磨损图研究

利用粉末冶金技术制备出铜基粉末冶金摩擦材料,研究在干摩擦条件下,制动能量和摩擦组元Cr含量变化对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能及磨损图的影响.根据线磨损量的变化,构建出以制动能量和摩擦组元Cr含量为变量的线磨损量图,主要包含三个区域:低磨损区、中磨损区和高磨损区,并建立出各区域边界转变方程;结合磨损表面、亚表面以及磨屑形貌的观察与分析,确定线磨损量图中各区域的主导磨损机理,由此建立出对应线磨损量图的磨损机理图,即犁削和轻微氧化磨损(低磨损区);严重氧化磨损和犁削(中磨损区);剥层磨损(高磨损区).希望该磨损图为含Cr铜基粉末冶金摩擦材料的实际应用提供一定的理论参考.     

Numerical study on the gas heating mechanism in pulse-modulated radio-frequency glow discharge

The gas heating mechanism in the pulse-modulated radio-frequency(rf) discharge at atmospheric pressure was investigated with a one-dimensional two-temperature fluid model. Firstly, the spatiotemporal profiles of the gas temperature(T_g)in both consistent rf discharge and pulse-modulated rf discharge were compared. The results indicated that T_gdecreases considerably with the pulse-modulated power, and the elastic collision mechanism plays a more important role in the gas heating change. Secondly, the influences of the duty cycle on the discharge parameters, especially on the T_g, were studied.It was found that T_gdecreases almost linearly with the reduction of the duty cycle, and there exists one ideal value of the duty cycle, by which both the T_gcan be adjusted and the glow mode can be sustained. Thirdly, the discharge mode changing from α to γ mode in the pulse-modulated rf discharge was investigated, the spatial distributions of T_gin the two modes show different features and the ion Joule heating is more important during the mode transition.     

Effects of Sodium Dodecyl Sulfate on a Single Cavitation Bubble

Dynamics of a single cavitation bubble in sodium dodecyl sulfate(SDS) aqueous solutions is investigated experimentally and theoretically. The bubble pulsation is measured by a phase-locked integrated imaging technique,and the ambient radius is obtained by fitting the numerical calculation based on the Rayleigh–Plesset bubble dynamics model to the experimental data. The results show that, under the same driving condition, the ambient radius of the cavitation bubble decreases correspondingly with the increase of SDS concentration within the critical micelle concentration, while the compression ratio of the radius increases, which indicates that the addition of SDS decreases the internal molecular number of the cavitation bubble and increases the power capability of the cavitation bubble. In addition, bubble oscillation increases the concentration of the surfactant molecules on the bubble wall, so that the effect of SDS on a single cavitation bubble is reduced when the SDS concentration is greater than 0.8 m M.     

带工具的高能聚焦超声变幅杆的有限元分析

在分析高能聚焦超声原理的基础上，本文研究了高能聚焦超声技术，并且对安装工具后的变幅杆进行了有限元分析。试验表明，高能聚焦超声技术在清洗、焊接领域具有高效、可连续工作的优势。     

Simulation of Aerodynamic Performances of Flexible Flapping Wing Airfoils北大核心CSCD

与固定翼相比,在低速、小Reynolds数条件下,扑翼飞行具有显著的气动性能优势,受到越来越多的重视。然而,目前对扑翼翼型的研究以刚性翼型为主,对柔性翼型气动性能认识还不清楚。该文建立了柔性椭圆翼型的流固耦合仿真模型,分析了不同风速、迎角下柔性椭圆翼型的周围流场、变形以及气动性能。仿真结果表明,较刚性翼型,柔性翼型延缓了尾涡脱落时间,有效降低升力扰动振荡频率;柔性翼型显著抑制了尾流流场的扰动,降低升力扰动振荡幅值,合适的弹性模量翼型使得扰动振荡完全消除。研究结果可为软飞行器气动设计提供参考。     

Frequency bands of negative refraction in finite one-dimensional photonic crystals

We have discussed theoretically the negative refraction in finite one-dimensional (1D) photonic crystals (PCs) composed of alternative layers with high index contrast. The frequency bands of negative refraction are obtained with the help of the photonic band structure, the group velocity and the power transmittance, which are all obtained in analytical expression. There shows negative transverse position shift at the endface when negative refraction occurs, which is analysed in detail.     

左手系材料界面上的非线性TE电磁波

针对电磁波在非线性左手系材料中的传播性质, 分别研究了左、右手系材料界面以及两左手系材料界面上非线性TE表面波的传播行为讨论了导波的频率特性、色散关系以及群速度随频率的变化规律分析表明,两种界面上的非线性TE表面波均存在频率通带和禁带,且带宽是传播功率的函数揭示了在一定条件下,左、右手系材料界面上既可以支持正向传播的非线性TE表面波,也可以支持反向传播的非线性TE表面波;两左手系材料界面上表面波的传播性质因材料参量的变化差异较大,一定参量条件下,该界面上仅支持反向传播的非线性TE表面波.     

基于拓扑与形状优化的小型化金属天线设计方法

天线小型化设计需要基于先进的设计方法,基于拓扑优化的设计往往存在灰度单元,因此设计结果无法直接应用,需要进一步规整设计。而对于电磁金属结构,粗糙的规整方法会引起结构性能的很大变化以致偏离最优结果。提出一种拓扑优化和形状优化相结合的方法,用于金属天线结构的小型化设计。该方法通过拓扑优化获得金属天线结构的概念构型,进而利用形状优化对概念构型进行边界规整和精细化设计。形状优化方法采用多控制点贝塞尔曲线描述拓扑概念构型,通过贝塞尔曲线控制点的移动实现天线构型的调控。给出了贝塞尔曲线控制点的设置原则,基于拓扑优化得到场量分布结果,利用较少的贝塞尔曲线控制点实现天线拓扑构型结构特征的有效调控。该方法可以获得无灰度单元残留的拓扑结果,同时可有效避免密度阈值规整方法中天线性能改变的问题,并且获得的拓扑构型边界光滑。数值算例表明拓扑优化和形状优化相结合方法的有效性。此外,该方法可拓展到其他类型电磁器件的优化设计中。