混合表面等离子体激元的纳米激光器设计

为了实现纳米激光器的性能优化，设计了一种基于纳米线、半圆形氟化镁、三角形空气槽和金属脊结构的纳米激光器模型。模型中耦合在低折射率电介质层中的SPP模式和纳米线波导可以在低折射率间隙下像电容器那样存储光能，从而使低折射率的空气槽场强明显增大。应用有限元法在COMSOL Multiphysics软件下，分析了该纳米激光器模型的电场分布、模式特性、品质因数和增益阈值随着设计结构几何参数变化的规律，通过各部分折线图的综合分析来得出模型性能的数据。分析表明：该模型的光场约束能力较强且传播损耗较低，其中归一化面积最小可达到0.004 8，有效传输损耗最小可达到0.002。波导模场区域和限制因素表明，该激光器模型可以实现输出光场的亚波长约束。该模型基本实现了低增益阈值、低传输损耗和高品质因数的要求。     

一维瞬态辐射传输的有限元法模拟

随着超短脉冲激光的快速发展,吸收散射性介质内的瞬态辐射传输引起了人们的广泛关注.本文基于离散坐标法和最小二乘有限元法(LSFEM),提出了模拟多维吸收散射性介质内瞬态辐射传输的数值模型.该模型有效地克服了在标准Galerkin有限元法(GFEM)中发生的伪振荡现象,在时间步长较大的情况下仍然可以得到光滑无振荡的解.而且,最小二乘法产生的求解系数矩阵是对称正定的,与GFEM中的系数矩阵相比,仅需要存储一半的非零系数,可以应用许多高效的迭代求解方法进行求解.为了检验模型,本文研究了一维吸收散射性介质内瞬态辐射传输问题,其结果与蒙特卡洛法(MCM)和积分模型法(IE)的结果进行了比较,结果证实:本文的方法可以精确、高效地模拟参与性介质内的瞬态辐射传输.     

金刚石膜厚度尺寸对热残余应力的影响

 采用有限元方法对钼基体上不同厚度（20~1 000 μm）金刚石膜的热残余应力进行了全面的模拟与分析，得出了它们在膜内分布的等值线图，研究了金刚石膜厚度尺寸对整个膜内的最大主拉应力和界面处每个应力分量最大值的影响。结果表明：在整个膜内，最大主拉应力的位置出现在膜的表面、界面或侧面，其值随膜厚度的增加而增大；在界面处，最大轴向应力随膜厚度的增加而增大，而最大径向压应力、最大周向压应力和最大剪应力则随膜厚度的增加而减小，其中最大剪应力减幅较小；膜厚度越大时，以上各量随厚度增（减）的速度越慢。其结论对于在金刚石膜的制备中合理地选择厚度、有效地进行应力控制有一定的参考价值。     

Cold drawing of elastic-thermoviscoplastic polymeric films and fibres

Finite element analyses of the process of polymer drawing for elastic-thermoviscoplastic material behaviour are performed. The deformation-induced heat generation and its softening effect are accounted for. Non-adiabatic thermal effects are examined from the beginning of the loading process, to the attainment of the nearly steady-state neck propagation stages. Solutions for both polymeric films as well as fibres are presented.     

计算V形切口应力集中的奇应变单元

提出了计算 V 形切口断裂问题的含有两种奇异性的奇应变三角形单元。当 V 形切口闭合成裂缝时,该单元就自动演变成前人提出的计算裂纹的奇应变三角形单元。故本文提出的 V 形切口奇应变三角形单元是裂纹奇应变三角形单元的推广,可用来计算一般切口的应力强度因子,以进行断裂控制计算。     

固体力学有限元体系的结构拓扑变化理论

本文是文[1]的继续.文[1]提出了杆件系统的结构拓扑变化理论和拓扑变化法本文将这一理论和方法推进到连续体有限元体系;且在此基础上揭示出有限元体系的一个新性质,称为基本位移之梯度的正交性定理,从而给出一套设计敏度的显式表达式,可直接用于计算.     

Mathematical programming analysis of bilinear rheological lubrication mechanics

Bilinear rheological lubrication mechanics provides an important basis for the designs of recently developed electrorheological (ER) “smart”journal bearings and those lubricated by mixed fluid-solid lubricants. But there is not yet a reliable and efficient numerical method for such a problem of non-Newtonian fluid mechanics. In the present paper, a finite element method (FEM) together with mat hematical programming solution is successfully used to solve such a problem. A reliable and generalized numerical method for the designs of electrorheological “smart” journal bearings and the bearings lubricated by mixed fluid-solid lubricant is presented.     

壳体结构弹塑性大应变动态响应分析

本文利用假设剪切应和薄膜应变场的新型退化壳单元，并考虑大应主影响对壳体结构弹塑性动态分析进行了研究，并编制了相应的程度，此程序采用修正的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ公式，它不仅考虑了大变形大应变的影响，还对单元的节点坐标和厚度在每个时间步后都给予修正，通过对一些算例计算表明，此程序数值精度很好，可用于壳体结构的工程分析，并得出结论，对于应变问题考虑和忽略大应变影响将有较大的不同。     

厚壁圆筒自紧问题的弹粘塑性有限元分析

在双剪应力强度理论的基础上，应用弹粘塑性模型求解厚壁圆筒自紧问题，算例表明，这一算法是可行有效的。     

高折射率椭圆芯布拉格光纤的偏振特性

应用带完全匹配层边界条件的全矢量有限元方法,分析了高折射率椭圆芯布拉格光纤的偏振特性,详细讨论了光纤结构参量对模式双折射度以及群速度走离的影响,结果发现:高折射率椭圆芯布拉格光纤的模式双折射度可达10-2量级,比传统保偏光纤至少高出一个量级,并且表现出不同于传统保偏光纤的群速度走离特性;在保持较高双折射度的同时,通过合理的结构设计,可在一定的波长处灵活地获得较大的群速度走离或零走离特性,具有重要的潜在应用价值;最后,简要分析了低折射率区域的折射率变化对偏振特性的影响;研究结果有助于设计高性能的微结构保偏光纤。