横截面参数化网格变形算法及耐撞性优化应用

薄壁梁结构是汽车等运载工具的主要承载构件,提高该类结构的耐撞性对乘员安全具有重要意义。然而,形状优化设计要求多组有限元模型与仿真分析,因此需要特定的建模技术或人工交互。本文提出了一种基于横截面形状的参数化网格变形方法,以实现已有有限元模型的有效重用。以给定有限元模型为输入,采用基于各向异性径向基函数网格变形方法,并结合骨架内嵌空间,可快速生成适用于仿真分析的有限元模型变体。以S形梁轴向冲击耐撞性设计为例,采用所提方法改变构件塑性铰区域的横截面形状,可快速(低于4 s)获取100组局部变形有限元模型,并采用代理模型技术和多目标遗传算法优化结构耐撞性。数值结果显示,构件耐撞性获显著提高,验证了所提参数化变形方法的有效性,展示了与一般形状优化框架的可集成性。     

光捕获和光操控研究进展

光捕获和光操控是一种通过光镊、倏逝波、光泳或光热等对微纳尺度颗粒、生物大分子和细胞等微小物体进行非接触、无损伤捕获和操控的方法和技术.详细归纳和总结了国际上在光捕获和光操控方面的研究进展和最新动态,分析了其今后的研究发展方向.     

插值细分曲线有理参数点的精确求值

本文提出了求值插值细分曲线上任意有理参数的算法.通过构造与细分格式相关的矩阵,m进制分解给定有理数以及特征分解循环节对应算子乘积,计算得到控制顶点权值,实现对称型静态均匀插值细分曲线的求值.本文给出了四点细分和四点Ternary细分曲线的求值实例.算法可以推广到求值其他非多项式细分格式中.     

常微分方程在数学建模中的应用

通过若干实例,运用高等数学中的微分方程方法建立数学模型,提高学生学习高等数学的兴趣并逐步了解数学建模的方法和思想;提高课堂讲课效果、实践素质教育改革.     

1.30μm／1.55μm SiGe多模干涉滤波器

用多模干涉原理分析和设计了光通信波长（１．３０μｍ～１．５５μｍ）的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ滤波器，并用模的传播分析方法对其传输特性进行了研究。结果发现，在Ｇｅ含量ｘ＝０．０４时，干涉区的脊高和宽度分别为６．３５μｍ和８μｍ。如果多模干涉区长度ＬＭ＝２３０２．５μｍ，可滤１．３０μｍ而通１．５５μｍ的波长。且具有３１ｄＢ的对比度和０．０１ｄＢ的插入损耗；如果多模干涉区长度ＬＭ＝２５１２．５μｍ，可滤１．５５μｍ而通１．３０μｍ的波长。具有１６ｄＢ的对比度和０．０９ｄＢ的插入损耗。     

实现微位移测量的非本征法布里-珀罗干涉型光纤传感器

从光纤耦合和多光束干涉的原理出发,建立了非本征型法布里_珀罗干涉仪光纤传感器的理论模型,得到了用光谱法进行绝对距离测量的公式。设计出了传感器探头的结构,并搭建了系统。用LED作为宽带光源所得到的反射光谱可用于实际样品的微位移测量。实验结果表明,该传感器理论模型的数值模拟结果与实验结果是一致的。对实验数据进行了误差分析,所得到的测量精度可达到1μm。     

硅基二维光子晶体耦合器理论研究

光子晶体是一种具有光子带隙的新型人工材料,利用其具有控制和限制光子运动的特性可以制成新颖的光学器件。利用硅基二维光子晶体,提出了一种4端口耦合器。采用时域有限差分法作为研究工具,TM模作为研究对象,从理论上分析了这种器件的特性。在不同的耦合长度下研究光在输出端的功率透射率。结果表明选择适当的耦合长度可以使光在器件中呈现不同的状态。进一步研究表明,通过改变器件内部介质柱的半径,可以改变光在输出端的输出功率。从而证实了这种器件不仅具有波长选择性,而且具有潜在的可调节性,这些特性使得这种器件在全光开关的应用上具有潜在的优势。     

类蜂窝状结构完全带隙二维光子晶体

通过在二维三角晶格中引入两个完全一样的介质圆柱构成了类蜂窝状结构光子晶体,并对其光子能带进行了频域计算。借助数值方法分析了介质柱位置改变对光子能带的影响,计算结果表明,这种类蜂窝状结构二维光子晶体可以产生很宽的带隙,而且在一定填充率下,可以通过调整介质柱的位置使完全光子带隙达到最大化。     

反蛋白石结构光子晶体制备技术

光子晶体是一种具有光子带隙的新型材料 ,由于其可以控制和抑制光子运动的特性 ,在光通讯领域具有广阔的应用前景。反蛋白石结构是光子晶体一种重要的结构 ,由于其制备方法简便、成本低廉而受到人们的普遍关注。本文在介绍目前常用的几种制备光子晶体技术的基础上 ,详细阐述了制备反蛋白石结构光子晶体的各种技术和方法、以及利用这些制备技术和方法在反蛋白石结构光子晶体上制备一维和二维缺陷的最新进展     

MoO3/Ag/AI/ZnO intermediate layer for inverted tandem polymer solar cells

We report an MoO3/Ag/Al/ZnO intermediate layer connecting two identical bulk heterojunction subcells with a poly（3-hexylthiophene） and [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester （P3HT and PCBM） active layer for inverted tan- dem polymer solar cells. The highly transparent intermediate layer with an optimized thickness realizes an Ohmic contact between the two subcells for effective charge extraction and recombination. A maximum power conversion efficiency of 3.76% is obtained for the tandem cell under 100 mW/cm2 illumination, which is larger than that of a single cell （3.15%）. The open-circuit voltage of the tandem cell （1.18 V） approaches double that of the single cell （0.61 V）.