阴极金属微凸起电场增强因子数值模拟

利用有限元方法对无穷大平板二极管中阴极表面金属微凸起的微观电场增强因子进行了计算研究,给出了微凸起微观电场增强因子随凸起参数的变化规律,拟合得到了微观电场增强因子的简单实用的经验表达式,并与文献中的近似公式进行了比较。模拟的结果表明,对锥状球头微凸起的电场增强因子,文献给出的近似公式误差较大,应避免使用。     

有分散凸起热源矩形腔内熔化的数值模拟

利用焓法求解了有三个分散凸起热源的矩形空腔内的熔化问题,并把计算结果与前人的实验结果进行了比较。计算和实验结果都显示,矩形空腔内的分散起热源对热 工质的熔化界面形状显著的影响。     

EHD两相系统中的电场数值模拟

针对均匀电场作用下两相系统中的单个离散相周围电场分布情况,建立了数学模型.在建模过程中,考虑了离散相的存在对电场分布的影响.通过求解电场控制方程,得到了均匀电场作用下离散相周围及其内部的电势及电场分布的数值解,并理论验证了该数值解的准确性.     

场致爆炸发射阴极表面微凸起热效应的数值研究

研究场致发射电流密度与阴极表面微凸起顶部的温度之间的高度非线性关系,用数值方法计算在外加宏观电场条件下,不同顶底半径比微凸起的热效应.结果表明:当微凸起顶底半径比值不同时,由于微凸起的微观电场增强因子不同,当微凸起顶部温度达到阴极材料的熔点时,微凸起内部温度分布差异显著;当外加宏观电场相同时,微凸起的顶底半径比越小,爆炸发射延迟时间越短;对于顶底半径比确定的微凸起而言,爆炸电子发射延迟时间随外加宏观电场强度的减小而成指数规律增长.     

熔石英亚表面缺陷附近光强分布的数值模拟

熔石英亚表面缺陷对光场的调制是导致激光辐照场破坏的主要因素。采用有限元方法对熔石英亚表面缺陷（平面和锥形划痕）周围的光强分布进行了数值模拟。结果表明：划痕形状、几何尺寸、方位角、光的入射角等是影响划痕周围光强分布的主要因素;前表面划痕对光强的增强效果比后表面弱;在理想形状的划痕截面和表面同时发生内全反射时,平面划痕周围的光强增强效果明显。锥形划痕周围的光强分布为正确解释交叉划痕的夹角平分线附近的损伤提供了理论依据。     

熔石英亚表面缺陷附近光强分布的数值模拟

 熔石英亚表面缺陷对光场的调制是导致激光辐照场破坏的主要因素。采用有限元方法对熔石英亚表面缺陷（平面和锥形划痕）周围的光强分布进行了数值模拟。结果表明：划痕形状、几何尺寸、方位角、光的入射角等是影响划痕周围光强分布的主要因素;前表面划痕对光强的增强效果比后表面弱;在理想形状的划痕截面和表面同时发生内全反射时,平面划痕周围的光强增强效果明显。锥形划痕周围的光强分布为正确解释交叉划痕的夹角平分线附近的损伤提供了理论依据。     

二极管区对虚阴极振荡器影响的数值模拟

将ＦＤＴＤ与ＰＩＣ方法相结合,编制了二维、全电磁、相对论性的粒子模拟程序,对电子一直接人阴极表面发射的虚阴极振荡器的物理过程进行了数值模拟。主要对电子从虚阴极返回二极管区并重新注入漂区以及阴阳极间电压的影响进行了初步探讨。     

对碳纳米管阵列的场发射电场增强因子以及最佳阵列密度的研究

研究了外电场、碳纳米管自身线度、尤其管的阵列密度对碳纳米管的场发射性能的影响,从理论上深入探索碳纳米管阵列的电场增强因子并提出改善其场发射电子性能的有效途径.研究结果表明,碳纳米管阵列的电场增强因子的数量级一般为102—103,并对任何长径比的碳纳米管阵列,都对应着一个最佳阵列密度,当碳纳米管阵列密度取此最佳密度值时,其电场增强因子明显提高.这里的理论研究对弄清碳纳米管的场发射机理及实验合成高发射性能的碳纳米管阵列有一定的意义 关键词： 碳纳米管阵列 最佳阵列密度 电场增强因子 长径比     

增强后效复合药型罩结构的数值模拟

针对增强聚能射流的破甲后效问题,设计了等壁平顶锥形铜铝双层复合药型罩装药结构,采用冲击波物理显示欧拉动力学软件SPEED开展复合射流成型及对钢-铝间隔靶侵彻过程的数值模拟,分析内外双层药型罩高度比ε、药型罩锥角α等参数对复合射流成型和间隔靶侵彻性能的影响规律。研究结果表明:复合射流的头部速度随ε增大呈先减小后增加的趋势,在ε约为1/2时,可形成具有相近速度的铜铝同轴复合射流微元,利于铝射流微元与目标相互作用实现后效增强毁伤;且当α在50°~60°范围内时,复合射流中段为集中的铝射流微元,更利于侵彻后的爆炸或爆燃反应。对优化参数的复合药型罩结构数值模拟结果与文献公布的实验结果吻合较好。研究结果对增强后效聚能装药设计具有参考价值。     

CICC导体轧制过程有限元模拟

利用显式动力学有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对CICC导体的轧制过程进行了模拟,得到了导体在不同轧制道次中所需的轧制力以及轧制道次对导体形状和残余应力的影响。轧制力的计算结果与参考的实验数据吻合,能为导体轧制成型设备的研制提供依据。     

栅极调制纳米线的场增强因子计算

利用悬浮球模型和镜像电荷法计算了栅极调制纳米线的顶端表面电场,给出了场发射增强因子表达式β=1/2（3.5+L/r₀+W）,式中L与r₀分别是纳米线长度与顶端表面曲率半径,W是由栅孔半径R、阴极与栅极间距d以及纳米线自身几何参数所决定的函数．结果表明,纳米线长径比对场增强因子的影响很显著;当阴极与栅极间距较近时,场增强因子随d的增加而减小 关键词： 栅极调制纳米线 场增强因子 悬浮球     

游船空调降温过程舱内温度场及速度场的动态模拟

以工程中广泛采用的k-ε方程湍流模式为基础,运用计算流体力学的有限差分法和SIMPLE法对船舱的三维温度场进行动态数值模拟,为舱内空调的优化设计和空调设备节能研究提供一定的理论依据。     

纳米碳管阵列场增强因子的计算

采用悬浮球模型，结合对称的镜像电荷层方法，对静电场中纳米碳管阵列的场增强因子进行了计算，并在考虑极板间距的情况下，对其计算结果做了修正.结果表明：纳米碳管阵列的间距对纳米碳管阵列的场发射性能影响很大.当纳米碳管阵列中碳管间距小于碳管高度时，场增强因子随间距的减小而急剧减小；而当碳管间距显著大于碳管高度时，场增强因子几乎不变.但当考虑阴阳极之间单位面积通过的场发射电流时，可论证当管间距与管高度相若时，能使场发射电流密度最佳(最大).另外，极板间距对场增强因子的影响很小，但是可以通过减小极板间距，来降低纳米碳管作为场发射体的场发射的开启电压，优化纳米碳管的场发射性能. 关键词： 纳米碳管阵列 场增强因子 开启电压     

Correlating the breakdown strength with electric field analysis for polyethylene/silica nanocomposites

The experimental findings on the DC and AC breakdown strength of polyethylene/silica nanocomposites are reported and correlated with simulation results on the electric field distribution of possible nanocomposite models. Specifically, the effects of interphase permittivity and interparticle distances on the electric field intensity and the breakdown strength are discussed with the aid of the Finite Element Method Magnetics (FEMM) 4.2 software. The results showed that the presence of the interphase, when assigned a unique interphase permittivity value, led to variations in electric field distributions. The electric field also changed as adjacent nanoparticles separated from each other with different interparticle distances.     

大气压射频氧气放电特性的数值模拟研究

基于漂移扩散近似,对大气压下氧气射频放电产生的等离子体建立了一维流体模型,包括了电子、正离子和负离子的连续性方程、电子能量方程及泊松方程。采用有限差分法对所建立的模型进行了自洽的数值模拟,得到了相应的数值结果。通过对所得数值结果的分析,研究了大气压下氧气放电的基本特性。研究表明,大气压氧气放电中等离子体密度可达到10¹²cm^-3 ,电子温度约在1.23eV,放电中主要的负离子是O^-离子;随着电压峰值的增加,电子密度、电子温度都增加,但n_O-/n_e 的比率先增加到7.5%又后减小到5%,在电压峰值为700V 时达到最大。     

Numerical simulation of acoustic field under mechanical stirring

The present study analyzes the effect of stirring on ultrasonic degradation experiments through acoustic field distribution, which provides a guidance for further improvement of the degradation rate of organic solutions. It is known that in order to eliminate the standing wave field formed by ultrasonic radiation in the water tank, the liquid in the water tank needs to be stirred and the corresponding distribution of acoustic field is simulated by using the finite element method(FEM).The standing wave leads to an uneven distribution of the acoustic field when it is not stirred, and disappears after being stirred, which increases the cavitation area in the ultrasonic cleaning tank. Then, the degradation experiment with agitation is carried out. The experimental results show that the degradation rate of the solution is higher than that when there is no agitation, which confirms the importance of the acoustic field distribution to ultrasonic degradation. In addition, it is clear that with the increase of the stirring speed, the degradation rate increases first and reaches a maximum at 600 rpm before decreasing. Finally, the distribution of flow field is simulated and analyzed.     

激光支持等离子体流场的2维动态数值模拟

 采用高温气体（等离子体）电离度的一种近似计算方法,以及具有五阶精度的广义Godunov差分格式-加权本质无振荡格式,给出了高温气体状态方程的简便描述,并考虑激光与等离子体的相互作用和能量耦合模拟了强激光与固体靶相互作用时激光支持靶面等离子体流场的动态物理过程,并同理论模型结果进行了比较。结果表明：不考虑2维膨胀效应的理论模型结果比2维数值计算结果偏大,但两者只有接近一倍的差距,并无数量级的差别。考虑了膨胀效应的2维数值计算结果是可信的。