离子通道摇摆电子束流激发的纵向慢波不稳定性

考虑相对论电子束入射等离子体所产生的离子通道的具体结构,利用线性电磁流体力学理论对离子通道摇摆电子束激发的纵向慢波电磁不稳定性进行研究.通过对导出的系统色散关系的数值分析,给出了系统中电磁波、空间电荷波以及两者在一定条件下互作用形成的电磁-静电混合模式的传播特性.研究发现系统在慢波区域存在电磁不稳定性,并揭示此慢波不稳定性是由电子束的betatron振荡所导致,且系统的不稳定性程度与betatron振动频率密切相关.对betatron振荡激发的慢波电磁不稳定性物理机理进行了分析,并给出了不稳定性存在的条件 关键词： 离子通道 betatron振荡 电磁不稳定性     

北京正负电子对撞机mini-β方案中束-束相互作用的研究

为实施mini-β方案,北京正负电子对撞机(BEPC)采用高频腔压缩束长,对撞亮度随着高频腔压的升高而下降是BEPC所遇到的特殊的束-束相互作用问题,此工作就是要搞清楚其物理机制并找到解决办法.研究结论指出对于BEPC,束长σs对束-束相互作用的影响主要表现在“沙漏”效应和束长对横向自由振荡的相位平均效应.这两个相互制约的因素使得BEPC的亮度对于束长和对撞点垂直β函数的比值有一个最佳范围,并由模拟结果给出了初步的范围.     

电磁耦合实验平台系统线缆束的电磁拓扑分析

复杂线缆束系统的电磁耦合分析,随着电磁环境的日趋复杂化,显得越来越困难。而高功率电磁辐射技术的发展,对具有复杂电缆束网络和电子设备的系统,带来了严重的电磁威胁。这从电磁攻击与电磁防护两方面,对复杂线缆束的电磁耦合分析,都提出了更加迫切的需求。由于复杂线缆束网络所涉及的几何空间的边界条件十分复杂,所以很难用时域有限差分(FDTD)或频域有限差分(FDFD)方法求解复杂线缆束网络系统的电磁耦合问题。我们在基于传输线理论,采用拓扑学中将空间按照拓扑结构进行分解的思想,建立了线缆束网络电磁耦合的拓扑模型,得出了计算复杂线缆束网络系统终端耦合电压与电流的计算方法,并给出了仿真计算实例用以验证电磁拓扑法处理线缆网络电磁耦合效应的有效性。     

电磁耦合实验平台系统线缆束的电磁拓扑分析

复杂线缆束系统的电磁耦合分析,随着电磁环境的日趋复杂化,显得越来越困难。而高功率电磁辐射技术的发展,对具有复杂电缆束网络和电子设备的系统,带来了严重的电磁威胁。这从电磁攻击与电磁防护两方面,对复杂线缆束的电磁耦合分析,都提出了更加迫切的需求。由于复杂线缆束网络所涉及的几何空间的边界条件十分复杂,所以很难用时域有限差分(FDTD)或频域有限差分(FDFD)方法求解复杂线缆束网络系统的电磁耦合问题。我们在基于传输线理论,采用拓扑学中将空间按照拓扑结构进行分解的思想,建立了线缆束网络电磁耦合的拓扑模型,得出了计算复杂线缆束网络系统终端耦合电压与电流的计算方法,并给出了仿真计算实例用以验证电磁拓扑法处理线缆网络电磁耦合效应的有效性。     

BAW滤波器声-电磁协同仿真中的共地电感效应

针对体声波(BAW)滤波器声-电磁协同仿真结果中滤波器的左传输零点向左偏移的现象,验证仿真中共地电感效应的存在并分析其对滤波器性能的影响。通过分别改变BAW滤波器原始布局中的并联薄膜体声波谐振器(FBAR) P1和P4引线到地的位置,即将并联FBAR P1和P4引线到地的路径分别变短后进行声-电磁协同仿真。结果对比表明：声-电磁协同仿真中并联FBAR引线到地与输入、输出端口之间存在共地电感效应。将并联FBAR引线到地的路径变短,滤波器在声-电磁协同仿真中形成的共地电感效应减小,带外抑制性能变好。共地电感效应对于并联FBAR谐振区面积越小的支路影响越大。故在BAW滤波器声-电磁协同仿真中需考虑共地电感效应对滤波器左传输零点和左带外抑制性能的影响。     

静磁场中双极化态弱平面引力波对高斯束的扰动能量

讨论了处于静磁场中双极化态弱平面引力波对高斯束的一阶和二阶扰动能量，数值计算表明，引力波对整个电磁体系的能量扰动很小.换言之，背景电磁场在引力波作用下其总能量不会发生明显改变，但在局部区域中产生的扰动能流则可能引起可供观测的效应. 关键词： 双极化态弱平面引力波 高斯束 电磁响应 扰动能量     

部分相干部分偏振电磁束通过光阑透镜的传输

基于广义斯托克斯参量,推导出了部分相干部分偏振高斯谢尔模型(GSM)电磁柬通过光阑透镜后交叉谱密度矩阵、光强、偏振度、偏振椭圆的方位角及椭偏角的解析表达式,并用以研究菲涅耳数、自相关和互相关长度以及束腰宽度对焦移和偏振特性的影响.对主要数值计算结果做了物理解释.     

束晕-混沌的神经网络自适应控制

理论分析了强流离子束在周期磁场聚焦通道中传输时产生的束晕 混沌动力学行为,给出了近似反映实际聚焦磁场的余弦函数形式。然后利用神经网络方法对非线性复杂系统控制的优越性,提出前馈反传神经网络方法对强流离子束中束晕 混沌进行自适应控制。通过适当选择的神经网络控制结构和线性反馈系数以及自适应调整神经网络的权系数,可将强流离子束的包络半径达到束匹配半径的控制目标,且束包络的抖动大小明显减少,束晕 混沌现象得到了明显的抑制。     

非线性共振及束晕-混沌的场强参数特性

通过计算和分析周期聚焦磁场强度和表征束自生场强度的束导流系数的变化对强流粒子束运动特征的影响,系统研究了强流粒子束的非线性共振和束晕现象。采用庞加莱截面技术对束核包络振荡及其单粒子运动轨迹进行了数值模拟,清楚地展示了不同情况下束核包络非线性振荡以及对应的试验粒子空间分布。结果表明：束核自生场使得束核包络发生非线性振荡,随着束核自生场和聚焦磁场的增加,伴随着束核共振岛的出现,单粒子空间分布出现越来越多的束晕粒子。     

非线性共振及束晕-混沌的场强参数特性

通过计算和分析周期聚焦磁场强度和表征束自生场强度的束导流系数的变化对强流粒子束运动特征的影响,系统研究了强流粒子束的非线性共振和束晕现象。采用庞加莱截面技术对束核包络振荡及其单粒子运动轨迹进行了数值模拟,清楚地展示了不同情况下束核包络非线性振荡以及对应的试验粒子空间分布。结果表明:束核自生场使得束核包络发生非线性振荡,随着束核自生场和聚焦磁场的增加,伴随着束核共振岛的出现,单粒子空间分布出现越来越多的束晕粒子。     

Conservative Currents of Boundary Charges in AdS2 1 Gravity

The boundary charge which constitutes the Virasoro algebra in (2- 1)-dirnensional anti-de Sitter gravity is derived by Noether theorem and diffeomorphic invariance. It shows that the boundary charge under discussion recently exhausts all the available independent nontrivial charges. Therefore, for any specific spacetime, the state counting via the central charge of the Virasoro algebra is exact.``     

Conservative Currents of Boundary Charges in AdS2+1 Gravity

The boundary charge which constitutes the Virasoro algebra in (2+1)-dimensional anti-de Sitter gravity is derived by Noether theorem and diffeomorphic invariance. It shows that the boundary charge under discussion recently exhausts all the available independent nontrivial charges. Therefore, for any specific spacetime, the state counting via the central charge of the Virasoro algebra is exact.     

非均匀多导体传输线高频场线耦合分析中的边界条件

场线耦合问题是电磁兼容分析与电磁效应评估中的重要课题。经典场线耦合模型受限于准TEM波近似,在较高频率时将导致不可接受的模型误差。传输线超理论（TLST）建立了高频场线耦合模型,解决了经典场线耦合模型的困难。基于TLST介绍了非均匀多导体传输线的高频场线耦合模型,提出了三种不同终端负载情况下对应边界条件的设置方法。最后通过具体算例对比了高频模型和经典模型以及全波分析计算结果,证实了高频场线耦合模型的普遍适用性、边界条件设置的有效性和数值实现过程的准确性。     

MEMS环形谐振器椭圆模态中的锚损分析（英）

环形谐振器是微机电系统（MEMS）谐振器中典型结构之一。其中,椭圆模态是环形谐振器面内振动的一阶模态,也是使用最为普遍的模态。以降低谐振器振荡时的锚损为目标,以有限元分析为技术手段,采用能量法对环形谐振器锚点的几何尺寸进行定量分析。分析结果表明,与研究者普遍认为的观点相反,谐振器锚点振荡模态的激发并不有助于提高谐振器的Q值。     

PIC mode simulation of solenoid collimation channel

A new SSC （Separated Sector Cyclotron）-Linac is being designed to serve as an injector for the SSC at the HIRFL （Heavy Ion Research Facility Lanzhou）. The beam intensity at the LEBT （Low Energy Beam Transport） for the heavy ions after the selection is typically low and the space charge effects are inconspicuous. The space charge effects become obvious when the beam current increases to a few hundred microamperes. The emittance growth deriving from the space charge effects may be particularly troublesome for the following linac and cyclotron. An optical system containing three solenoids has been designed for the LEBT to limit the beam emittance and to avoid the unnecessary beam loss in the cyclotron, as well as for the purpose of immunizing the LEBT emittance growth due to the space charge effects. The results of the PIC （Particle- In-Cell） mode simulation illustrate that this channel could limit the beam emittance growth and increase the beam brightness.     

PIC mode simulation of solenoid collimation channel

A new SSC(Separated Sector Cyclotron)-Linac is being designed to serve as an injector for the SSC at the HIRFL(Heavy Ion Research Facility Lanzhou).The beam intensity at the LEBT(Low Energy Beam Transport)for the heavy ions after the selection is typically low and the space charge effects are inconspicuous.The space charge effects become obvious when the beam current increases to a few hundred microamperes.The emittance growth deriving from the space charge effects may be particularly troublesome for the following linac and cyclotron.An optical system containing three solenoids has been designed for the LEBT to limit the beam emittance and to avoid the unnecessary beam loss in the cyclotron,as well as for the purpose of immunizing the LEBT emittance growth due to the space charge effects.The results of the PIC(Particle-In-Cell)mode simulation illustrate that this channel could limit the beam emittance growth and increase the beam brightness.     

矩形掺杂光子晶体中电磁波的模式和缺陷模

利用一维矩形掺杂光子晶体中电磁波横向受限的条件,推导出电磁波在其中各个模式满足的关系式,利用它研究了电磁波各模式的特性.利用特征法研究了电磁波的缺陷模随模式量子数和矩形边长的变化规律,得出了一维矩形掺杂光子晶体缺陷模的新结构.     

矩形掺杂光子晶体中电磁波的模式和缺陷模

利用一维矩形掺杂光子晶体中电磁波横向受限的条件,推导出电磁波在其中各个模式满足的关系式,利用它研究了电磁波各模式的特性.利用特征法研究了电磁波的缺陷模随模式量子数和矩形边长的变化规律,得出了一维矩形掺杂光子晶体缺陷模的新结构. 关键词： 矩形光子晶体 受限 模式 缺陷模     

The Maxwell-Lodge effect: Significance of electromagnetic potentials in the classical theory

The Aharonov-Bohm effect has been the starting point of the reconsideration of the reality of the vector potential within quantum physics. We argue that the Maxwell-Lodge effect is its classical equivalent: what is the origin of the electromotive force induced in a coil surrounding a (finite) solenoid fed by an alternative current? We demonstrate theoretically, experimentally and numerically that the effect can be understood using the vector potential while it cannot using only the fields.     

On the effect of an anisotropy-resolving subgrid-scale model on large eddy simulation predictions of turbulent open channel flow with wall roughness

A large eddy simulation (LES) was conducted of turbulent flow in a channel with a rough wall on one side and a free surface on the other by adopting an anisotropy-resolving subgrid-scale (SGS) model. A shear Reynolds number of Re_τ = 395 was used based on the mean friction velocity and channel height. To investigate the grid dependency of the LES results caused by the SGS model, three grid resolutions were tested under the same definition of a roughness shape by using the immersed boundary method. The results obtained were compared with direct numerical simulation data with and without the wall roughness and those without the extra anisotropic term. The primary focus was on how the present anisotropic SGS model with coarser grid resolutions can properly provide the effects of roughness on the mean velocity and turbulent stresses, leading to a considerable reduction of the computational cost of LES.