锥型热声谐振管内非线性声场的数值模拟研究

从声学角度出发,考虑粘性耗散、非线性效应及管型结构变化的影响,利用伽辽金法,对锥型热声谐振管内的一维声场进行了数值模拟研究,对谐振管结构参数对声场的影响进行了分析,给出了锥型管内压比随谐振管结构参数变化的规律,通过与圆柱型直管的比较,揭示了锥型管在抑制谐波及提高压比等方面的优越性。     

等截面驻波管内大振幅驻波场的实验研究

通过改进等截面驻波管实验系统,在1阶峰值共振频率激励下获得了182.1 dB大振幅驻波场,并对1~5阶峰值共振频率激励下的大振幅驻波场谐波饱和情况以及波形畸变进行了实验研究。研究发现,尽管1阶峰值共振频率激励下声压级已达到182.1 dB,但波形畸变最小,谐波并未表现出饱和现象,而3阶峰值共振频率激励下的大振幅驻波场表现出了饱和趋势。对谷值共振频率激励下获得的大振幅驻波场进行对比实验研究,发现谷值共振频率激励下,1阶谷值共振频率所获得的驻波场声压级最大,但波形畸变也最大。在相同声源驱动电压下,1阶峰值共振频率激励下获得的驻波场声压级始终大于1阶谷值共振频率激励下获得的驻波场声压级。由此可见,利用扬声器在等截面驻波管中获取大振幅驻波场,驻波管由1阶峰值共振频率激励较为合适。     

微扰法求解非线性驻波问题

在历史上,用微扰法求解非线性驻波是不成功的。本文对此进行了分析,认为微扰法给出的一次解是基本解,决定了驻波的基本波形。二次以上的解是由于非线性对波形的影响,使驻波波形上各点随时间运动稍加变动,因此对二次以上的微量只应保留其时间微商。这样所得解不但是稳定的,并且与根据波动方程的严格解基本相同。 关键词：     

活塞驱动的指数形谐振管内的非线性振荡

本文通过理论分析和推导得到了活塞驱动的指数形谐振管内气体的压力和压比的近似表达式。对指数形谐振管的各种驱动幅值,计算了管端压比随形状参数m的变化曲线,获得最大压比时的谐振管形状参数。本文的研究结果可用于活塞驱动的指数形谐振管内非线性振荡的分析和大声幅谐振管的设计。     

数值求解瞬态温度场的有限体积法

本文介绍了求解三维瞬态热传导的有限体积法,给出了控制方程和数值方法。通过一些算例对该方法进行了验证,数值试验结果表明该方法计算稳定、可靠。     

基于有限体积法数值模拟双撕裂模非线性演化

以磁流体理论为基础,采用基于有限体积法的通量差分分裂格式数值求解具有双曲保守律形式的电阻磁流体方程组。编写C++程序对平板几何位形下的等离子体双撕裂模进行了长时间数值模拟,得到双撕裂模不稳定性的演化图景,捕捉到了双撕裂模非线性发展过程中磁场重联的几个典型阶段,讨论了等离子体电阻和两个有理面之间的距离对双撕裂模不稳定性非线性发展的影响。为研究磁流体动力学提供了一种可行的高精度数值算法。     

指数型谐振管内非线性声场的模拟研究

采用气体动理学方法模拟研究五种不同驱动强度下,=0的圆直热声谐振管和=2 2的指数型热声谐振管内的非线性声场特征。研究发现:指数型管能抑制激波及声饱和现象,但管内会出现尖峰现象。尖峰处的压力波形发生了畸变;它们是非线性的能量传递与各种耗散的竞争过程中产生的不同形态的波特征;当活塞驱动位移幅值400μm时,指数型管内压力振幅增长速度明显下降。     

驻波测量线的槽波谐振实验及其分析

驻波测量线的槽波谐振实验及其分析戚家福（郑州大学物理系）为测绘出沿线驻波分布图形，要在波导测量线的宽边（ａ边）上开有与传输线轴平行的狭窄槽缝，所开槽缝的位置不应影响传输线内原来的场分布情况，因此，要求槽缝开在ａ边的中线位置．如果槽缝的位置有偏歪，由于...     

基于样条逼近有限体积法的通量分裂算法

研究了任意曲线坐标系中求解双曲型守恒律的高精度、无波动样条逼近有限体积方法,比较了三种不同的通量分裂技术在这种方法中的应用。数值实验表明,在不同的通量分裂技术下,该方法对流场中的激波和接触间断都有很高的分辨率。     

三维多介质欧拉有限体积格式的混合算法

对于多介质欧拉方法，混合网格物理量的计算是其难点和关键点之一。这里提出的方法是运用Yonugs界面重构技术确定出混合网格内物质的界面，界面确定后，混合网格内每一部分可能是非规则的四面体、五面体、六面体或七面体，采用对非规则区域适应性很强的有限体积法对每一部分分别进行计算。这种方法虽然比较复杂，但是它兼有拉氏方法的优点，因此计算出的混合网格内每一部分物质的物理量比较精确。     

一维非线性声波传播特性

针对一维非线性声波的传播问题进行了有限元仿真和实验研究. 首先推导了一维非线性声波方程的有限元形式, 含有高阶矩阵的非线性项导致声波具有波形畸变、谐波滋生、基频信号能量向高次谐波传递等非线性特性. 编制有限元程序对一维非线性声波进行了计算并对仿真得到的畸变非线性声波信号进行处理, 分析其传播性质和物理意义. 为验证有限元计算结果, 开展了水中的非线性声波传播的实验研究, 得到了不同输入信号幅度激励下和不同传播距离的畸变非线性声波信号. 然后对基波和二次谐波的传播性质进行详细讨论, 分析了二次谐波幅度与传播距离和输入信号幅度的变化关系及其意义, 拟合出二次谐波幅度随传播距离变化的方程并阐述了拟合方程的物理意义. 结果表明, 数值仿真信号及其频谱均与实验结果有较好的一致性, 证实计算方法和结果的正确性, 并提出了具有一定物理意义的二次谐波随传播距离变化的简单数学关系. 最后还对固体中的非线性声波传播性质进行了初步探讨. 本研究工作可为流体介质中的非线性声传播问题提供理论和实验依据.     

Untuned resonators for near millimeter waves

A brief account is given of the reasons for revitalizing an old technique for near millimeter wave measurements. The principles of the method are outlined and the scope of its application indicated. The potential importance of the technique for liquid phase and biological material studies is illustrated.     

Oversized waveguides and resonators for millimeter waves

If real monolithic systems^* turn out to be impractical at millimeter-wave frequencies, oversized waveguides and resonators are useful alternatives in component and system design. Low losses, high Q factors, and inexpensive manufacturing are their advantages. Starting with an explanation of the term oversized, the loss reductions, Q factors, inherently oversized guides, such as the H-guide and its modifications, excitation of higher-order modes, laterally oversized H-guides, and the effects of coupling are described. A brief consideration of applications concludes the presentation.     

经典三阶驻波、短峰波的有效匹配解

发现经典非线性三阶驻波、短峰波解并不满足其所必须的波幅方程,这势必要影响与这些经典理论密切相关的现代短峰波理论的发展.基于此,提出了一套消除这种解与方程不相匹配的理论判据,从而可充分保证最终所得之解的内在和谐性和正确性. 关键词： 匹配解 理论判据 驻波 短峰波     

线性与非线性波的Chebyshev广义有限谱模拟

给出求解二维线性与非线性波的Chebyshev广义有限谱模拟方法.结合时间层次的高精度预报-校正方法，模拟了二维线性浅水驻波和波在浅滩的非线性变形.方法能够准确模拟水波的物理特征. 关键词： Chebyshev广义有限谱 线性波 非线性波     

X-ray standing waves in a multi-trilayer system with linearly varying period

Generation of X-ray standing waves in a multi-trilayer system with a varying periodicity along its depth is described. Microstructures of a synthetic 15-period Pt/Ni/C multilayer, which has such a varying periodicity, are investigated using X-ray reflectivity (XRR) and X-ray standing wave (XSW) analysis. Microstructural parameters, e.g., thicknesses and electron densities of individual layers, interface roughnesses, varying periodicity along the depth, etc. are precisely determined by the XRR technique. The variation of period is essentially introduced in multilayer fabrication by varying the thickness of the C-layer as a function of depth. The linear increase in C-layer thickness from the bottom of the multilayer towards the surface of the multilayer structure is found by simulating the XRR data with a depth-graded multilayer model. Intensity of the XSW field is computed as a function of depth over the first order Bragg peak. Integrated intensities over the Pt- and the Ni-layers are computed and compared with the measured fluorescence yield from Pt and Ni. Sensitivity for the detection of inter-atomic diffusion across the interfaces in comparison to multi-bilayer systems, such as Pt/C multilayer, is discussed.     

Optical bistability and temporal symmetry-breaking instability in nonlinear fiber resonators

In this work we analyze two different behaviors in a nonlinear passive fiber ring cavity with a synchronously pulsed pump iterating the infinite-dimensional Ikeda map. First, we show optical bistability with normal and anomalous dispersions. The obtained numerical results are compared with the cw pump case. Secondly, these cavities are subject to a temporal symmetry-breaking instability with anomalous dispersion. This instability is described and the range of parameters for its appearance is shown and discussed.     

美式回望期权定价问题的有限体积法

随着金融市场的不断发展, 期权作为一种能够规避风险的金融衍生产品越来越引起投资者的青睐, 成交量呈逐年上升的趋势, 期权定价问题已经成为金融数学领域中一个重要的研究课题. 本文主要研究Black-Scholes模型下美式回望期权定价问题的数值解法. 美式回望期权定价问题是一个二维非线性抛物问题, 难以直接应用数值方法进行求解. 通过分析该问题的求解难点, 本文给出解决该困难的有效方法. 首先利用计价单位变换将定价问题转换为一维自由边值问题, 并采用Landau's变换将求解区域规范化; 而后针对问题的非线性特点,利用有限体积法和Newton法交替迭代求解期权价格和最佳实施边界, 并对数值解的非负性进行了分析. 最后, 通过与二叉树方法进行比较, 验证了本文方法的正确性和有效性, 为实际应用提供了理论基础.