光纤参量放大饱和增益特性研究

通过数值分析的方法推导出光纤参量放大饱和信号增益和信号输出功率的数学表达式.计算分三步, 首先数值求解描述参量放大过程的非线性耦合方程得出一系列数值, 然后用控制变量法找到饱和信号增益的函数形式, 最后用最小二乘法拟合出系数（与数字积分结果比较, 最大相对误差不超过0.46‰）.同样也得出了饱和信号输出功率的表达式.计算结果与已有实验结果相吻合.     

R410A房间空调器启停过程动态模拟与实验研究

文中建立了R410A风冷房间空调器启动与停机过程的动态数学模型。其中压缩与节流过程采用稳态模型,而换热过程采用动态分布参数分相流模型。用自适应步长法对该过程进行了数值计算,得出了蒸发压力、冷凝压力、空气温度、制冷量及性能系数等随时间的变化规律,并在焓差法空调器性能实验台上对一台R410A风冷房间空调器的启、停过程进行实验研究。将实验结果与数值计算结果进行比较,验证了模型的可靠性。     

6106柴油机性能研究及优化

本文利用内燃机工作过程数值模拟软件GT-Power,对6106柴油机工作过程进行了数值模拟计算.通过计算,分析了供油提前角、配气相位等参数对柴油机性能的影响,并将计算结果与实验值进行了比较,验证了计算的准确性.优化后的结果为柴油机的优化设计提供理论依据.     

变螺距高速诱导轮的汽蚀特性

为明确前置变螺距诱导轮对离心泵汽蚀性能的影响,对前置变螺距的离心泵全流道进行了数值计算。计算时基于SIMPLEC算法,采用了雷诺时均N-S控制方程和修正了的k-ε湍流模型。通过计算,得出了前置变螺距诱导轮使离心泵叶轮的整体压力得到提高的结论;得到了诱导轮与离心泵叶轮易发生汽蚀的关键位置;得到了各工况下汽蚀余量的性能曲线图。通过不带诱导轮和前置诱导轮的离心泵外特性实验,揭示了前置变螺距诱导轮提高离心泵汽蚀性能的特性;通过实验与计算结果的比较,得出了在设计点处可以用数值计算结果来预测实验结果的结论。     

超短脉冲激光烧蚀金属靶热分布的数值解与解析解

研究了超短脉冲激光烧蚀靶材的整个过程,对描述超短脉烧蚀过程热行为的双温度方程进行了分析简化,得出了超快激光烧蚀金属材料的解析解. 以铜靶材为例,对双温度模型的数值解与解析解做了对比分析,得到了靶材温度随时间和深度的变化规律,结果显示解析解的计算结果比较好的符合了数值解的计算结果.     

微型爆炸箔电爆炸过程的数值模拟

对微型爆炸箔开关的电爆炸过程进行合理简化,建立了微型金属箔电爆炸的数值模拟方法。通过自编的一维数值计算程序,对微型爆炸箔的电爆炸过程进行数值模拟,计算结果较好地再现了微型爆炸箔电爆炸过程,计算得到的爆炸电流和爆炸时间与实验结果偏差小于5%。计算结果表明,微型铜箔电爆炸产物的爆炸压力可高达2GPa,温度超过10 000K,电离度超过40%,通过数值计算,给出了对开关设计有重要影响的最小起爆阈值参数,并和实验结果进行了比较,获得了较为一致的结果。     

基于Mie光散射理论的尾流气泡前向散射光特性研究

实验中利用CMOS图像传感器代替传统的光电探测器接受前向散射光,由几何光学和图像处理分析得出不同散射角的散射光与采集图像中的光环相对应.通过计算各个光环的所有像素值的总和就可以得到前向散射光光强的相对值,进而可以得出前向散射光光强变化规律.根据米氏（Mie）光散射理论可以计算出气泡各个方向的散射光光强,通过比较实验结果和Mie理论计算结果可以看出,采用CMOS图像传感器探测和图像处理技术可以准确地得出散射光强度的变化规律.     

一类特殊非完整力学系统的辛算法计算

对一类特殊的非完整力学系统的动力学性质进行数值研究,采用当前比较优越的保结构算法进行数值计算,并和传统的Runge-Kutta方法进行比较. 通过计算结果的比较而得出辛算法在这类特殊的非完整力学系统的数值计算中的优越性. 关键词： 非完整约束 辛算法 辛差分格式     

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将理想全二维磁流体(MHD)稳定性数值代码GATO成功移植到HL-2A高性能计算系统,并用其模拟研究了HL-2A装置一次典型弹丸注入实验的等离子体的理想MHD稳定性。利用HL-2A装置第4050次放电的实验数据,应用EFIT代码重建了几个时间片的平衡位形,然后应用GATO代码对每个平衡位形的MHD稳定性进行了计算。通过对结果进行分析比较得出初步结论,由于弹丸注入而造成的反剪切位形的致稳作用,可以提高等离子体的约束性能。     

大锥角罩聚能装药射药理论计算方法

运用平面爆轰驱动理论计算大锥角装药的药型罩加速过程,再结合射流分析理论,建立了大锥角聚能射流理论计算方法,并编制了射流分析程序ASCC (Analytical Shaped Charge Code).通过与实验、数值模拟计算结果的比较,说明该方法是可行的,可以有效地计算大锥角罩的射流参数.     

氧负离子解吸附过程HPM大气击穿弛豫时间分析

基于全局模型,引入氧负离子解吸附过程,完善了重复频率高功率微波脉冲弛豫模型,理论研究了重复频率高功率微波脉冲大气击穿弛豫过程,数值模拟了不同附着频率、解吸附频率以及初始电子浓度条件下,弛豫过程电子浓度随时间的变化规律。结果表明:弛豫过程电子浓度变化分为快衰减和慢衰减两个阶段;发现氧负离子的引入明显延缓了弛豫过程后期电子的衰减;解吸附频率与附着频率对弛豫过程有着相反的影响,解吸附频率越高,慢衰减阶段的电子浓度越高,快衰减阶段电子浓度变化不明显;附着频率越高,快衰减阶段电子浓度变化越剧烈,慢衰减阶段的电子浓度越低;初始电子浓度越大,慢衰减阶段电子浓度变化越剧烈。     

基于解码技术的全息显微术研究

提出了一种利用解码技术对全息显微畸变图像进行校正的方法。把全息记录中的显微镜预放大过程作为物光波产生畸变的编码过程;在波前再现过程中,用全息记录中的预放大显微镜对再现的赝实像再次放大进行解码,从而获得清晰的全息显微图像。实验验证了该方法的有效性。     

Z箍缩内爆过程中的能量转换机制研究

利用一维三温辐射磁流体力学程序对氖气和铝丝阵Z箍缩内爆过程中的能量转换过程进行了详细的数值研究，发现在内爆过程中离子和电子之间的碰撞能量交换是最主要的能量交换过程，其次是电子和光子之间的光电过程和轫致过程，而康普顿散射过程中的能量交换可以忽略不计；辐射出的x射线主要是在光电激发和光电复合过程中产生的，其次是在轫致辐射过程和康普顿散射过程中产生的.理论分析表明，辐射出的x射线能量可以超过，也可能小于其等离子体最大动能.数值模拟结果表明，在氖气Z箍缩中，辐射出的x射线能量没有超过其等离子体最大动能，而在铝丝阵列内爆中，辐射出的x射线能量超过了其等离子体最大动能，但小于磁压所做的功；在整个Z箍缩过程中欧姆加热能量是较小的. 关键词： Z箍缩 能量转换 x射线辐射     

Growth of Uniform Infinite Causal Triangulations

We introduce a growth process which samples sections of uniform infinite causal triangulations by elementary moves in which a single triangle is added. A relation to a random walk on the integer half line is shown. This relation is used to estimate the geodesic distance of a given triangle to the rooted boundary in terms of the time of the growth process and to determine from this the fractal dimension. Furthermore, convergence of the boundary process to a diffusion process is shown leading to an interesting duality relation between the growth process and a corresponding branching process.     

混合制冷剂循环膨胀机内复叠天然气液化流程设计

提出一种混合制冷剂循环膨胀机内复叠天然气液化流程(Hybrid JT-exp)。采用自主开发的流程模拟程序,分别对C3/MRC流程、AP-XTM流程和Hybrid JT-exp流程进行了模拟,并以单位能耗为指标对三种流程进行了优化。优化结果发现,Hybrid JT-exp流程综合特性曲线匹配效果最好,其流程总功耗和单位能耗与AP-XTM流程相当;与C3/MRC流程相比,其流程总功耗降低约9.5%,单位能耗降低约9.6%。Hybrid JT-exp流程可作为AP-XTM流程的一种替代技术方案。     

面向纳米电路的改进型卷积核可制造性模型建模研究

囿于材料和工艺稳定性等原因, 纳米级集成电路制造依然基于193 nm激发光的工艺, 光刻波长远大于版图尺寸, 使得制造中光的干涉和衍射现象极大降低了分辨率, 影响了芯片质量, 因此版图在制造前需要使用可制造性模型进行查错. 传统模型对制造过程进行物理建模, 通过对模型中的矩阵进行分解得到卷积核, 所使用的物理模型不仅复杂, 而且应用难度高, 加之还有物理模型缺失的情况, 因此难以描述具有上千参数的生产线. 本文使用卷积的形式作为可制造性模型的框架, 通过优化算法提取版图到硅片轮廓这一过程的信息并以卷积核的形式体现出来, 卷积核中的每一个元素均为根据已知的生产线输入输出数据优化得出, 是描述制造过程的一个维度. 该模型克服了传统模型需要工艺参数等机密信息的缺陷, 同时具有更强的描述制造过程的能力; 模型甚至可以包含版图校正信息, 描述从版图到硅片轮廓这一全流程. 该模型在65 nm工艺下的实验结果表明该模型具有8 nm的精度.     

Theory of stationary light scattering in a fluctuating medium

A theory of light scattering under random perturbations is formulated. The stochastic process considered in this paper is general enough in the sense that the process reduces to a single two-state jump process on the one limit and to the Gaussian process on the other limit. The light scattering rate, which is essentially a four-time correlation function, can be evaluated exactly for this model with the aid of the “partial cumulant expansion method”. Based on this a new method of a generalized master equation approach with memory effect is proposed. It is shown that the imhomogeneous term in a time-convolution expansion formula plays an essential role in the second order optical process, although the term is usually neglected in most problems of the master equation approach. The scattering rate is finally expressed as a superposition of continued fractions. Numerical calculations are performed and detailed discussions on coherence properties of the process are given.     

A Biomorphic Model of Cortical Column for Content—Based Image Retrieval

How do living systems process information? The search for an answer to this question is ongoing. We have developed an intelligent video analytics system. The process of the formation of detectors for content-based image retrieval aimed at detecting objects of various types simulates the operation of the structural and functional modules for image processing in living systems. The process of detector construction is, in fact, a model of the formation (or activation) of connections in the cortical column (structural and functional unit of information processing in the human and animal brain). The process of content-based image retrieval, that is, the detection of various types of images in the developed system, reproduces the process of “triggering” a model biomorphic column, i.e., a detector in which connections are formed during the learning process. The recognition process is a reaction of the receptive field of the column to the activation by a given signal. Since the learning process of the detector can be visualized, it is possible to see how a column (a detector of specific stimuli) is formed: a face, a digit, a number, etc. The created artificial cognitive system is a biomorphic model of the recognition column of living systems.     

纳米引晶法选择性生长金刚石薄膜

通过传统的光刻工艺和纳米引晶技术,在抛光的单晶Si衬底上形成带有 超细金刚石纳米粉的引晶图案,并利用该图案与抛光Si处金刚石成核密度的巨大差异,实现 金刚石薄膜的高选择比生长。该方法具有工艺简单、沉积效率高、选择比高、对底无任何损 伤等优点。同时,这种方法很容易在不同衬底上实现金刚石薄膜的大面积选择性生长。     

重复频率脉冲大气放电中氮气的振动温度

氮气分子的振动自由度在大气放电低温等离子体中会被高度激发。从振动能级的简谐振子模型和Boltzmann分布近似出发,研究重复频率脉冲放电中振动温度的变化行为。结果表明,决定重频条件下振动温度的主要过程是电子碰撞振动激发和振动-平动弛豫,而在振动能级高度激发的情形下其与氧原子的化学反应也会产生影响。对于振动激发过程,通过跃迁反比相似率推导出的特征弛豫时间与动理学模型符合较好。在振动-平动弛豫中占主导贡献的为干燥大气中的氧原子或潮湿大气中的水分子。当氧原子数密度为1014 cm-3时,若初始振动温度在5000 K,在化学反应过程中振动能量的特征弛豫时间在0.1~1 s量级。