失调耦合摆振动分析

利用拉格朗日方程建立了耦合摆的矩阵方程,对失调耦合摆振动进行了分析;研究了失调耦合摆的模态局部化现象,利用MAPLE9.0计算机绘图,作出了振幅比和固有频率随参数变化的三维曲线,得出固有频率随参数ε和β的增大而增大;失调耦合摆有模态局部化现象,第一阶模态振幅比随ε的增大而增大。     

双原子耦合摆阵中孤子的振幅回归现象

利用带阻尼参数激励的一维双原子非线性耦合摆阵，实验上观察到局域孤子的摆幅随激励参数的变化，而呈现稳定的、准周期的、周期的或随机的现象，并在理论上用一个五次非线性Ｓｃｈｒ?ｄｉｎｇｅｒ方程来解释     

Rijke管热声振荡的稳定性切换行为研究

采用数值方法模拟了强弱两种阻尼条件下传热迟滞时间对一维Rijke管热声系统稳定性的影响,发现Rijke管系统存在稳定性切换现象.在推导了无量纲形式的管内声波动量方程和能量方程之后,利用Galerkin方法对控制方程进行展开并在时间域内数值求解.分析了强阻尼和弱阻尼条件下,给定热源的Rijke管热声振荡的稳定性与传热迟滞时间的关系.结果显示:在两类阻尼条件下,持续增大传热与速度的迟滞时间,系统均呈现出稳定性切换现象,即系统在稳定和不稳定两个状态间持续转变;但弱阻尼系统的不稳定区域宽于强阻尼系统的不稳定区域,系统最大振幅相对增大,且系统热声振荡的主模态在不同模态之间发生转换.最后,通过求解系统各阶模态极限环幅值随传热迟滞时间的变化,发现Rijke管热声振荡稳定性切换现象与迟滞时间存在近似周期性关系.     

弹簧质量对耦合摆小振动角频率的影响

将耦合摆弹簧质量离散化后，导出耦合摆系统的本征方程，找出了耦合摆两种简单情况下的角频率，并导出了一般情况下系统可能激发的离散的、更高的共振频率满足的方程。     

单电子晶体管电流解析模型及数值分析

本文首先建立单电子晶体管的电流解析模型, 然后将蒙特卡罗法与主方程法结合进行数值分析, 研究了栅极偏压、漏极偏压、温度与隧道结电阻等参数对器件特性的影响. 结果表明: 对于对称结, 库仑台阶随栅极偏压增大而漂移; 漏极电压增大, 库仑振荡振幅增强, 库仑阻塞则衰减; 温度升高将导致库仑台阶和库仑振荡现象消失. 对于非对称结, 源漏隧道结电阻比率增大, 库仑阻塞现象越明显. 关键词： 单电子晶体管 解析模型 蒙特卡罗法 主方程法     

曲线坐标系下孔隙介质圆柱纵向表面波的传播特性

为了研究孔隙介质圆柱纵向表面波的传播规律,分析其频散和衰减特性,在正交曲线坐标系下建立了表面波的频散方程,通过数值计算得到频散曲线,将纵向导波最低模态与表面波进行对比,并分析了曲率半径及孔隙参数对表面波频散和衰减的影响。结果表明,当频率足够大时,导波最低模态的频散曲线与表面波近似;在同一频率下,表面波的相速度随曲率半径的增大而增大,随孔隙度的增大而减小;表面波的衰减随孔隙度的增大而增大。研究结果为开展孔隙介质圆柱结构的超声无损评价提供了一定的理论参考。     

狭缝式环形超声聚能器的径向振动特性

对一种狭缝式环形超声聚能器的径向振动特性进行了研究。基于机电类比原理,通过引入面积比系数,推出了聚能器的径向振动机电等效电路及频率方程;得出了其径向位移振幅放大系数表达式。通过数值计算,探讨了聚能器第1、2阶径向共振频率及振幅放大系数与其半径比的关系;分析了狭缝长度、角度及数目对聚能器振幅放大系数及共振频率的影响,并进行了有限元仿真。研究表明,聚能器的振幅放大系数随其半径比的变化存在极大值,并随狭缝数量、长度及宽度增加而增大;而其径向共振频率则随三者的增加而减小,理论与有限元仿真及实验结果符合较好。      

负损耗因子的成因分析

本文根据双耦合系统的经典统计能量平衡方程分析了利用该方程进行ＳＥＡ参数测量中产生负损耗因子的可能性；通过对双非保守耦合线性振子的振动分析，从理论上分析了负损耗因子形成的条件。结果证明：非保守强耦合是产生负损耗因子的必要条件；而测量频率带宽内不同时包含两振子的固有频率或两振子的参数存在较大差异是产生负损耗因子的充分条件。负损耗因子的绝对值随耦合参数的增大而增大。     

激发双参数变形奇偶相干态的压缩特性

研究了激发奇qs相干态a+mqsα〉oqs和激发偶qs相干态a+mqsα〉eqs的压缩特性,数值计算了参数m,s和q对qs压缩函数的影响.结果表明:(1)当q或s偏离1较远时,态a+mqsα〉oqs和a+mqsα〉eqs都能呈现出强烈的qs压缩,而且随着r²的增大qs压缩函数出现振幅和周期都递增的振荡现象,其振幅不但随q或s的减小而急剧增大,而且也随着m的增大而急剧增大,其周期随q或s的减小而增大但与m无关,从控制光场的压缩效应来看,场模上光子数增加数m可作为第三个独立的调节参数来使用;(2)对于大多数r,qs压缩函数对s的敏感度大于对q的敏感度,即通过调节参数s来控制光场的压缩效应要比通过调节参数q更有效.     

激发SUq(1,1)奇偶q相干态的压缩特性

研究了激发奇q相干态a+mqα〉oq和激发偶q相干态a+mqα〉eq的压缩特性,数值计算了参数q和m对q压缩函数的影响.结果表明:当q较小时,态a+mqα〉oq和a+mqα〉eq都能呈现出强烈的q压缩,而且随着r²的增大,q压缩函数出现振幅和周期都递增的振荡现象,其振幅随q的减小和m的增大而急剧增大,其周期随q的减小而增大,但与m无关.     

激振摆参数振动的实验研究

研究了一种激振摆参数振动的实验.当激振频率为激振摆固有频率2倍时激振摆会产生共振.实验探讨了激振摆从微阻尼振动到共振的幅时特性和幅频特性.对于小振幅纵向激振,当激振频率接近激振摆固有频率2倍时,激振摆的摆幅对激振频率很敏感,在减小频宽数使激振摆振动接近共振的过程中,激振摆的摆幅数随时间数会震荡变化(类似"拍"现象),"拍"的周期数和峰谷差数都随频宽数减小而增加;"拍"现象消失后继续减小频宽数,摆幅数随时间数将持续指数增大,运动失稳;在频宽数为零时,摆幅数随时间数增加最剧烈,即共振发生.通过激振摆理论模型对实验结果进行了动力学分析,非线性动力学方程的数值解结果与实验结果吻合较好.该实验研究对于解决与共振相关的问题有潜在的应用价值.     

轴向载荷下功能梯度材料Timoshenko梁动力屈曲分析

假设功能梯度材料Timoshenko梁各项物性参数只沿厚度方向按幂函数进行连续变化,研究了功能梯度材料Timoshenko梁的动力屈曲。基于一阶剪切理论,采用Hamilton原理推导出轴向载荷作用下,功能梯度材料Timoshenko梁动力屈曲的控制方程。利用里兹法与棣莫弗公式相结合,获得了功能梯度材料Timoshenko梁在夹支-固支边界条件下动力屈曲临界载荷的解析表达式和屈曲解。应用MATLAB编程计算,讨论了功能梯度材料Timoshenko梁的几何尺寸、梯度指数、模态数、材料构成、泊松比以及弹性模量对临界载荷的影响。结果表明:功能梯度材料Timoshenko梁动力屈曲临界载荷随梁长度的增大而减小,随着梯度指数的增大而减小,随模态数的增大而增大,说明冲击载荷越大,高阶模态越容易被激发;随着泊松比和弹性模量的增大而增大,且泊松比的影响较小,而弹性模量的影响较大。由于剪切项的影响,临界载荷-临界长度的关系曲线在加载端变化趋势平缓。随着模态数的增大,梁的屈曲模态越为复杂。     

异质双层磁性薄膜中自旋波的波形演化

在一维海森堡模型的基础上,采用界面参数化方法,将双层异质磁薄膜中自旋波本征值问题归结为联立求解能量约束方程和界面参数化方程.重点讨论体系中体模和完全禁闭模的波形演化过程,发现体系中体模波形随自旋波矢呈余弦变化,会出现局域共振现象.激发能对两子层中体模有较大的影响,不仅影响体模的振幅,而且还影响体模的波长.另外,激发能对体系中的完全禁闭模也有较大影响,随着激发能增大,铁磁层中完全禁闭模波长变短,波速变小,但振幅不变.     

异质双层磁性薄膜中自旋波的波形演化

在一维海森堡模型的基础上,采用界面参数化方法,将双层异质磁薄膜中自旋波本征值问题归结为联立求解能量约束方程和界面参数化方程．重点讨论体系中体模和完全禁闭模的波形演化过程,发现体系中体模波形随自旋波矢呈余弦变化,会出现局域共振现象．激发能对两子层中体模有较大的影响,不仅影响体模的振幅,而且还影响体模的波长．另外,激发能对体系中的完全禁闭模也有较大影响,随着激发能增大,铁磁层中完全禁闭模波长变短,波速变小,但振幅不变．     

110 GHz太赫兹波大气击穿阈值及最大传输能量密度

随着110 GHz高功率太赫兹波功率容量的提升,其引起的大气击穿问题越来越受到重视。将若干等效电离参数表达式引入到电子雪崩密度方程中,计算了不同压强下的大气击穿阈值。结果表明,由Ali等效电离参数得到的110 GHz击穿阈值与实验数据符合得很好。在此基础上,利用Ali等效电离参数对逃逸传输能量密度与太赫兹波振幅的关系进行了分析。结果表明,当太赫兹波振幅小于击穿阈值时,逃逸传输能量密度随功率密度的增加线性增加;当太赫兹波振幅大于击穿阈值时,逃逸传输能量密度随功率密度先减小后增大。     

具有固有频率涨落的记忆阻尼线性系统的随机共振

研究了在内噪声、外噪声(固有频率涨落噪声)及周期激励信号共同作用下具有指数型记忆阻尼的广义Langevin方程的共振行为.首先将其转化为等价的三维马尔可夫线性系统,再利用Shapiro-Loginov公式和Laplace变换导出系统响应一阶矩和稳态响应振幅的解析表达式.研究发现,当系统参数满足Routh-Hurwitz稳定条件时,稳态响应振幅随周期激励信号频率、记忆阻尼及外噪声参数的变化存在"真正"随机共振、传统随机共振和广义随机共振,且随机共振随着系统记忆时间的增加而减弱.数值模拟计算结果表明系统响应功率谱与理论结果相符.     

声场作用下两空化泡相互作用的研究

建立了声场作用下两空化泡泡壁的运动方程,得出了双空化泡的共振频率,振动半径及空化噪声声压．由频率方程,振动半径和声压方程可以看出两气泡的运动情况与单气泡的运动情况有着明显的不同．共振频率,共振振幅及声压与两气泡之间的间距有关．在一定的简化条件下,运用MATLAB语言对共振频率,共振振幅及空化噪声声压进行了数值求解,发现共振频率和共振振幅随空泡间距的增大而增大,空化噪声声压随距离增大先增大后减小． 关键词： 超声 空化 频率 声压     

无内共振时的扬声器分谐波

研究了驱动频率低于扬声器辐射体薄壳轴对称模态最低固有频率的扬声器1/2分谐波失真。采用以位敏探测器作为光电传感器的激光三角法实验观测扬声器振膜的振动位移和模态,确定了参与的非轴对称模态的周向波数。采用多尺度法求解了扬声器的非线性模态方程。给出了扬声器分谐波的阈值电压公式。结果表明扬声器辐射体薄壳的分谐波失真源于直接激励的轴对称模态耦合激发了非轴对称模态的振动,这种耦合激励表现为参数激励。增大扬声器振膜材料的损耗因子、杨氏模量和厚度可提高产生分谐波的阈值电压。      

转子耦合摆系统的同步行为理论研究

转子耦合摆系统广泛应用于航空动力装置、矿业筛分机械和并联机器人等高速旋转设备.但是对转子耦合摆系统同步行为(稳定相位差值)研究甚少,系统同步行为通常影响系统的工作执行精度.基于这一特殊背景,提出了转子与摆耦合系统的简化物理模型.利用庞加莱法研究转子耦合摆系统的同步问题,进一步揭示了该类系统同步现象的本质机理.首先运用拉格朗日方程建立了转子同向和反向旋转的系统动力方程,随后将系统动力方程转换为无量纲方程.然后利用拉普拉斯法对无量纲方程解耦,计算出了系统各个自由度的近似稳态响应解.继而采用庞加莱法导出了系统实现同步的平衡方程和稳定准则.只有系统的物理参数同时满足系统同步平衡方程和稳定准则时,系统才能实现稳定的同步行为.通过理论研究发现,系统的同步行为主要受弹簧刚度、摆杆安装倾角和转子旋转方向的影响.同时系统同步"临界点"会造成相位差角无解,导致系统动态特性表现为混沌.最后,使用计算机模拟验证了理论计算的正确性,两者的结果相符.     

圆形高斯镜平凹腔腔内外激光场研究

运用边界元素法把圆形高斯镜平凹腔的自再现模的衍射积分方程转化为有限阶矩阵方程。计算了圆形高斯镜取不同反射率膜斑半径和中心振幅反射率情况下基模的场强分布、相位分布和本征值。研究表明:腔内光场分布半径随反射率膜斑半径的减小而增大,中心振幅反射率不影响光场分布半径;反射率膜斑半径影响远场分布,当其数值较小时,在光束的远场分布主峰周围产生弱衍射环;当高斯镜中心全反射时,远场分布随反射率膜斑半径的变化无明显变化;模式本征值随反射率膜斑半径的增大而增大。