反铁磁晶体表面上的非线性电磁波

研究了反铁磁晶体与电介质交界面上非线性TM电磁波的传播特性 .给出了Ex Hy 和Ez Hy 的相图 ,描述了表面波电磁场三分量之间的制约变化关系 .分析了导波的色散特性和磁场峰值位置随传播功率变化的特点 .分析表明 ,反铁磁晶体表面上的TM电磁波存在频率通带和禁带 ,其带宽是功率的函数 ,通过调节导波的功率可以有效地实现通带和禁带之间的转换 .揭示了在一定条件下 ,反铁磁晶体表面支持的非线性TM波是反向表面波 ,其群速度与相速度反向 .     

反铁磁材料中的空间磁孤子和非线性磁波的传播

给出了反铁磁材料(anti-ferromagnet)对圆偏报电磁波响应的非线性磁化率显式,由此导出了磁波满足的非线性波动方程。从理论上揭示了在反铁磁材料中传播的非线性线偏振磁波波束在其稳态和非稳态情况下都以空间孤子的形式存在,其空间宽度与自身的频率有关,当与频率有关的非线性磁化率为负值时,平面磁波才具有传播稳定性。     

电磁波经反铁磁膜层透射的多稳特性 *

分析了有损耗的反铁磁晶体对圆偏振电磁波的非线性磁化响应,得到了非线性磁化率的具体表达式.研究了红外电磁波经反铁磁膜层透射的多稳特性.理论分析表明,多稳效应的阈值主要取决于波的频率、膜厚和入射区域的介质特性,而与出射区域的介电常数无关.膜厚的增加使得功率多稳态的阈值下降、动态区域变小、阶跃值减小.系统的最大透射率为1,最小透射率与频率有关,与膜厚或入射、透射区材料的介电常数无关.     

铁磁薄膜中静磁波的二阶非线性效应分析

本文通过计算静磁波势方程的源项研究分析了铁磁薄膜中的非线性静磁表面波(MSSW)和后向体波(MSBVW),实现整流和二次谐波转换的可能性,理论结果表明,铁磁膜对MSSW的二次非线性磁化响应不能激发直流磁场,也不能激发传播二次表面谐波,铁磁膜对MSBVW的二次非线性磁化响应不会引起直流磁场,但是在H₀/M₀<(cos²θ)/3和相位匹配条件下可以激发二次后向体谐波。     

基于传递矩阵法的周期性圆柱壳体振动特性分析

基于声子晶体理论和Love壳体理论,建立了圆柱壳体的轴对称波动微分方程,数值分析了周期性圆柱壳的能带特性.利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵,推导了周期性圆柱壳各胞元环径向轴对称波动动态刚度矩阵.结合数值算例分析了弹性模量变化和几何尺寸变化对圆柱壳体波的传播特性的影响,数值结果表明:振动波在传播过程中存在禁带域和通带域,长度比的变化对周期性圆柱壳体禁带的幅值、宽度和个数影响显著,因此可以通过调整结构尺寸参数改变结构中波的传播特性,该文的研究可以为结构的抗震设计、减振控制提供一种新思路.     

五阶变系数非线性薛定谔方程的暗孤子解研究

高阶非线性薛定谔方程的孤子解研究是孤子理论最前沿的研究课题之一,在光纤通信中具有重要应用.研究了一个五阶变系数非线性薛定谔方程,方程可以用来描述阿托秒脉冲在光纤中的传播.通过Hirota双线性方法和辅助函数,计算得到方程的双线性形式及其暗孤子解,讨论了暗孤子的传播及碰撞的性质,并得到如下结论:第一,暗孤子的传播速度是由方程的二阶、三阶、四阶和五阶项的系数决定的,暗孤子的振幅则是由这些系数和波数共同决定;第二,当遇上系数为常数、线性函数、二次函数或三角函数时,方程的暗孤子则相应的具有线性、抛物线性、三次函数形式和周期性的性质;第三,孤子在碰撞过程中,其振幅、速度都保持不变,仅仅在相位上发生了相移,因此其碰撞为弹性碰撞.     

受外力影响下变系数广义五阶KdV类模型N-孤子解析解及其应用

借助计算机符号运算,研究了流体力学和等离子体中由外力和环境所导致的高阶非线性因素产生的变系数广义五阶KdV类模型.通过Hirota方法,得到了该模型的双线性形式以及高阶非线性项和高阶色散项之间的变系数函数的约束条件.求出了该模型解析的单孤子解、双孤子解、三孤子解,以及N-孤子解的解析表达式.通过给出的多孤子间传播状态的仿真图像,分析得出在不同的环境下受外力和变系数函数的影响下,孤子间相互作用发生了很大变化.通过孤子的不同图形详细解释了其传播过程中具有的相关性质,从而可以帮助人们更进一步了解流体力学和等离子体物理的一些物理过程和现象.     

一维非线性周期结构中弹性波传播的辛数学方法

利用辛数学方法分析了质量-弹簧非线性周期结构链中弹性波的传播问题．首先利用能量方法得到频域动力方程,随后通过小量变换将非线性动力方程线性化,得到辛矩阵,进而通过求解辛矩阵的本征值问题来研究波的传播性能．质量-弹簧模型中的弹簧刚度非线性对结构链的传播特性影响很大,研究发现非线性明显改变了周期结构的传播性能,而且不同于线性结构,非线性结构的传播特性与入射波强度有关．数值算例表明随着非线性强度及入射波强度的增大,传播通带宽度逐渐减小,禁带宽度逐渐增大．当入射波强度增大到一定值时,弹性波无法在结构中进行传播．与一般递归方法的比较分析,验证了辛数学方法在非线性周期结构波传播问题中的有效性与优越性．     

非等谱广义耦合非线性Schrdinger方程的局部化孤立波(英文)

利用Hirota双线性方法求解了一个非等谱广义耦合非线性Schr(o|¨)dinger方程,得到它的N-孤子解.其中单孤子可以描述一个任意大振幅且具有时间和空间双重局部性的孤立波,这种特征与所谓的"怪波"相一致.此外,借助于图像描述了二孤子的相互作用.     

磁弹性耦合效应引起的铁磁直杆磁场中振动频率的改变

基于磁弹性广义变分原理和Hamilton原理,对处于外加磁场中的软铁磁体,建立了磁弹性动力学理论模型．分别通过关于铁磁杆磁标势和弹性位移的变分运算,获得了包含磁场和弹性变形的所有基本方程,并给出描述磁弹性耦合作用的磁体力和磁面力．采用摄动技术和Galerkin方法,将所建立的磁弹性理论模型用于外加磁场中铁磁直杆的振动分析．结果表明,由于磁弹性耦合效应,外加磁场将对铁磁杆的振动频率产生影响:当铁磁杆的振动位移沿着磁场方向时,其频率减小并出现磁弹性屈曲失稳;当铁磁杆的振动位移垂直于磁场方向时,其频率将会增大．理论模型能够很好地解释已有实验观测的振动频率改变现象．     

键座渗流与稀磁体系的相变

本文首先将键渗流和座渗流中的普适关系加以推广,建立了键座渗流的相界关系;接着研究了稀磁体系的相变问题,应用Potts模型,推出稀磁体系的铁磁-顺磁和反铁磁-顺磁相交的相界关系。与已往文献中处理这类问题所采用的级数法、有限集团近似、数值模拟和重整化群等方法相比,本文所给出的解析式具有使用方便、简单、物理概念清晰,且较为精确等优点.     

不规则界面对扭转表面波在初应力各向异性多孔弹性层中传播的影响

研究了扭转表面波在一个半无限非均匀半空间中的传播,半空间上覆盖着具有初始应力的各向异性多孔弹性层,弹性层的刚度和密度线性地变化,造成了界面的不规则性．半空间中界面的不规则性,用一个矩形形式表示．可以发现,扭转表面波在这样假定的介质中传播,得到了没有不规则性时的扭转表面波的速度方程．还可以发现,对于均匀半空间覆盖的层状介质,扭转表面波的速度与Love波的速度相一致．     

非齐次光纤介质中孤子解和奇异波的特性研究

以非齐次光纤介质中的非线性薛定谔方程为研究对象,采用相似变换将变系数非线性薛定谔方程转化为标准非线性薛定谔方程,然后利用待定系数法求出方程的孤子解和奇异波解.基于该解表达式,选取不同类型函数和相应参数进行数值模拟,分析其动力学特性,所得结果对研究孤子在非齐次光纤介质中的传播具有重要意义.     

矩形铁磁板的磁弹性弯曲与稳定性

本文对于在外加磁场中的矩形软铁磁弹性板的磁弹性弯曲现象进行了定量模拟;建立了能反映磁弹性相互耦合作用的数值计算程序;揭示了铁磁板弯曲变形与磁(场)力的非线性特征关系,并据此讨论了磁弹性失稳临界磁场随倾斜角变化的规律.     

两非线性波方程真圈解的存在性和破缺性质

对于某些非线性波方程,动力系统方法的分析说明所谓的圈孤子解和反圈孤子解实际上是人为的现象.所谓的圈孤子解由3个解合成,不是1个真解.是否存在非线性波方程,使得该方程的行波系统存在真正的1个圈解?若这样的解存在,它们有怎样的精确参数表示?该文回答这些问题.     

参量驱动型孤子束缚态的形成机制与内部动力学特征 *

研究非线性参量共振系统中双孤子束缚态的形成机理和内在动力学 ,尤其是孤子的周期“碰撞”行为和相互作用的非线性复杂性 .结果表明 :( 1 )因存在着单阱势 ,同极性双孤子无论相距多远总是相互吸引的 ;它们最终形成振荡型或驻波型孤子束缚态 ;( 2 )束缚态中的每个孤子的动量具有单向性 ,孤子的周期“碰撞”行为实际上是双孤子的不断合并和再生这两个相反过程的动态平衡 ;( 3)在低阻尼的情形下 ,系统内部高频振动模式的激发导致孤子相互作用呈现出一定程度的无规性或混沌性、甚至导致束缚态空间对称性的破损 .     

非等谱广义耦合非线性Schrodinger方程的局部化孤立波

利用Hirota双线性方法求解了一个非等谱广义耦合非线性Schrodinger方程,得到它的Ⅳ一孤子解．其中单孤子可以描述一个任意大振幅且具有时间和空间双重局部性的孤立波,这种特征与所谓的“怪波”相一致．此外,借助于图像描述了二孤子的相互作用．     

磁流变弹性体的力-磁耦合模型

以磁偶极子理论为基础,利用最小势能原理,从微观角度出发,研究了磁流变弹性体在单向载荷作用下的力-磁耦合行为,提出了可以描述该行为的数学模型,分析了磁致应力非线性变化的规律和机理.该模型从磁流变弹性体的微观结构出发,考虑了所有铁磁颗粒的磁化特性,以及颗粒之间、链结构之间的相互作用,推导了磁相互作用能的表达式,采用Mooney-Rivlin模型给出了弹性势能表达式.最后运用最小势能原理,建立了描述磁流变弹性体在均匀磁场中力-磁耦合行为的数学模型.该模型与实验结果吻合较好,并能从微观层面对磁流变弹性体的磁致应力变化规律做出解释.研究发现,磁流变弹性体的磁致应力在不同磁场下的变化规律不同,与材料内部的微结构紧密相关,铁磁颗粒之间及链结构之间的相互作用是导致磁致应力非线性变化的主要原因.     

Numerical Study of Nonlinear Scattering Characteristics of SH0 Waves Encountering Cracks in Prestressed Plates北大核心CSCD

超声导波因具有传播距离远、能量衰减小等优点在结构健康监测领域中被广泛关注.厘清结构中导波与损伤作用后的散射规律,对于传感器阵列的设计和信号分析均具有重要意义.通过发展的数值方法,研究了受载结构中零阶水平剪切波(SH 0波)与微裂纹作用的接触声非线性作用规律.在双势谱方法的基础上,进一步通过mortar方法将谱单元和有限单元进行了耦合,以充分利用谱元法计算导波传播效率高的优点和有限元在离散复杂结构中的优势.利用该方法计算了板壳结构在自由状态和受载状态下SH 0波与不同角度微裂纹作用的非线性散射场.结果表明,SH 0波与裂纹作用后的二次谐波散射场关于裂纹面近似对称分布,并且单轴预应力不会改变二次谐波散射场的对称性,仍可以通过散射场的分布来确定微裂纹的取向.     

巨磁电阻材料La2/3Ca1/3Mn1-xFexO3的研究

主要采用了X射线衍射、Mssbauer谱、磁测量等方法系统研究了块体巨磁电阻材料La2/3Ca1/3Mn1-xFexO3在不同铁含量(0≤x≤0.84)时结构、性能、磁性的变化,并给予合理的解释. 在0＜x≤0.67范围内,发现掺入的Fe与近邻Mn或Fe具有强弱不同的反铁磁相互作用,影响了Mn4+和Mn3+之间的双交换作用,从而降低了居里温度(TC)、磁化强度和巨磁电阻效应;并且整个晶体是由不同大小的磁性团簇(cluster)组成的.