分层有耗手征介质中斜入射电磁波的传播矩阵

根据相位匹配条件,推导了平面电磁波斜入射情形下分层有耗手征介质中本征波复数波矢量的实部和虚部,二者方向不同使得在介质中传播的本征波为非均匀平面波.然后通过波矢量实部确定了介质中本征波的折射角.最后根据边界条件和本征波场方程给出了分层有耗手征介质中斜入射电磁波的传播矩阵,该传播矩阵可用于解析分析任意入射角情形下分层手征介质的反射透射和电波传播特性.     

电磁偏置各向异性石墨烯界面的传播矩阵

基于电磁场边界条件和相位匹配,推导出电、磁偏置下呈各向异性的石墨烯导电界面的传播矩阵,并进一步给出各向异性石墨烯界面的反透射系数解析解;该传播矩阵耦合了基本的横电波和横磁波极化,并包括偏置电、磁场的影响.将跨石墨烯界面传播矩阵嵌入各向同性分层介质传播矩阵,获得的新传播矩阵可用于解析分析平面电磁波以任意角度入射含各向异性...     

介质分界面上电磁波传播特性的一个理论问题研究

本文对平面电磁波在不同介质分界面传播时其能流关系出现形式上的不平衡现象作了介绍。指出，采用平面电磁波来研究其在界面上的传播特性时必然会引起一种虚波流。对引起此波的原因及其对能流分配不平衡现象的影响作了讨论，并与入射电磁波口径为有限宽度波束的情况作了比较。     

水平分层低马赫数运动介质中的声传播

针对海流对水声传播的影响,基于高斯波束追踪方法,利用高频近似的低马赫数亥姆霍兹方程,建立了三维低马赫数运动介质下的声传播模型,并将该模型应用于浅海与深海水平分层介质下的声传播问题。仿真结果表明,海流能定性定量地改变声传播模式。浅海环境下,声速梯度大于流速梯度,导致顺逆流声线反转点的差别随着距离增加而增大;此外声线到达结构也会发生较大改变。深海环境下,流速梯度大于声速梯度,顺流方向表面声道消失,使得表层顺逆流传播损失相差10 dB以上,同时水平分层环境中也会产生三维声传播效应。因此在流速梯度与声速梯度相当甚至更大时,海流对声传播的影响不能被忽略。     

含葡萄糖的混浊介质的Mueller矩阵模拟与分析

利用矢量Monte Carlo算法结合葡萄糖的旋光特性模拟了含糖混浊介质的背散射Mueller矩阵.数值模拟表明:含糖混浊介质的背散射Mueller矩阵元素中除Mll、M14、M41、M44外的其它元素花样均发生龙卷风状的不同程度的扭曲,其中M24、M34、M42、M43的扭曲程度更为显著.研究发现M24、M34、M4...     

含三聚氰胺多孔材料分层复合介质吸声特性*

三聚氰胺泡沫材料是一种具有高开孔率的多孔材料,具备优良的吸音、防火隔热及环保性能,可以作为吸声材料与弹性板、空腔介质形成复合结构,在建筑、航空、交通工具等工程领域有广泛的应用。该文基于Biot理论和分层介质在交界面处的不同边界条件,建立非均匀复合介质背衬刚性壁面结构的理论声学模型,详细分析了多孔材料布局对复合结构吸声特性的影响。该文理论模型计算的结果与阻抗实验得到的垂直入射吸声系数基本一致,验证了理论模型的正确性。结果表明:在多孔材料前面增加空气层可以改善高频吸声特性;在多孔材料后面增加空气层可以改善复合结构低频吸声特性。通过合理配置多孔材料,可以在应用需求频段上达到满意的吸声效果。     

含孔隙分层半空间中瑞利波的传播特性研究

为了研究含孔隙介质分层半空间中瑞利波的传播规律,分析孔隙介质参数对瑞利波频散曲线的影响,本文进行了数值模拟研究。采用传递矩阵算法,计算了含孔隙分层半空间中一定频率范围内瑞利波所有模式的频散及激发强度曲线,并与均匀弹性固体分层半空间情况作了类比分析,在含孔隙覆盖层的两层模型和含低速孔隙夹层的三层模型下,详细研究了孔隙度、渗透率、层厚度等参数对瑞利波各模式的影响,发现孔隙度及层厚度的变化对频散曲线影响较大,而渗透率的变化对频散曲线影响较小。     

分层介质的正交波函数

一、问题的提出 讨论声波在浅海中传播时,常采用下列介质模型:海面被看成为绝对软边界,海水为分层不均匀介质,其中密度为常数ρ_1,声速是深度的函数c_1(z),海底被看为均匀液体半空间,其密度与声速分别为ρ_2与c_2(见图1)。本文采用物理量Ψ来描述声场,它与声压P及质点振动速度V的关系为: P=ρ~(1/2)Ψ,V=1/(iωρ~(1/2))gradΨ,此处ω是声波的圆频率,ρ是介质的密度。对于图1所示的分层介质,Ψ应满足波动方程     

二维含多孔介质周期复合结构声传播分析

为取得理想的隔声性能,本文结合多孔介质和周期结构两类声振调控方案,讨论了一种新型含多孔介质周期复合结构;采用等效模型描述振子系统,利用薄板理论和Biot理论建立了相应的声振耦合理论模型.利用此模型计算得出的结果与文献中数据吻合良好.研究结果表明,采用简单振子系统或组合振子系统都可以在其特征频率决定的频域提升复合结构的声传递损失(STL);然而,在越过相应频域后,STL会急剧下降,选取合适的振子参数,可以拓展隔声带宽而又保持其STL水平.对比振子系统结果发现,相对简单振子系统,组合振子系统能在获得更宽STL提升频域同时减弱特征频率域后的STL下降趋势.这些结果可以为宽频减振降噪提供思路,为中低频域隔声应用设计提供理论参考.     

广义传播矩阵法分析分层各向异性材料对电磁波的反射与透射

在实验室坐标系下由Maxwell旋度方程出发构造了横向场的状态矢量和耦合矩阵,讨论了各 向异性介质中的特征波.通过引入横向场的传播矩阵,进而得到分层各向异性介质的反射系数和透射系数的解析表达式.该式可以适用于一般情况,包括分层单轴各向异性材料和回旋介质,以及半空间各向异性介质的反射和透射问题. 关键词： 广义传播矩阵 各向异性介质 反射与透射     

自然光在多层介质分界面上折射时的偏振度

通过光在介质的分界面上折射时产生的偏振现象,利用非磁性介质的菲涅耳公式及入射、折射时的光强关系,从理论上详细推导了自然光在两介质分界面上折射时其偏振度的数学表达式,探讨了透射光的偏振程度与介质层数的关系.实验测试的结果表明,在考虑误差存在的情况下,实验曲线与理论曲线的变化趋势基本相符;对于同一介质,折射光的偏振度随入射角的增大而单调地增加.     

平面分层介质的有效电磁参数

对于电小厚度的平面分层介质,在电磁波垂直入射情况下,根据边界条件把中间层介质等效为一层得到了有效介电常量和有效磁导率的表达式,为分析电磁波在多层介质中的传播问题提供了一种有效方法.     

分层介质中金属栅的平面波散射

求解无损介质中金属栅的平面波散射,对于了解应用在Cassegrain天线系统上的栅抛物面和栅极化扭转反射器的特性有实际价值。 过去多半是求解均匀介质中(如空气中)金属栅的散射问题。实际上,总是把金属栅放在低损耗的介质层中。本文给出了分层介质中金属栅对平面波的散射场;给出了当     

有耗异向介质层覆盖普通介质圆柱电磁特性的研究

研究了线电流源平行放置在有耗异向介质层覆盖的无限长介质圆柱附近模型的电磁特性.首先,提出电磁模型并给出此电磁模型的精确解.其次,利用精确解进行数值计算,得到不同电磁参数情况下该电磁模型的近场分布图形,并通过方向性系数和归一化辐射阻抗研究其远场特性.由于有耗异向介质的负折射特性和损耗的同时作用,相比于无耗异向介质层以及有耗普通介质层,得到了有耗异向介质层覆盖普通介质圆柱模型在近场和远场特性上极为不同的电磁特性. 关键词： 线电流源 异向介质 方向性系数 辐射阻抗     

分层介质中p偏振光透射系数的修正

通过理论计算获得了全反射时分层介质中p偏振光的透射系数计算公式,并采用时域有限差分(FDTD)方法进行了验证。计算所获得的公式与传统的采用分层介质的特性矩阵法计算获得的相似,不同之处在于当发生全反射时,公式多了一个全反射修正因子。此外,采用FDTD模拟的两层介质的全反射结构及表面等离子体共振(SPR)膜系结构的结果与修正后的公式符合得很好。该修正公式是对分层介质中电磁波传播的完善,是对一些有影响力的文献关于场增强因子的修正,它对SPR及倏逝场的研究具有参考价值。     

分层均匀介质密度和速度的确定

平面皮以两个不同的入射角进入分层均匀介质,利用Goupillaud的等时层模型和其精确的反演公式,可以得到两个相应的视阻抗的时间序列。为了得到分层均匀介质逐层的密度和速度的深度分布,本文提出了"层位对双"方法,并利用这种方法作了数值试验,结果是满意的。     

分层介质中面波的能量分布

在三维情况下研究了分层介质中Rayleigh和Love面波的能量分布问题,分析了多层介质中柱面面波的能量传播特性.面波是声源与介质分界面相互作用的结果,其能流密度随深度增加很快衰减,但在一定深度处出现极大和极小值.通过数值分析发现只有当径向距离较大时,面波能量传播的速度才等于其群速度.文中还考查了频率、深度、介质层状结构等参数对能量分布的影响.     

含椭球包体多相复合介质电导率的有效介质理论

本文应用有效介质理论(EMT),研究含椭球包体的多相复合介质中的导电性。建议用各向异性因子m估计非均匀系统的局域各向异性,并给出一个计算此情况下有效电导率张量的公式。对于椭球包体取向完全无序的介质,建议以介质的几何结构因子I_i(i=χ,y,z)估计组成包体的颗粒之间的近场效应。研究表明,结构因子I_i与包体的退极化因子n_i(i=χ,y,z)之间存在简单的关系。EMT的计算结果表明,抻长的椭球包体(b/α≈0.2)和压扁的椭球包体((b/α≈7—8)是导致渗流阈值对c₁^*=0.17的两种主要几何结构。初步的理论分析表明,由这两种几何形状产生渗流的共同机制是在介质中形成“无穷”长的链状集团。     

二维有耗色散介质的时域逆散射方法

为了重建二维有耗色散介质的电参数分布,基于Debye模型,应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题,接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题,然后基于变分计算导出闭式的Lagrange函数关于特征参数的Fréchet导数,最后借助梯度算法和时域有限差分法迭代反演Debye模型参数.为了对抗噪声污染和逆问题的病态特性,采用了一阶Tikhonov正则化方法.数值应用中,利用Polak-Ribière-Polyak非线性共轭梯度法,对二维乳