环圈结构理论

本文在圈场概念的基础上,建立了环圈结构的场论解。文中证明了此种结构的基本特性,求得了色散方程和耦合阻抗比值的表示式。定义了一个参量ζ用来讨论系统对(1,-1)次返波的抑制能力,同时也讨论了场分布和环厚度的影响,给出了圈等效阻抗的计算。 本文研究的是具有外屏蔽筒和均匀介质填充的普遍情况。由于环杆线可看作为环圈结构的特例,所以又给出了具有外屏蔽筒和均匀介质填充的环杆线的场论计算。文中还给出了环圈结构的另一种解法——等效多根导体传输线模型,并求得了色散方程和耦合阻抗方程。     

复合多层介质在可变温度和集中荷载作用下的位移和应力

研究了多层介质中的热弹性位移和应力.多层介质具有不同厚度,各层又具有不同的弹性性质,最上层表面上作用热荷载和集中荷载.假设各层分别是均匀、各向同性弹性材料,各层相关的位移分量是轴对称的,对称轴为各层表面的垂线.因此,各层应力函数满足无体力的单一方程.利用积分变换法求解了该方程,对由任意多个层数构造的多层介质,给出了其相应层数基础热弹性位移和应力的解析表达式.并对3层介质和4层介质时的数值结果进行了比较.     

辛体系下THz波在碳纳米管阵列中的传播

对于一个被周期性平行有限长碳纳米管阵列填充的平面波导,本文基于平行碳纳米管阵列的等效介质模型,忽略其空间色散,考虑了电磁波的损耗,从而得到填充介质的介电特性,并将电磁波在波导中的传播导入到Hamilton体系,同时考虑两侧边界条件均为理想导电边界条件,从而在辛理论框架下求解本征值方程,得到了电磁波传播色散关系.分析可知,存在一个窄的频段,电磁波基模无法传播,然而在频段外,电磁波基模传播具有极其低的损耗,这使得碳纳米管阵列具有宽频带传播的特性,这些特性使得碳纳米管阵列相比于传统材料具有更优的传播特性.     

偶应力一维声子晶体中出平面Bloch波的色散特征

研究了由偶应力固体构成的周期层状结构中出平面Bloch波的色散关系.首先,给出偶应力固体中自由能密度表达式,得到了本构关系,并进一步得出位移形式的运动方程;然后,根据偶应力固体的界面条件,计算出一个典型单胞的状态矢量;再根据传递矩阵和Bloch定理,推导出Bloch波的色散关系,最后,根据数值结果讨论了微结构参数对出平面Bloch波的色散曲线以及带隙的影响.     

多孔弹性层的刚性边界对扭转表面波传播的影响

根据介质的力学性能,正如Cowin及Nunziato一样,导出多孔弹性层覆盖在多孔弹性半空间上时,研究其刚性边界对扭转表面波传播的影响.导出了速度方程并对其结果进行了讨论.发现介质中可能存在两类扭转表面波阵面,而Dey等(Tamkang Journal of Science and Engineering,2003,6(4):241-249.)给出的没有刚性边界面时,存在3类扭转表面波阵面.研究还揭示,多孔弹性层中Love波也可能随同扭转表面波一起存在.值得注意的是,刚性边界面多孔弹性层中Love波的相速度,不同于自由边界面多孔弹性层中的相速度.实际观察到扭转波的色散性,以及速度随着振荡频率的增大而减小.     

变形色散水波方程的Auto-B(a)cklund变换、多孤子解和有理分式解

利用未知数变换并借助Mathematica软件,给出了变形色散水波方程的Auto-B(a)cklund变换以及它与热传导方程和线性方程之间的Darboux变换.进而用此变换,获得了变形色散水波方程的多孤子解、有理分式解及其他精确解.这种思路也适用于其他的非线性方程.     

功能梯度材料中Stoneley波的传播特性分析

研究功能梯度弹性半空间(y≤0)和功能梯度磁电弹半空间(y≥0)界面的Stoneley波传播特性.基于两个介质的本构方程、控制方程和界面连续条件,推导出功能梯度材料界面处的Stoneley波波速方程,通过数值模拟,得到功能梯度材料中Stoneley波的色散曲线,并分析功能梯度材料中Stoneley波传播特性.     

变形色散水波方程的Auto-Bcklund变换、多孤子解和有理分式解

利用未知数变换并借助 Mathematica软件 ,给出了变形色散水波方程的 Auto- Backlund变换以及它与热传导方程和线性方程之间的 Darboux变换 .进而用此变换 ,获得了变形色散水波方程的多孤子解、有理分式解及其他精确解 .这种思路也适用于其他的非线性方程     

辛体系下碳纳米管阵列中太赫兹波传播特性研究

应用有效介质理论,研究了周期碳纳米管阵列中电磁波在太赫兹频段的传播特性.考虑碳纳米管阵列的非局部准静态模型,将其导入Hamilton系统的辛几何理论框架下,通过求解本征值问题得到了电磁波在碳纳米管阵列中传播的色散关系.数值计算结果给出了垂直和倾斜排列的碳纳米管阵列中电磁波传输特性.研究表明在太赫兹频段,轴向非局部空间色散对电磁波传播特性影响较小.相关研究可对太赫兹频段碳纳米管阵列波传播器件的设计提供理论参考.     

大气-海洋系统辐射传递方程的一种求解方法及海水辐射度分布的渐近态

在把大气和海水分别看作均匀介质以及将其分界面视为平面的条件下,本文给出了一个求解大气-海洋系统辐射传递方程的完整方法。根据所求得的辐射传递方程的通解可自然导出海水中辐射度分布的渐近态及其光学特性。本文给出了一个计算实例,其结果与理论符合得很好。本文还讨论了此方法在实际应用中的一些问题。     

超材料中时域有限元方法的进展

2000年以来,由于超材料在许多领域的重要应用,如:隐形斗篷的设计,亚波长成像的设计,使得它成为一个非常热门的研究领域.讨论了近年来超材料中Maxwell方程时域有限元方法的最新进展,首先给出三种超材料介质中的时域数学模型与有限元方法,接着讨论圆柱型,地毯式,任意形状电磁隐身的材料参数、色散性质、数学模型与有限元方法.最后给出一些数值实验结果.     

带色散项的Degasperis-Procesi方程的孤立尖波解

用动力系统的定性分析理论研究了带有色散项的Degasperis-Procesi方程的孤立尖波解.在一定的参数条件下,利用Degasperis-Procesi方程对应行波系统的相图分支从两种不同方式给出了孤立尖波解的表达式.     

等离子体中非线性三维德拜屏蔽的理论研究

研究等离子体中非线性三维德拜屏蔽,给出了与泊松方程完全等价的一类新的解析方程.理论结果表明:解析方程清晰地描述了等离子体中德拜屏蔽的对称分布特征.     

波动方程的边界单元法

本文从三维波动方程的Kirchhoff积分公式出发,首先经离散化给出无限均匀介质中的边界单元法公式.其后,在引入了波在不同介质面和自由面上的反射、折射系数以后,给出了三维波动方程在分区均匀介质中的边界单元法公式.     

Hermite三次样条多小波自然边界元法

针对应用自然边界元方法解上半平面的Laplace方程的Neumann边值问题时存在奇异积分的困难,本文提出了Hermite三次样条多小波自然边界元法.Hermite三次样条多小波具有较短的紧支集、很好的稳定性和显式表达式,而且它们在不同层上的导数还是相互正交的.因此,本文将它与自然边界元法相结合,利用小波伽辽金法离散自然边界积分方程,使自然边界积分方程中的强奇异积分化为弱奇异积分,从而降低了问题的复杂性.文中给出的算例表明了该方法的可行性和有效性.     

含奇异线的广义KdV方程的行波解

研究了一个广义KdV方程的行波解,在行波变换下,该方程转化成含奇异线的平面系统,通过平衡点分析定性地得到不同参数条件下系统解的特性.特别的,由于相平面上的奇异线的存在,系统具有一些特殊结构的解,例如compactons、kink-compactons、anti-kink-compactons,给出了这些解的积分表达式,并且由椭圆函数积分求出了精确解.     

分离折叠波导慢波线的理论分析与实验研究

本文提出了一种多波导传输线模型,用以分析分离折叠波导慢波线,用场论方法分析了多波导系统,导出了它的特性导纳,进而推导了以此导纳函数描述的色散方程,并对输入阻抗与耦合阻抗进行了分析。相应于慢波线每一主要尺寸的改变,就色散与阻抗进行了计算,色散特性理论与实验值吻合较好,其差别在最低通带内一般小于5％,在正常工作频率范围内则不超过1％。     

一类强色散DGH方程的多辛普雷斯曼格式

DGH方程作为一类重要的非线性水波方程有着许多广泛的应用前景.基于Hamilton系统的多辛理论研究了一类强色散DGH方程的数值解法,利用多辛普雷斯曼方法构造了一种典型的半隐式的多辛格式.分析了该格式的局部能量和动量守恒律误差,并给出了数值算例.数值算例结果表明该多辛离散格式具有较好的长时间数值稳定性.     

Mbius变换和正则函数的Poisson积分表示

首先,给出了R³中平面和球面方程的超复形式,接着提出了R3中平面和球面方程的超复形式,接着提出了R³中关于平面和球面对称点的概念,并给出了关于平面和球面对称点所满足的等价方程.我们考虑了超复空间Cl_3中的一些特殊的Mbius变换,并给出了其一些性质,比如:保持球面或平面不变性,保持关于平面和球面对称性不变性,保持交比不变性等.文中给出了正则函数和Mbius变换的关系.其次,证明了R3中关于平面和球面对称点的概念,并给出了关于平面和球面对称点所满足的等价方程.我们考虑了超复空间Cl_3中的一些特殊的Mbius变换,并给出了其一些性质,比如:保持球面或平面不变性,保持关于平面和球面对称性不变性,保持交比不变性等.文中给出了正则函数和Mbius变换的关系.其次,证明了R³中球内正则函数的推广的Cauchy定理和Cauchy积分公式.借助于上述正则函数的Cauchy积分公式和其对称点的积分表示,给出了正则函数的Poisson积分表示.最后,在Mbius变换的性质基础上,给出了Mbius变换下曲面积分的变量替换公式.     

常微分方程组求解的案例式教学探索

常微分方程在高等数学中占有很重要的地位,在该部分内容的教学过程中引入适当的教学案例,旨在激发学生学习常微分方程的热情和提高学生解决实际问题的能力.本文以传输线理论中的微分方程—电报方程求解为教学案例,在给出案例的研究背景和数学描述之后,求解电报方程获得了集总源激励下的传输线终端响应,并结合具体算例分析其物理意义.