GEM电极的三维电场分布计算

基于有限元方法对GEM电极的电场分布进行模拟和计算,得到了完整的三维电场分布.研究不同几何构型的GEM场强分布对电荷收集效率的影响,给出了4种构型GEM电极的电场线透过率分别为:双倒锥型33.12%;圆柱型34.85%;单锥型40.70%;单倒锥型16.70%.计算得到的电场线透过率比二维电场分布的结果更加接近实验结果     

锥形导体尖端的电场特性

以圆锥形导体为例，从求拉普拉斯方程在边界条件下的解出发，给出锥形导体尖端附近的电场表达式，并对电场特性作出详细分析，从而揭示尖端放电现象的物理本质。     

“反尖端”界面不稳定性数值计算分析

利用可压缩多介质黏性流动和湍流大涡模拟代码(MVFT),在超算平台上对"反尖端"界面不稳定性及其诱发的湍流混合问题进行了大规模三维数值模拟分析。数值模拟结果清晰地显示了冲击波加载界面后分解产生的冲击波、稀疏波、压缩波及其在SF6气体中的运动和相互作用,以及波多次加载界面的复杂过程,波和界面的每一次作用都会加速湍流混合区的发展和物质混合。"反尖端"界面受冲击波加载后发生反相而形成典型的大尺度壁面气泡和中心轴尖钉结构,该大尺度结构基本确定了湍流混合区的平均几何特征和包络范围而不依赖计算网格。高分辨率的计算网格下,捕捉到了更精细的小尺度湍涡结构和更强的湍流脉动,显示了湍流混合区所具有的复杂结构和特征。     

三维电场数值计算软件包RELAX3D移植

描述将VAX/VMS运行环境下执行的三维电场数值计算软件包RELAX3D向PC/DOS的移植工作及相关的检验性计算,并计算了一个实例:600kVns脉冲中子发生器的电场分布。     

电场作用下反式聚乙炔中孤子输运的数值计算

对于有电场存在下的反式聚乙炔单链中的孤子运动,用SSH模型引入电场项,通过数值计算,对孤子在电场下的运动规律进行了模拟．得到孤子在电场下沿链匀速运动的结论,     

感生电场的计算

在大学物理的教学过程中,关于感生电场的计算例题很少,一般只有轴对称情况下的例题.文章用场叠加原理、Mathematica编程,计算了两个非轴对称情况下的例子.作者希望这两个例子有助于学生更好地理解感生电场,也有助于大学物理的教学.     

电场诱导碳纳米管阵列准直生长的研究

在传统的热化学气相沉积(CVD)的基础上,引入针尖电场,开展了电场对碳纳米管阵列准直性改善的研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱两种表征手段,研究了加电场与不加电场两种情况下得到的碳纳米管(CNT)阵列的准直性,证明了电场对碳纳米管阵列准直生长的有效性。文章还对电场诱导碳纳米管阵列准直生长的机理进行了初步的探讨,认为电场使碳纳米管极化是CNT阵列准直生长的主要原因。     

800keV,8电极负离子束系统的数值计算

高能量、大功率中性束注入是对大型受控核聚变装置进行等离子体加热、无感电流驱动并控制电流分布和点火燃烧温度的主要方法。由于负离子在高能量下仍具有很高的中性转换效率,基于负离子中性转换的方法已成为研制高能中性束注入器的主要手段。为此,我们对800keV、5电极强流负离子束系统进行了数值模拟研究。     

硅纳米线尖端阵列的制备及其场发射性能研究

将银镜反应与金属催化化学刻蚀相结合,在室温附近成功地制备出了硅纳米线尖端阵列,其长度为4~7μm,中间部分的直径在100~300nm之间。该方法操作简单、高效、无毒、可控以及低成本,且不需要高温、复杂的设备,对环境也没有特殊要求。性能测试结果显示:该硅纳米材料能够有效实现电子发射,开启电场约为2.7V/μm(电流密度10μA/cm2处);硅纳米尖端阵列的场增强因子约为692,可应用在场发射器件之上。     

硅纳米线尖端阵列的制备及其场发射性能研究

将银镜反应与金属催化化学刻蚀相结合,在室温附近成功地制备出了硅纳米线尖端阵列,其长度为4~7 m,中间部分的直径在100~300 nm之间。该方法操作简单、高效、无毒、可控以及低成本,且不需要高温、复杂的设备,对环境也没有特殊要求。性能测试结果显示：该硅纳米材料能够有效实现电子发射,开启电场约为2.7 V/m（电流密度10 A/cm2处）;硅纳米尖端阵列的场增强因子约为692,可应用在场发射器件之上。     

LD阵列侧面泵浦棒状激光介质内的光场研究

建立了LD侧面泵浦激光介质内的光场分布数值模型。通过光线追迹方法,简化了介质对泵浦光折射的计算方式。利用Matlab软件数值模拟了泵浦光在介质内的归一化分布。提出获得高质量、高能量的激光输出参数的选取原则。当LD的束腰半径为1μm、LD的数量为40个、介质的半径为1.5mm、发光面到介质的泵浦距离为0.5mm、介质吸收系数在2cm-1～6cm-1之间时,泵浦光在激光介质内的增益分布较好。     

激光二极管阵列端面抽运复合棒状激光器热效应的有限元法分析

建立了激光二极管阵列(LDA)端面抽运棒状激光介质的数值模型.考虑到介质与空气的对流换热和介质的热力学参数随温度的变化,根据经典热传导方程和热弹性方程,运用有限元法得出了复合棒状介质和未复合棒状介质内瞬态温度、热应力和应变的时空分布,分析了温度、热应力和应变随抽运功率、换热系数和时间的变化规律.结果表明,复合棒的最高温度、最大张应力和最大轴向应变的位置与未复合棒不同,并且数值分别为未复合棒的73%,60%和33%.由此可知,利用复合棒可极大地减小热效应的影响.理论分析结果可为LDA抽运固体激光器的结构优化设计和实验研究提供理论参考.     

多尖端旋转电极辉光放电甲烷偶联研究

石油资源的日趋短缺使人们对世界大储量能源天然气的开发利用越来越重视。甲烷（CH4）是天然气的主要成份,由于CH4分子具有很高的稳定性,用CH4直接偶联制C2炔（乙烷,;乙烯,乙炔）在热力学上十分不利,采用常规催化手段一直未取得突破性进展^[1],而辉光放电等冷等离子体对于CH4偶联是一种非常有效的方法,近年来已成为物理化学跨学科前沿研究热点。在本研究领域中,利用脉冲电晕等离子体结合催化剂进行甲烷转化^[2],其等离子体在空间分布上是非连续的,活性较低,反应区较小,甲烷的转化率及C2烃收率必须是有限的;利用微波诱导甲烷在催化剂上转化制C2烃^[3],由于温度很高,能量密度太大,很容易使甲烷完全裂解,生成大量积碳,C2烃的收率也较低;利用介质阻挡放电使CH4偶联^[4],能耗太大,能量利用率很低。因此,冷等离子体CH4偶联实现工业化的课题就是要在提高CH4转化率及C2烃收率的同时降低能耗,以提高能量利用率。     

对碳纳米管阵列的场发射电场增强因子以及最佳阵列密度的研究

研究了外电场、碳纳米管自身线度、尤其管的阵列密度对碳纳米管的场发射性能的影响,从理论上深入探索碳纳米管阵列的电场增强因子并提出改善其场发射电子性能的有效途径.研究结果表明,碳纳米管阵列的电场增强因子的数量级一般为102—103,并对任何长径比的碳纳米管阵列,都对应着一个最佳阵列密度,当碳纳米管阵列密度取此最佳密度值时,其电场增强因子明显提高.这里的理论研究对弄清碳纳米管的场发射机理及实验合成高发射性能的碳纳米管阵列有一定的意义 关键词： 碳纳米管阵列 最佳阵列密度 电场增强因子 长径比     

棒状分子聚合物溶液的微宏观数值模拟

利用微宏观耦合方法模拟了棒状分子聚合物溶液在平板Couette流动中的复杂流变行为,其中微宏观模型通过非均匀Doi理论来描述.数值模拟中,应用有限体积方法耦合求解了介观尺度上的Smoluchowski方程和宏观尺度上的流场守恒方程.数值结果不仅得到了若干种典型的流动类型,而且还预测了另外两种新的复合瑕疵结构.数值试验表明：棒状分子聚合物的流变结构主要依赖于De数、分子相对尺度以及溶液浓度常数的取值;并且De数对分子指向矢的翻滚周期、随流取向角等微观特性也均有明显影响. 关键词： 棒状分子 聚合物溶液 微宏观模拟     

介质空腔内电场的计算

提出了有电介质存在时计算电场的一种新的等价方法，使介质腔内部的静电场能更简便地求解。     

高压脉冲电场保鲜技术中两半圆柱面形电极的电场分布

高压脉冲电场保鲜技术是利用强电场进行杀菌，可以在不破坏食品的营养结构与原有风味的基础上起到杀菌保鲜作用．实验表明，杀菌的效果与电场有关，本文求出了两半圆柱面形电极间的场强分布，对实验将具有指导作用。     

无电极电光电场传感器灵敏度提高的研究

从提高灵敏度角度出发,理论上分析了无电极电光电场传感器电极长度与灵敏度和带宽的关系.通过比较不同结构的传输函数,验证平衡检测方式的可行性,最后选取使用平衡检测的三端口结构作为实验器件结构,从而为器件制作的可行性方案从理论上作了验证.     

EHD两相系统中的电场数值模拟

针对均匀电场作用下两相系统中的单个离散相周围电场分布情况,建立了数学模型.在建模过程中,考虑了离散相的存在对电场分布的影响.通过求解电场控制方程,得到了均匀电场作用下离散相周围及其内部的电势及电场分布的数值解,并理论验证了该数值解的准确性.     

单个汽泡周围的电场数值研究

为明晰电场对汽—液两相系统的效应,本文针对均匀电场作用下的汽液两相流中附着于壁面的单个汽泡,建立了数学模型,考虑了汽泡的存在对电场分布的影响。通过求解电场控制方程,得到了均匀电场作用下汽泡周围及其内部的电势及电场分布的数值解。这为进一步研究 EHD 作用下的两相系统中汽泡的行为,揭示 EHD强化沸腾换热机理奠定了基础。