高速时空分辨光谱仪的构建及其在水中纳秒脉冲火花放电光谱诊断中的应用

近年来对水中高压脉冲放电等离子体特性的诊断研究越来越受到重视。测量单个放电脉冲放电等离子体的时间-空间分辨发射光谱,有助于研究水中脉冲放电等离子体的时空演化动力学特性和规律。在本研究中将四分幅超高速相机和单色仪结合,构建了一种跟踪单个放电脉冲的高速时空分辨光谱仪,开发了相应的光谱分析软件。用波长632.8 nm的He-Ne激光器,在1 200 g·mm-1刻线光栅条件下对光谱仪的性能进行了测试。结果表明：对应He-Ne氦氖激光632.8 nm谱线的像素分辨率为0.013 nm。在曝光时间20 ns时,单色仪狭缝宽度0.2 mm时632.8 nm谱线的仪器展宽为(0.150±0.009)nm,仪器展宽随着狭缝宽度的增加呈现增大趋势。曝光时间的变化不会引起仪器展宽的变化,能够确保在调节相机曝光时间的过程中不影响光谱仪性能。利用该高速分辨光谱仪对水中纳秒火花放电发射光谱进行了测量,单次曝光获得了单一脉冲放电等离子体时空演化光谱。今后进一步完善实验室的电路条件消除放电干扰,可以对单个放电脉冲进行更细致的测量,为研究单个放电脉冲等离子体参数的时空演化特性提供良好的技术手段。     

矩阵构造法在动力模型物理参数识别中的应用

通过矩阵奇异值分解得到矩阵构造的表达式,并将其应用于动力模型物理参数识别问题.根据矩阵构造表达式的特点,可以使参数识别模型降阶,降阶后的模型与原模型之间的数学和物理性质有明确的对应关系,避免了为忽略高阶频率而采用缩聚方法造成的误差.最后,数值算例获得满意的结果.     

结构动力学逆特征值问题的同伦解法

将结构动力学反问题视为拟乘法逆特征值问题,利用求解非线性方程组的同伦方法来解决结构动力学逆特征值问题,这种方法由于沿同伦路径求解,对初值的选取没有本质的要求,算例说明了这种方法是可行的．     

MLPG混合配点法在形状优化中的应用研究

建立了无网格MLPG(Meshless Local Petrov-Galerkin)混合配点法求解二维弹性体位移、应力的数学模型,使用罚函数法添加本质边界条件,并将其应用到结构形状优化,结合遗传算法提出了一种新的连续体结构优化设计方法.对于节点支持域半径的选取进行了重点探讨,提出一种动态支持域选择方法,建立了基于MLP...     

基于非对称圆弧Y分叉单元的多模光功率分配器结构设计

采用光束传播法(BPM)获取一种全新的基于非对称Y分光单元的多模光功率分配器设计.针对光能量在多模传输波导中分布不均的特点,引入了基于圆弧结构的非对称结构,从而实现了对波导中能量的平均分配.通过对各设计参数与输出功率的关联分析,导出了一系列同多模功率分配器结构相关的公式.以此为基础确定了分别对应于62.5 μm,120...     

薄板弯曲分析的节点积分高阶无网格法

采用高阶无网格法求解薄板弯曲问题,在已发展的线性曲率光顺方案的基础上,通过引入泰勒展开技术,建立了能够精确再现纯弯曲和线性弯曲模式的节点积分方法。与之相比,目前无网格薄板分析主要采用的节点积分方法仅能精确再现纯弯曲模式。数值结果表明,本文方法可精确通过纯弯曲和线性弯曲试验,且能得到光滑、无振荡的弯矩场。与标准的高斯积分方法和目前已存在的节点积分方法相比,本文方法在计算精度、效率以及弯矩分布等方面均展现出显著优势。     

基于碳复合Fe3O4纳米粒子的过氧化氢电化学传感器研究

本文以碳纳米粒子复合Fe₃O₄磁性纳米粒子构建新型过氧化氢电化学传感器,该传感器对过氧化氢有良好的电催化性能,过氧化氢浓度在1.00×10^-6 ~ 1.00×10^-3 mol·L^-1范围内与其氧化峰电流之间呈良好线性关系(R = 0.9980),检出限为6.60×10^-7 mol·L^-1. 该传感器具有良好的抗干扰能力、较高的重现性和稳定性.     

裂纹问题的一致性高阶无网格法

一致性高阶无网格法能高效精确地求解连续体问题,尤其是能得到高精度的应力场。本文将该方法拓展到应力解析精度至关重要的裂纹问题(即非连续体问题)的数值分析。采用背景积分网格描述裂纹几何,基于无需增加节点额外自由度的虚拟节点法描述裂纹处位移场的间断,提出了虚拟节点的引入算法和断裂单元的数值积分方法。为进一步模拟裂纹扩展,采用相互作用积分方法计算应力强度因子,裂纹的扩展方向由最大周向应力准则确定。数值结果表明,本文发展方法能够精确地通过间断分片试验;相较于标准的高阶无网格法和低阶一致性无网格法,本文的一致性高阶无网格法显著改善了应力强度因子的计算精度,能够准确预测裂纹扩展路径。     

振动控制设计中的等价鲁棒性极点配置问题

本文首先用Householder变换将状态反馈鲁棒极点配置问题做一等价转换，然后基于以鲁棒度量尽可能小为准则确定相应的非线性规划问题，应用一种优化方法得到所求非线性规划问题的总体优化解．由于经过转换后的等价状态反馈鲁棒极点配置问题中的状态矩阵为上Hessenberg矩阵形式，这有利于迭代过程中的减少计算量，为工程应用开辟了一条新途径．     

Parameter identification of dynamic models using a Bayes approach

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｃｏｍｍｏｎｐｒｏｂｌｅｍｉｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｔｏｐｈｙｓｉｃａｌｐｈｅｎｏｍｅｎａｉｓｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｍｏｄｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｒｏｍｏｂｓｅｒｖｅｄｄａｔａ .Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｈａｖｅｂｅｇｕｎｔｏｏｆｆｅｒａｖｅｒｙｐｏｗｅｒｆｕｌｂｒｉｄｇｅｂｅｔｗｅｅｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄａｎａｌｙｔｉｃａｌｗｏｒｋ .Ｂｅｆｏｒｅｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｎｔｈｅ…