单摆运动的非线性求解

本文给出了单摆运动非线性微分方程的精确解,并得到了单摆运动周期与初始条件的关系。当初始条件满足一定关系时,单摆的运动状态并不由初始条件唯一确定,而有两种可能,因此状态空间出现分支点,这是非线性方程解的特征.     

射频等离子硫钝化GaAs(100)的表面特性

采用射频等离子方法,对Ga As(100)衬底片表面进行干法硫等离子体钝化,旨在得到性能稳定含硫钝化层。样品经过360℃温度条件下的快速热退火,光致发光(PL)测试表明,钝化后的样品PL强度上升了71%。同时,钝化样品的稳定性测试结果表明,样品放置在实验室空气中30 d,其PL强度未出现明显变化,说明Ga As的等离子体干法硫钝化具有较好的性能稳定性。     

在玻璃转变温度及其以上温区聚苯乙烯/聚氧化乙烯共混物的动力学弛豫行为

用熔融共混法制备了不同组分的聚苯乙烯(PS)与聚氧化乙烯(PEO)共混物(PS/PEO).在玻璃转变温度T_g及其以上温区,利用相对能量耗散技术研究了该共混物的动力学行为.结果发现,在能量耗散-温度曲线上出现了两个弛豫型的耗散峰(α峰和α′峰).分析表明,α峰是与PS玻璃转变有关的特征耗散峰; α′峰则对应于一种“液-液转变”.两者的弛豫时间τ都不满足Arrhenius关系.此外,还研究了组分对这两个弛豫型耗散峰的影响,并给予了定性的解释. 关键词： 相对能量耗散 玻璃转变 力学弛豫     

基于地质聚合物混凝土的SHPB实验参数控制

为有效地测试地质聚合物混凝土的冲击力学特性,以矿渣、粉煤灰为原材料,制备了高流态的C30地质聚合物混凝土,探索了此类混凝土的霍普金森压杆(SHPB)实验技术参数的控制规律,得到了射弹速度、整形器直径与最佳近似恒应变率之间的关系。结果表明:波形整形技术消除了波形振荡现象,有效地降低了弥散效应;整形后应力波形的前沿升时远远高于传统矩形波的前沿升时,保证了应力的均匀性;通过组合控制射弹速度和整形器直径,实现了恒应变率加载。     

风浪因素对海洋波导雷达回波作用机理的研究

采用文氏谱模型描述近海海洋动力环境海面的粗糙特征, 并运用海浪谱理论得到风速和均方根高度偏差的关系. 进而应用修正的离散混合傅里叶变换方法和改进的雷达散射系数模型分别计算了电磁波传输损耗和雷达散射系数. 在此基础上, 通过数值计算分析了风浪因素对海洋波导环境雷达回波功率值的影响. 结果表明, 风浪因素对不同观测高度处的传输损耗的影响均不大; 风浪因素对雷达回波功率有显著影响, 并且相对于传输损耗, 雷达散射系数项受风浪因素影响较大因而导致较大的雷达回波功率的变化.     

A contrastive study on the influences of radial and three-dimensional satellite gravity gradiometry on the accuracy of the Earth's gravitational field recovery

The accuracy of the Earth’s gravitational field measured from the gravity field and steady-state ocean circulation explorer(GOCE),up to 250 degrees,influenced by the radial gravity gradient V zz and three-dimensional gravity gradient V ij from the satellite gravity gradiometry(SGG) are contrastively demonstrated based on the analytical error model and numerical simulation,respectively.Firstly,the new analytical error model of the cumulative geoid height,influenced by the radial gravity gradient V zz and three-dimensional gravity gradient V ij are established,respectively.In 250 degrees,the GOCE cumulative geoid height error measured by the radial gravity gradient V zz is about 2 1/2 times higher than that measured by the three-dimensional gravity gradient V ij.Secondly,the Earth’s gravitational field from GOCE completely up to 250 degrees is recovered using the radial gravity gradient V zz and three-dimensional gravity gradient V ij by numerical simulation,respectively.The study results show that when the measurement error of the gravity gradient is 3×10 12 /s 2,the cumulative geoid height errors using the radial gravity gradient V zz and three-dimensional gravity gradient V ij are 12.319 cm and 9.295 cm at 250 degrees,respectively.The accuracy of the cumulative geoid height using the three-dimensional gravity gradient V ij is improved by 30%-40% on average compared with that using the radial gravity gradient V zz in 250 degrees.Finally,by mutual verification of the analytical error model and numerical simulation,the orders of magnitude from the accuracies of the Earth’s gravitational field recovery make no substantial differences based on the radial and three-dimensional gravity gradients,respectively.Therefore,it is feasible to develop in advance a radial cold-atom interferometric gradiometer with a measurement accuracy of 10 13 /s 2-10 15 /s 2 for precisely producing the next-generation GOCE Follow-On Earth gravity field model with a high spatial resolution.     

谱有限元模拟正交各向异性黏弹性材料中导波传播特性

研究了导波在正交各向异性黏弹性复合板中传播的色散特性、波结构及功率流密度。基于二维平面运动方程,采用谱有限元方法得到了导波色散的特征方程。分析了正交各向异性黏弹性板中各向异性和黏性对能量速度和波结构的影响,以及基底对导波功率流密度的影响。数值研究结果表明:导波沿纤维方向传播的能量速度大,材料的黏性对速度影响较小,但会减小波结构的幅度;在高频时,基底的存在使两个基本模态的功率流密度分别集中到波导的上下表面,形成弱色散、高衰减及无色散、零衰减的表面波。数值模拟结果为导波用于复合材料定量无损检测和性能评价提供理论依据。      

一种多狭缝条纹变相管

设计了一种动态范围大、小型化条纹变相管,其时间分辨能力在2.6 ps左右,变相管的长度为196.532 mm,可以工作在单狭缝和多狭缝模式下,使得这种条纹变相管不但可以应用在激光核聚变、等粒子物理、激光技术、光生物、光化学等传统的超快诊断领域内,而且可以应用于海底探测以及空中预警等领域,可获得高速运动目标的三维空间+一维强度信息的探测.     

基于ZEMAX高功率半导体激光器光纤耦合设计

随着半导体激光器光源在激光加工领域的应用不断拓展,研制高耦合效率的半导体激光器光纤耦合模块变得十分重要。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,本文应用ZEMAX光学设计软件进行仿真模拟,将12只波长为808 nm、输出功率为10 W的单管半导体激光器通过合束方法高效率耦合进光纤。耦合光纤芯径为150μm、数值孔径为0.22,光纤输出功率为116.2 W,耦合效率为96.8%。     

引力波探测展望

早在1916年，爱因斯坦在发表广义相对论时就预言引力辐射的存在．但在初期，大多数人都怀疑引力波（Gravitational　Waves）仅仅是爱因斯坦提出的引力场方程的一个近似解…而没有实质的物理效应．直到1950年代末期，从理论上证明引力波是携带能量的并可以被探测到，引力波的存在才在理论上得到了充分的确认．广义相对论预言引力波的主要特性有：在真空中以光速传播；