用于磁旋转光谱的环形永磁阵列的匀场分布仿真优化

法拉第磁旋转光谱(Faraday rotation spectroscopy, FRS)技术因其高灵敏度,零背景噪声,以及能有效避免抗磁性物质干扰的特性广泛应用于各类顺磁性痕量气体的探测.目前大部分FRS技术采用线圈构造电磁场,存在能耗高、发热多等问题.为此,开展了基于组合环形永磁体的空间磁场分布建模仿真研究,意在建立轴向分布的磁场,为测量FRS提供基于永磁体的沿光轴方向的匀强磁场.仿真采用有限元网格剖分的方法,基于麦克斯韦方程组,开展组合磁环的磁场分布仿真研究,并通过实验测量实际钕铁硼永磁体磁环阵列的磁场分布,证明了建立物理模型的可靠性.在此基础上提出了对永磁体磁环阵列的3种优化方案—单理想值优化、多段式单理想值优化和梯度优化方案,来构造中心轴线磁感应强度分布均匀的匀强磁场.最后通过引入磁场均匀度,计算评估并分析比较了不同优化方案的优化效果,为研发基于永磁体的FRS光谱设备提供参考.     

真空管内聚光集热器光学性能研究

针对具有内部反射涂层和偏心吸收管的新型真空管内聚光集热器,建立了反映其结构的几何模型,并基于光线追迹法,依托光学分析软件TracePro对其光学性能进行了研究。通过模拟仿真分别得到了该集热器对太阳直射辐射和散射辐射的光学效率,并与传统真空管集热器进行了对比。此外还研究了径向入射角、轴向入射角、内玻璃管偏心距、反射涂层圆心角等参数对光学效率的影响。最后与实验结果进行对比验证,证明了该集热器具有突出的光学性能。     

小直径棒材超声横波检测仿真分析

采用超声水浸聚焦斜入射方式进行小棒材表面、近表缺陷检测时,声波在水/棒和棒/缺陷界面会发生反射、折射、散射、衍射及波形转换等一系列物理变换。此时缺陷可检性对声波入射条件十分敏感,常出现由于检测条件设置不当而导致缺陷漏检、误检的情况。为解决这一问题,本文针对小棒材超声斜入射检测中的主要参数——入射角和水距,开展声场及缺陷声响应仿真,研究检测参数对不同部位缺陷检测能力的影响,并对仿真结果进行试验验证。通过研究得到了检测水距、入射角度对缺陷检测能力的影响,并得到最优检测条件。试验验证结果表明研究制定的检测方案可有效检测出表面、近表面裂纹缺陷。     

含磁控和荷控两种忆阻器的混沌电路设计与仿真

利用惠普实验室荷控和磁控两种忆阻器模型设计了一个五阶混沌电路. 数值仿真结果表明该电路在参数变化情况下能产生Hopf分岔和反倍周期分岔两种分岔行为,并能产生双涡卷、单涡卷、周期态等不同相轨道. 为了验证电路的混沌行为,利用基本元器件设计了惠普实验室荷控和磁控忆阻器模拟器,并将其应用到对所设计电路中进行Pspice仿真,电路仿真结果验证了理论分析的正确性. 关键词： 混沌电路 HP忆阻器 模拟器 Pspice仿真     

基于protel DXP 2004的RLC电路仿真

用protel DXP 2004软件对RLC电路的暂态过程进行仿真实验分析,主要介绍了仿真电路的创建,并结合电路理论仿真了电路在欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种阻尼状态下的暂态过程。     

离子能量分析器测量特性的仿真研究

针对空间等离子体及其模拟环境、空间原子氧及其模拟环境对离子能谱测量的需要,利用仿真软件COMSOL,对离子能量分析器的低能离子测量特性进行了仿真研究。介绍了离子能量分析器的工作原理,对离子能谱测量过程进行了公式推导。通过对三种待选仪器设计方案进行离子透过率仿真分析,确定了一种较优的仪器设计方案。多种离子温度下的误差分析结果也表明,该设计方案能够较为准确地测量离子能量分布。分析了电场畸变、等离子鞘层、栅网对齐方式和离子温度对测量结果的影响,根据仿真结果对一些仿真实验现象做出了合理的解释。     

虚实结合、网络教学与线下实践相融的大学物理实验教学模式构建

信息化教学是近些年来教育改革的重心和热点.结合省虚拟仿真实验示范中心和省在线精品课程的建设经验以及此次疫情的实践教学经验,对信息化实践教学模式的必要性、整体目标与框架、建设内容和成效展开了讨论.提出了一种虚实结合、网络教学与线下实践相融的大学物理实验教学模式.此教学模式有利于增强学生的学习兴趣和实践创新能力,提高实验教...     

计算机仿真实验在物理实验教学中的应用

1大学物理实验课的特点物理实验的课前预习非常重要．但由于实验条件有限,学生预习时,只能根据教材对实验做出初步的了解,而对实验过程、实验仪器的操作并不能很好地把握．对一些操作难度大的实验,如分光计,密立根油滴等实验,如果只简单地预习一下教材上的知识,很难理解仪器原理,更不可能掌握仪器的操作步骤．由于缺乏高质量的课前预习,使难度较大、操作复杂的实验很难在规定的时间内完成．     

晶粒棱长、尺寸与拓扑学特征之间关系的Monte Carlo仿真研究

采用Potts模型Monte Carlo方法研究了晶粒棱长、尺寸与拓扑学特征之间的统计关系.结果表明,晶粒棱长与晶粒面数之间呈线性统计关系,并且平均N面体晶粒模型和Poisson-Voronoi组织均支持该结论.不同时刻的晶粒长大仿真数据表明,在准稳态晶粒长大阶段晶粒棱长的分布具有自相似性.个体晶粒的平均棱长随晶粒面数（或晶粒尺寸）的增加而逐渐增大,这说明一些理论模型中采用的“不同面数的晶粒平均棱长均相等”的假设具有局限性.仿真数据和纯铁实验数据均表明,晶粒尺寸与晶粒面数之间的统计关系表现为一条单调递增的凸曲线. 关键词： 晶粒棱长 晶粒尺寸 拓扑学 Monte Carlo仿真     

阵列幅相误差条件下的目标方位估计

本文研究了一种改进的MUSIC法，可在一定阵列幅相误差条件下对多目标实现高分辨方位估计，有效地改善了原算法的参数估计性能，具有稳健性高、适用范围广以及工程实现简单等特点，通过大量的计算机仿真和水池实验表明，该方法具有较好的多目标分辨能力和方位估计精度，工程应用前景良好。