椭圆波导FEM放大器的非线性特性研究

 以椭圆波导、平板摇摆器为FEM放大器的模型，导出了自洽的注波互作用三维非线性方程组。在此基础上编制了相应的程序。利用该程序分析了FEM放大器的饱和功率、效率以及带宽等高频特性。考虑了摇摆器渐变、空间电荷波、电子初始速度零散对高频特性的影响。     

固态富马酸单乙酯在变温1H MAS与CRAMPS研究

富马酸单乙酯(FAME)的单脉冲¹H MAS谱由-高分辨成分与-宽线谱成分组成.高分辨成分可由Hahn回波脉冲序列单独获得.文中通过变温¹H MAS与CRAMPS实验对两组分的性质进行了系统的研究.发现当温度趋于样品的熔点时,其¹H CRAMPS谱可观察到化学位移明显区别的两套谱,它们分别对应于¹H MAS谱的高分辨与宽线组分.实验表明:高分辨成分来自FAME样品的-塑性相,而宽线组分来自通常的刚性相.文中所给出的实验事实充分说明¹H MAS与CRAMPS技术是研究有机塑性固体的强有力的工具.     

自由摆的平板控制系统设计

为了实现对基于自由摆的平板的控制,建立了基于自由摆的平板控制系统.首先分析平板的控制转角与自由摆转角的关系,推导出关系式,再对控制单元、反馈单元进行分析比较给出方案,采用32位LPC2138(ARM7)处理器为平板控制系统的中央控制单元,实现由高精度电位器测量出摆动角度后由步进电机控制的平板在周期摆动中做相应反馈调整,然后在现有器件的基础上编制出控制软件,在设备上进行调试,最后对系统的精度进行分析并进行实际测量.测量结果表明激光笔在摆动中照射在靶板上的光斑偏离基准线最大0.89cm,基本满足对平板的控制要求.     

应用于LED灯具散热的平板热管传热特性

平板热管作为一种新型的热管技术,具有高热导率,良好的均温性等优点,成为解决大功率LED散热问题很有前途的技术之一。本文通过实验与数值模拟相结合的方法,研究了平板热管散热模组的传热性能,探讨了热源布置方式(集中式布置与分散式布置)的影响,为LED芯片的布置提供理论指导。结果表明:该平板热管散热模组的散热效果良好,能有效解决LED灯的散热问题。     

平板混合层流动中两相脉动关联矩的大涡模拟

在气粒两相平板混合层流动中,对气相流动采用大涡模拟,对颗粒相流动采用轨道模拟,研究了两相脉动关联矩。由两相各自瞬时速度出发可以直接获得两相脉动关联矩的统计结果。模拟获得的颗粒相一阶矩、二阶矩以及两相脉动关联矩与实验结果定量符合,表明基于细观模拟是不通过模型获得和研究两相脉动关联矩的可行途径。     

有限平板绕流的数值模拟

本文用涡团法模拟了有限平板的绕流问题,计算出一个长度为1的无穷薄平板在静止的流体中突然起动并作匀速运动的周围流场的变化情况。方法上,用保角变换解决了在涡团法中遇到的一个拉普拉斯方程,并对变换中的奇点作了特殊处理,最后得到一个与已有的实验结果完全吻合的周期性数值解。     

大平板瞬态热传导问题的一种新的近似解法

１引言大平板瞬态热传导问题有着广泛的工程应用背景。对于复杂的初边值条件或含内热源问题,以及工程上常见的多层复合平壁对象,分析求解难度很大甚至无法求解。在此类情况下往往采用数值方法。但是单纯的数值解不便于理解影响该问题的各种参数的物理意义。因此,各种近似分析方法得到了发展［１,２］。但在近似精度上,往往难以对整个时间坐标范围都达到较高的精度,这就使得近似解更多地局限于定性分析。此外,对于不同的初边值条件或含内热源问题,近似解的形式相异,降低了解的通用性。增加了求解的工作量。本文提出一种基于矩阵理论…     

基于平板波导的小型红外光栅光谱仪光学设计

为实现红外光谱仪器的小型化,通过分析现有小型光谱仪,提出了一种基于平板波导的小型红外光栅光谱仪的设计方法。平板波导光谱仪的小型化原理与一般的微小型光谱仪不同。在平板波导光谱仪中,光束被限制在一层薄薄的平板波导介质中传播,看起来像是整个光学系统被压扁了。在垂直于平板波导的方向上光学元件的尺寸可以做到很小,从而显著减小光学系统的尺寸。该系统的设计可分为Czerny-Turner结构设计、波导结构设计。先根据像差理论设计Czerny-Turner结构,目标是保证光谱分辨率及校正像差;然后根据几何光学理论设计波导结构,包括平板波导和两个柱面透镜,目标是压缩光束并校正像散;最后将它们输入Zemax软件中进行综合优化,以获得最优的光学系统。据此方法设计了一个平板波导红外光栅光谱仪,工作波段为8~12 μm,数值孔径为0.22,采用线阵探测器。通过Zemax软件对结果进行分析和评价,表明仪器光学系统的尺寸为130 mm×125 mm×20 mm,工作波段内光谱分辨率达到80 nm,满足设计指标要求。证明了该优化设计方法是可行的,所得系统尺寸小、性能高。     

超声速平板圆台突起物绕流实验和数值模拟研究

高速飞行器表面不可避免的存在突起物并形成复杂流场, 从而引起飞行器气动特性和热载荷的变化; 同时, 突起物是流动控制的重要方法之一, 合适的突起物形状及安装位置对于改善冲压发动机进气道性能有重要意义. 本文采用基于纳米粒子的平面激光散射技术(NPLS)研究了马赫3.0来流边界层为层流的平板上三个不同高度圆台突起物绕流流场, 主要关注了突起物后方的尾迹边界层, 并采用高精度的显式五阶精度加权紧致非线性格式(WCNS-E-5)离散求解Navier-Stokes方程模拟了该流场. 获得了超声速圆台绕流精细流场结构, 观察到突起物后方尾迹区域边界层发展的过程. 结合实验和数值模拟结果可以发现, 当圆台高度接近或者小于当地边界层厚度时, 突起物对边界层的扰动非常弱, 圆台后方尾迹边界层能够维持较长距离的层流状态, 在边界层转捩阶段也有清晰的发卡涡结构出现; 反之, 边界层受到的扰动明显增大, 在突起物后方很快发展为湍流; 风洞噪声对本文研究圆台引起的边界层扰动有一定影响, 实验获得的边界层转捩位置要比数值结果靠前. 基于NPLS流场图像, 采用间歇性方法分析了圆台突起物后方边界层的特性, 对于高度大于边界层厚度的圆台其间歇性曲线较为接近并且更加饱满, 边界层的脉动也更为强烈.     

炸药爆轰产物驱动刚塑性球壳的加速运动

 从质量和动量守恒关系出发，导出了不可压缩刚塑性球壳在球面散心和聚心爆轰作用下的运动方程。应用本文结果计算球壳的加速运动与实验结果及动力有限元程序DYNA的数值摸拟结果吻合。