一种用于光机热集成分析的新方法——干涉图插值法

Zernike多项式是光机热集成分析中实现光、机、热各分析软件之间数据传递的重要工具。许多光学元件表面形状并不满足Zernike多项式的正交性条件，使有限元分析不能精确拟合光学元件表面变形及变形产生的各项像差。讨论影响Zernike正交性的几个因素，详细介绍将有限元分析得到的光学表面变形数据导入光学分析软件的一种新方法——干涉图插值法。该方法避开Zernike多项式拟合，在去除镜面刚体位移后将镜面畸变精确地表示成干涉图数据，直接生成数据接口。     

波纹板式空冷器阻力与传热特性实验研究

在可改变风量和热水流量的实验条件下,对波纹板式空冷器的阻力与传热特性进行实验研究。得到了空气侧的阻力降关联式以及两侧的对流换热系数关联式,其适用于热水雷诺数在2000-8000之间、空气雷诺数在2000-10000之间。在相同工况下,比较了波纹板式、光管式和翅片管式空冷器的性能指标,结果表明:迎面风速在2.45-4.1 m/s之间,波纹板式空冷器传热系数达到100-160 W/m2/℃;约比光管式提高70%,但只有以管束外表面为基准的翅片管式传热系数的六分之一;板式空冷器单位体积换热量约是翅片管式空冷器的1.5倍,是光管式的15倍;板式空冷器单位功耗换热量约是光管式空冷器的5.5倍,而翅片管式空冷器与光管式空冷器则相差不大。     

动态冰浆传热特性的研究

动态冰浆由于具有较强的蓄能和传热能力,日益受到人们的重视。文中建立了动态冰浆传热特性的数理模型,并利用已知的载流溶液和冰晶的物性参数,得到了动态冰浆在水平直管、等热流加热条件下的传热系数,根据计算结果,分析了传热系数随着冰浆浓度的变化的规律和冰浆流速和管径对动态冰浆传热性能的影响。     

航天光学遥感器在轨调制传递函数神经网络评价方法

通过对航天光学遥感器在轨调制传递函数模型和遥感图像的分析,找出遥感图像中与调制传递函数有关的特征信息,采用神经网络为工具,完成利用遥感器传输下来的任意一幅地面景物图像进行调制传递函数的评价。首先模拟出包含不同调制传递函数等级的遥感图像,组成训练样本集,再从图像中分别提取出直接与调制传递函数有关的特征参量和与景物结构有关的特征参量,作为神经网络的输入,网络通过对训练样本集中模拟出的大量调制传递函数已知的遥感图像训练后,当再次输入一幅调制传递函数未知的遥感图像时,便能够正确估计出其调制传递函数值。这种方法不需要在地面铺设靶标或预先获得调制传递函数已知的同一地面景物的航空图像作为参考,只需获得任意一幅地面景物图像即可完成对遥感器调制传递函数的评价。实验结果表明,当不考虑噪声对调制传递函数的影响时,对调制传递函数的评价误差约为6%,而在考虑噪声时,评价误差约为9%。     

基于波前像差的视网膜空间像调制度测定

提出了一种计算复色光下人眼视网膜空间像调制度的方法.利用Hartmann-Shack波前传感器测量的波前像差数据，求得眼睛光学系统的调制传递函数；利用CSV-1000测试仪和VAF-1000视锐度测试仪分别测量同一只眼睛的全眼对比敏感度函数以及视锐度，由调制传递函数、对比敏感度函数以及视锐度之间的关联获得复色光下人眼视网膜空间像调制度曲线.结果表明：视网膜空间像调制度曲线与眼光学系统的调制传递函数无关，并且正常人眼（无视网膜疾病）的视网膜空间像调制度值相近.因此多眼的空间像调制度曲线的统计平均值可以作为标准，用来评判人眼视网膜及视神经疾病.     

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利用分裂的屏蔽氢不透明度模型计算了Ar、Kr、Xe惰性元素混合物随光子能量变化的不透明度以及Rosseland平均不透明度。研究了温度为100～250eV,密度为0.5～2g·cm-3范围内惰性元素混合物的Rosseland平均不透明度与混合物质、混合比例、温度和密度的密切关系。结果显示,Ar-Xe混合以及Xe-Kr混合后的Rosseland平均不透明度比它们为纯元素时有较大的增加;而Ar-Kr混合后的Rosseland平均不透明度则比纯Kr低。通过对比纯惰性元素随光子能量变化的不透明度峰、谷值,分析了造成混合后不透明度增加或降低的原因,同时给出了获得惰性元素混合物平均不透明度为最大时的混合比例。     

非结构网格上温度扩散方程的能流计算方法

讨论非结构网格上温度扩散方程的能流计算方法.应用有限点方法(Finite Point Method,简称FPM)导出基于有限点两点公式和三点公式的能流计算公式,该公式适用于任意多边形及非匹配网格等非结构网格;给出网格角点温度新的计算公式.数值试验表明:基于两点公式的离散解和基于三点公式的离散解均具有平方阶的收敛速度;基于三点公式的离散解的精度总优于基于两点公式的离散解.     

计算流管声场的三维有限元数值模型

发展了一种三维有限元数值模型和计算方法来对矩形流管声场进行整体的计算.与以往的二维方法相比,此种数值方法不仅全面反映了矩形流管内声波的传播情况,而且提高了网格精度,从而大大扩展了对铺设有声衬的流管的计算领域.结果表明,该数值模型是有效和准确的,与其它方法和文献的计算结果吻合得非常好.同时,在大大增加计算量的同时,也对程序代码进行了优化工作,提高了计算效率.     

Quantum dynamics of tight-binding networks coherently controlled by external fields

With some reviews on the investigations on the schemes for quantum state transfer based on spin systems, we discuss the quantum dynamics of magnetically-controlled networks for Bloch electrons. The networks are constructed by connecting several tight-binding chains with uniform nearest-neighbor hopping integrals. The external magnetic field and the connecting hopping integrals can be used to control the intrinsic properties of the networks. For several typical networks, rigorous results are shown for some specific values of external magnetic field and the connecting hopping integrals: a complicated network can be reduced into a virtual network, which is a direct sum of some independent chains with uniform nearest-neighbor hopping integrals. These reductions are due to the fermionic statistics and the Aharonov-Bohm effects. In application, we study the quantum dynamics of wave packet motion of Bloch electrons in such networks. For various geometrical configurations, these networks can function as some optical devices, such as beam splitters, switches and interferometers. When the Bloch electrons as Gaussian wave packets input these devices, various quantum coherence phenomena can be observed, e.g., the perfect quantum state transfer without reflection in a Y-shaped beam, the multi-mode entanglers of electron wave by star-shaped network, magnetically controlled switches, and Bloch electron interferometer with the lattice Aharonov-Bohm effects. With these quantum coherent features, the networks are expected to be used as quantum information processors for the fermion system based on the possible engineered solid state systems, such as the array of quantum dots that can be implemented experimentally.      

Design and Evaluation of Computer Generated Hologram with Binary Subwavelength Structure Designed by Deterministic Process

A binary subwavelength structure for multilevel phase modulation can be designed by our previously proposed deterministic design method without iterative optimization method. To use our design technique in various applications of a computer generated hologram (CGH) like an array illuminator, beam-shaping, signal processing, and so on, an image quality of a reconstructed image from a CGH has become much more important. In this paper, we verify the image quality of a reconstructed image from a CGH designed by our method in terms of the modulation transfer function (MTF) and the spatial resolution. Simulation results show that our technique can theoretically achieve a MTF of more than 99% over a wide range and a spatial resolution of less than 9.66μm.