Piecewise analysis of oblique vibro-impacting systems

A great number of studies have shown the complex nonlinear dynamics of mechanical systems with repeated normal impacts. An oblique frictional impact introduces even more complicated dynamics such as stick-slip motions to those systems. Hence, the dynamics of oblique vibro-impacting systems with possible sliding motion is an open problem. Based on a hybrid analysis of vibro-impact dynamics, kinematics and complementary conditions, a piecewise analysis method is developed in the paper to describe the sliding motion during an oblique impact. Thereby, a parametrically excited planar pendulum between two parallel rigid walls is studied as an illustrative example. The example, together with the corresponding numerical results, shows that the sliding impacts occur in such a system with a set of properly selected parameters. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (59905010) and by the Scientific Research Foundation for the Returned Overseas Chinese Scholars, Ministry of Education, China     

不同晶格基底上薄膜生长的Monte Carlo模拟研究

利用Monte Carlo(MC)方法模拟研究了四方和六方晶格基底上薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与基底温度和入射粒子剩余能量之间的关系.模型中考虑了粒子的沉积、吸附粒子的扩散和蒸发等过程.结果表明,基底晶格结构对薄膜生长具有明显影响.当基底温度为300K、入射粒子剩余能量为0时,四方晶格基底上薄膜的生长已经呈现明显的凝聚生长,随着基底温度或入射粒子剩余能量的增加,岛的数目变少、岛的平均尺寸变大.对于六方晶格基底,当入射粒子剩余能量为0、温度从300 K升高到350 K时,岛的形貌从分散生长向分形生长转变;当基底温度为300 K、入射粒子剩余射能量从0上升到0.05 eV时,岛由分散生长向分形生长转变.     

飞秒光参量放大中三波群速失配的补偿

为了消除群速失配对参量放大的不利影响，描述了利用脉冲波面倾斜与非共线相位匹配相结 合，完全补偿飞秒光参量放大（OPA）中三波群速失配的新方法.计算了在BBOⅠ类、Ⅱ类相 位匹配条件下， 三波实现群速匹配时，相位匹配角、脉冲波面倾斜角以及非共线角随信号 光波长的变化.并分析了三波群速匹配对空间走离长度、参量增益和参量带宽的影响.结果表 明，在BBOⅠ类、Ⅱ类相位匹配条件下，利用该方法均能实现飞秒OPA连续调谐时三波的群速 匹配，从而大大增加了三波的有效互作用长度，为能够获得高增益，窄脉宽的参量光脉冲提 供了理论依据和指导. 关键词： 群速匹配 脉冲波面倾斜 非共线相位匹配 飞秒光参量放大     

旋转入射面法的进一步研究与推广

光学薄膜的反射率和透射率是其主要光学特性。透射率易于测量且精度较高,常用于光学薄膜光学常数和膜厚的拟合。许多光学薄膜工作在倾斜入射条件下,常需要测量其倾斜入射透射率(Ts和Tp)。在测量过程中,需要使用起偏器产生高偏振度的线偏振光。对于小型分光光度计来说,为其提供一个满足要求的起偏器,无疑将增加相当的成本。为解决这一问题,对旋转入射面法进行了进一步的研究和推广。考虑到旋转入射面法可使用具有一定偏振度的部分偏振光进行倾斜入射透射率的测量,且分光光度计的输出光束通常为具有一定偏振度的部分偏振光,旋转入射面法在满足一定条件的前提下可以不使用起偏器测量光学薄膜的倾斜入射透射率。研究表明:当偏振因子绝对值大于0.167时,旋转起偏器可以精确测量光学薄膜的倾斜入射透射率,且偏振因子绝对值越大测量精度越高。该方法所测平均透射率在整个测量波段内都具有很高的精度;而Ts和Tp在透射率对入射角较不敏感或随波长变化较平坦的波段具有较高的测量精度。     

拼接望远镜成像系统的理论模型分析及仿真研究

拼接主镜是建设大型天文望远镜最有效的技术途径,尤其是对10m及更大口径的望远镜.本文从光学衍射理论出发,以10m左右口径望远镜为例,推导出了拼接望远镜光学系统点扩展函数的解析表达式,建立了数学仿真模型,并对影响望远镜系统远场像质的因素进行了计算分析.理论分析和仿真结果表明:拼接望远镜的点扩散函数是分块镜的位置干涉函数和分块镜的点扩散函数的乘积;分块镜间的间距会引起分块镜的衍射光斑展宽,使远场峰值能量下降;分块镜的平移误差会严重影响望远镜点扩散函数中的位置干涉函数,从而降低望远镜系统的斯特列尔比;分块镜的倾斜误差会在每个分块镜的点扩散函数引入频移,因而影响拼接望远镜光学系统的点扩散函数,降低望远镜系统的斯特列尔比.     

单液滴撞击倾斜液膜飞溅过程的耦合Level Set-VOF模拟

采用耦合水平集--体积分数法(CLSVOF)对液滴撞击倾斜表面液膜后液膜的形态演化及飞溅过程进行数值模拟, 并对液滴撞击液膜过程中形成的空气卷吸现象进行研究并探讨了撞击角对此的影响, 分析了液滴撞击后液体内部的压力和速度分布, 对液滴撞击倾斜表面液膜的飞溅过程进行讨论, 并与实验结果进行了对比, 验证了CLSVOF方法研究液滴撞击倾斜液膜的可行性. 结果表明, 液滴撞击倾斜液膜时前后两部分飞溅现象产生的机理不同, 前半部分飞溅是由于压差引起的颈部射流, 而后半部分则是由液膜径向流动产生的飞溅现象. 随着撞击角的增大, 空气卷吸气泡数量减少.     

热管型散热器换热性能的实验研究及数值模拟

本文对一种可用于LED组灯源的热管型散热器在大空间自然对流条件下的换热性能进行了实验研究和数值模拟,主要研究了散热器倾斜角度对其换热性能的影响.研究结果表明:散热器的倾斜角度对散热器的换热性能有较大影响,散热器换热性能随倾斜角度的增加先恶化再变好,在倾斜角度为30°左右时其换热性能最差;在相同倾斜角度下,辐射换热量随加热功率的增大呈近似线性增大,但辐射换热量占总换热量的比例较小,在7%以下.     

基于多层膜技术的硬X射线Laue透镜衍射效率的理论研究

采用耦合波理论分析了X射线在多层膜Laue透镜中的传播,选择Cu的Kα线作X射线光源,计算了多层膜Laue透镜的衍射效率.材料为WSi2/Si,最外层宽度为10 nm,深度为8 500 nm的多层膜Laue透镜,倾斜情况下外层区域局部光栅的衍射效率可达59%,理论上证明了多层膜Laue透镜是实现X射线聚焦的有效手段.     

三棱镜的全反射特性研究

1 引言 文献[1]讨论了三棱镜偏向角与入射角的关系,用最小偏向角法来测量玻璃的折射率,称为三棱镜的折射特性.在实验中,如果入射光线的入射角小于"最小入射角"时,偏向角不存在,即没有出射光线,而出射光线实际上在第二个折射面上产生了全反射,称为三棱镜的全反射特性.     

激光扫平仪的误差分析与智能检测

分析了激光扫平仪的误差组成及其在等效长焦距检测系统中的三角函数表达式,介绍了检测方法,并给出了实测结果。介绍的等效长焦距智能检测系统不仅能满足不同的精度要求,而且能显著提高检测速度与效率。理论分析和实测结果表明,该仪器的角度测量不确定度优于±2″,角度分辨率优于1″。