基于多尺度方法的平动圆柱贮箱航天器刚——液耦合动力学研究

以充液航天器为工程背景,借助多尺度方法研究刚--液耦合动力学系统非线性动力学特性.利用多维模态方法,将描述横向外激励下圆柱贮箱中液体非线性晃动的自由边界问题转换为液体模态系数相互耦合的有限维非线性常微分方程组.推导液体晃动产生的作用于贮箱壁的晃动力和晃动力矩的解析表达式,进而建立航天器刚体部分平动和液体晃动耦合的非线性动力学方程组.应用多尺度方法对刚--液耦合系统的动力学特性进行解析分析,通过固有频率的特征方程求解耦合系统固有频率,推导外激励频率接近耦合系统第一阶固有频率时液体晃动稳态解的幅值频率响应方程.结合数值方法,研究了液体晃动稳态解的幅值频率响应曲线和激励--幅值响应曲线.结果表明, 随充液比变化,液体晃动稳态解的幅值频率响应曲线会发生软、硬弹簧特性转换现象和"跳跃"现象;幅值频率响应曲线的软、硬弹簧特性转换点受重力加速度和弹簧刚度系数影响;以上所得研究结果表明,考虑非线性效应时的刚--液耦合系统动力学特性与传统的线性系统模型所显示的动力学特性具有本质区别.本文的研究工作对进一步分析充液航天器刚--液耦合非线性动力学特性具有重要参考价值.      

波长可调的低噪声全固态黄绿光激光器（特邀）

报道了一种808 nm激光二极管端面泵浦Nd:YAG激光晶体/腔内倍频的波长可调、低噪声全固态黄绿激光器。基于L型折叠谐振腔结构的优化设计,不但使谐振腔对热焦距具有动态热不灵敏性,而且补偿了折叠型结构和凹面反射镜引起的光束像散。基于布儒斯特片的布儒斯特角调节,实现对Nd:YAG晶体受激辐射产生的1 112.62 nm、1 116.70 nm和1 123.24 nm三条谱线的选频和单一波长基频光腔内振荡;调节单一波长基频光的p偏振方向与双折射单晶玻璃光轴之间的夹角,通过压缩纵模个数,实现对该波长基频光的滤波。在此基础上,通过Ⅰ类角度相位匹配LBO晶体腔内倍频,分别获得了556.31 nm、558.35 nm和561.62 nm三个波长可调、高稳定性、低噪声的黄绿激光输出,对应最大连续输出功率分别达到了678 mW、653 mW和606 mW,光光转换效率分别为8.47%、8.16%和7.58%。在输出功率均为500 mW时,功率不稳定度分别为±0.42%、±0.38%和±0.49%,对应激光噪声分别为0.69%、0.51%和0.96%。     

非线性光学研究水及电解质水溶液界面——空气/电解质水溶液界面特定阴阳离子效应

水及电解质溶液界面在物理、化学、环境及生物等各种过程中扮演着至关重要的角色。百年来科学家用各种实验及理论方法研究水及电解质溶液界面,试图理解其界面的结构及动力学。最近的实验和理论研究表明离子能够影响电解质水溶液界面结构,可极化性大的阴离子甚至会在界面富集。本文综述了我们研究组近年来利用二阶非线性光学方法--非共振的二次谐波与和频振动光谱研究水及电解质溶液界面的进展。首先我们研究了空气/纯水界面非共振二次谐波信号的来源,研究结果证明了空气/纯水界面非共振二次谐波信号完全可以归结为电偶极贡献,为此方法在电解质溶液界面的研究奠定了基础。同时,用偏振及对称性分析对空气/纯水界面和频振动光谱峰进行了归属,提供了纯水/空气界面结构新的物理图像。在此基础上,我们对几种电解质水溶液界面进行了深入研究,结果证明不仅可极化性大的离子会在水界面富集,并使界面层增厚,可极化性小的阴离子对界面层厚度也有影响,甚至阳离子也会在一定程度上影响界面水分子结构。     

2-甲基环戊酮离子前6个激发态的解离

用量子化学原理,CIS/6-31+G(d,p)方法研究了2-甲基环戊酮离子前6个激发态的解离过程,通过虚频的振动分析,计算其可能产物,寻求2-甲基环戊酮离子的解离通道和解离产物.     

振动频率与芳香分子稳定性的判定

通过使用7个从头计算方法、7个密度泛函理论(DFT)方法和20个常用基组对66个苯、萘、蒽、联二亚苯、苊及其衍生物计算振动频率后发现只有10个分子完全不出现虚频,而且共有1365个方法/基组出现虚频;其中7个DFT方法,HF方法和MP2方法所出现的虚频数占各自总的计算方法/基组数的比例分别为7.01%,7.34%和36.38%.除mPW2PLYPD以外的所有方法计算含甲基或铵基的16个分子的结果都非常不可靠,但DFT和HF方法对除此类分子以外的其它芳香分子从计算所出现虚频的比例可以被忽略的角度来看都显得相当可靠.当45个杂环芳香化合物及其衍生物被类似地计算时,DFT方法,HF方法和MP2方法所出现的虚频比例分别为2.11%,2.78%和27.44%.不但用苯的实验结构进行计算不能消除虚频,而且用苯和甲苯的平面或非平面优化结构计算也都不能消除虚频;同时用一百多个方法和一百多个基组计算苯和甲苯时,出现的虚频比例更高达18.18%.这些均说明从头计算方法和DFT方法计算频率有不可靠或不适用的地方,并且那种认为苯和其它芳烃为非平面结构的观点至少不能说是完全正确的.     

应用混频超声检测微小缺陷

高端飞行器的可靠性往往受限于其发动机内部盘、板等构的结构强度和使用寿命,因此对这类部件的无损检测在制造业上具有巨大需求。超声检测作为一种应用广泛、高效、环保的检测方法,常常被应用于这类构件的检测中。但是,大厚度盘、板类构件内的微小缺陷反射能力弱,常规超声脉冲反射法无法进行有效检测。为实现大厚度盘、板类构件内部微小缺陷的识别和定位,采用共线异侧纵波混频法,通过和差频信号特征识别微小缺陷;研究缺陷埋深变化对混频效果的影响,通过测量和差频信号幅值变化,实现微小缺陷的深度定位。结果表明：该方法可有效识别7075铝合金中埋深80 mm的?0.2 mm横孔微缺陷,且可实现微小缺陷的深度定位。     

三倍频模块的研制

介绍了三倍频模块的研制方案,其中三倍频器和中功率放大器应用了MM IC单片集成电路,滤波器采用了E平面波导滤波器。     

基于多边带调制产生全光正交频分复用信号的研究

研究了基于双臂马赫-曾德尔调制器(MZM)产生全光正交频分复用信号的原理,讨论了正交光子载波的产生由MZM的射频驱动和直流偏置电压决定的特性;并对基于载波抖动对系统的损伤定义了一个新的参数--载波均衡,以准确地描述产生全光正交频分复用载波的传输性能.根据选择的载波均衡参数,得到了产生2,3,4和5条正交光载波的最佳工作...     

LD泵浦Nd:YAG 946 nm/1 064 nm双波长运转及腔内和频

用国产半导体激光二极管(LD)端面泵浦NdYAG晶体, 通过优化激光谐振腔反射膜系,调节1 064 nm谱线的线性损耗以达到与弱谱线946 nm的增益匹配,在室温下实现1 064 nm和946 nm双波长连续运转,并通过I类临界相位匹配LBO晶体腔内和频在国内首次实现500.8 nm青色激光连续输出.当泵浦注入功率为1.4W时和频青色激光最大输出达20 mW,光-光转换效率为1.4%,功率稳定性24 h内优于±3%.