自适应间断有限元方法求解双曲守恒律方程

研究自适应Runge-Kutta间断Galerkin (RKDG)方法求解双曲守恒律方程组,并提出两种生成相容三角形网格的自适应算法.第一种算法适用于规则网格,实现简单、计算速度快.第二种算法基于非结构网格,设计一类基于间断界面的自适应网格加密策略,方法灵活高效.两种方法都具有令人满意的计算效果,而且降低了RKDG的计算量.     

基于铰链式六面顶压机的二级6-8模超高压大腔体内置加热元件的设计与温度标定

 首次报道了一种新型的基于铰链式六面顶压机的二级6-8模大腔体静高压装置的内置加热元件的设计与温度标定。此加热组装结构简单,升温快,保温效果好,并有效地解决了国外基于两面顶压机构架下的二级6-8模内加热组装中热电偶在施加压力时易断的问题。以低成本的碳管为加热元件,采用直接和间接两种加热方式,用双铂铑（Pt6%Rh-Pt30%Rt）B型热电偶进行温度测量,并根据实验过程中加热功率与腔内实际温度的关系,对不同压力下腔体内的温度进行了标定。实验结果表明：此加热系统的油压达到40 MPa（腔体压力约10 GPa）时,温度可以达到1 700 ℃以上;在油压为30 MPa、样品室温度为1 000 ℃时,保温时间可达2 h,甚至更长;实验中获得样品的直径可达3 mm,高度可达7 mm,实现了在高温超高压条件下大样品的制备,满足了实验对产生高温超高压条件的需要。     

Stationary states of crystal growth in three dimensions

A new Markov process describing crystal growth in three dimensions is introduced. States of the process are configurations of the crystal surface, which has a terrace-edge-kink structure. The states are continuous along edges but discrete across edges, in accordance with the very different rates for the two types of captures of particles. Stationary distributions, describing steady crystal growth, are found in general. To our knowledge, these are the first examples of stationary distributions for layered crystal growth in three dimensions. The steady growth rate and other quantities are obtained explicitly for two interacting edges. For many interacting edges, growth behavior is determined (a) in various asymptotic regimes including thermodynamic limits, (b) via simulations, and (c) using series (cluster) expansions in the slope of the surface, the first three coefficients being computed. The theoretical growth rates show a marked dependence on surface dimensions. This may contribute to the size dependence and dispersion in the observed growth rate of small crystals.     

Stable edge dislocations in finite crystals

Dislocations have been considered as mechanically unstable defects in bulk crystals, ignoring the Peierls oscillations. Eshelby [J. Appl. Phys. 24 (1953) p.176] had showed that a screw dislocation can be stable in a thin cylinder. In the current work, considering Eshelby's example of an edge dislocation in a single crystalline plate, we show that an edge dislocation can be stable in a finite crystal. Using specific examples, we also show that the position of stability of an edge dislocation can be off-centre. This shift in the stability from the centre marks the transition from a stable dislocation to an unstable one. The above-mentioned tasks are achieved by simulating edge dislocations using the finite element method.     

扫描环形光斑激光束优化研究

激光束的形状和能量分布限定了激光的应用范围,为满足不同的激光加工需要,必须对激光束进行变换。针对实验室用CO2激光器在热处理方面的应用,提出了激光扫描环形光斑光束优化法。基于温度场叠加原理建立了扫描环形光斑温度场的数学模型,模拟其温度场,可得到其温度分布特性;通过实验研究,分析了聚焦光斑与扫描环形光斑在激光淬火中对材料的热作用效果。结果表明,扫描环形光斑能改善激光热处理硬化层分布。理论和实验研究表明,激光扫描环形光斑技术可以实现激光热处理光束的优化,有一定的应用前景。     

原子力显微镜微悬臂梁非线性振动分析

在考虑激励和摩擦的情况下,对通过1阶Galerkin截断模型化为单自由度系统的原子力杆,利用多尺度方法,得到了稳态响应振幅与解谐参数的关系。用图形表示了激励振幅和阻尼对稳态振幅的影响。     

基于HLA的航空兵场站飞行保障视景仿真系统设计

研究了应用HLA技术开发分布式交互仿真应用系统的方法,基于HLA开发工具Lab-Works、PRTI构建了航空兵场站飞行保障仿真系统的总体框架;利用建模工具MultiGen Creator、视景仿真工具Vega和VC 开发平台构建了航空兵场站飞行保障视景仿真系统,规划了视景仿真系统的各项功能单元,详细说明了视景仿真系统的工作流程与关键技术。     

脉冲高功率离子二极管的动力学模拟

基于等离子体的爆炸发射模型,利用自洽的2.5维的胞中粒子（PIC）模拟程序MAGIC模拟了平板型磁绝缘离子二极管中电子和质子的动力学特性。给出了电压为300kV,外加磁场为2倍临界磁场情况下的二极管特性,阴阳极间隙中带电粒子的空间和相空间分布,以及净电荷密度分布和电场分布,结果表明,引出束流密度比单离子Child-Langmuir公式计算的结果大5倍;外加磁场导致在阴极附近形成虚阴极。空间电荷使得阴阳极间隙中电场扰动和增强。     

一种新型的高功率高频率同轴渡越时间振荡器

提出了一种高频率和高功率的渡越时间振荡器,并且对其进行了理论和数值研究。这种振荡器采用同轴结构,功率容量大,不需要外加引导磁场聚焦电子束,波束相互作用区短,保持了传统渡越时间振荡器在结构上的简单性和输出信号的稳定性;运用电压为225kV和电流为11kA的电子束进行模拟,在X波段获得了峰值功率为1.4GW,频率为8.335GHz的微波输出。     

过模慢波结构频率反射特性及谐振腔的影响

利用有限元方法求解:S-参数矩阵,研究了过模慢波结构对圆波导TM01,TM02模的反射特性,分析了在慢波结构末端加入谐振腔后,由于两端口的不对称性而造成的对反射特性影响。结果表明,在TM01的π模频率附近,慢波结构和谐振腔组成的系统对无谐振腔一侧端口入射TM01模的反射增大,而对有谐振腔一侧端口入射TM01模的反射减小。根据计算结果,解释了普通多波切伦柯夫振荡器所用慢波结构周期数较多的原因,说明了在多波切伦柯夫振荡器中引入谐振腔后,不但可以减少所用慢波结构周期数,而且有利于提高微波输出效率。