Method for vessel attitude estimation by spatial correlation function for bottom reverberation

Under the assumption that the sea bottom is an almost-flat and randomly rough thin layer, a spatial correlation model for bottom reverberation is constructed. At high signal noise ratio, the phase of the spatial correlation function is the product of sound wave number and the vertical vector between two hydrophones. In a nominally horizontal plane, roll and pitch bring on the vertical vector between the hydrophones. Then an equation including roll, pitch and the phase of the spatial correlation function is found. If a parallelogram can be constructed by 3 hydrophones and the rat ios of its acreage to diagonals are not smaller than half of the wavelength, roll and pitch can be obtained analytically or by optimal method. However, the ranges of roll and pitch are restricted because of the phase ambiguity. Using Fisher information matrix, the Cramer-Rao lower bound is obtained. Results from computer simulation and sea test data prove the feasibility of the method.     

Waveguide invariance structure for low frequency monostatic bottom reverberation mitigation in shallow water

The stable range-frequency interference structure(waveguide invariance) of the low frequency monostatic bottom reverberation in shallow water is derived theoretically in this paper by using ray-normal mode coherent reverberation model and separable bottom scattering model.And combined the concept of spectral subtraction,a reverberation forecasting and mitigating method based on the waveguide invariance is presented.According to the waveguide invariance,the reverberation intensity for a detecting range can be estimated from the reverberation returns scattered from some other range cells nearby the detecting range with frequency shift.Then the reverberation component for the detecting range in the echo can be canceled mostly by using the estimated reverberation intensity,so as to enhance the echo-to-reverberation ratio and improve the detection capability of the active sonar.Simulations in typical horizontal layered shallow water environment show the stability of waveguide invariance structure in the low frequency monostatic bottom reverberation and the efficiency of the reverberation forecasting and mitigating method based on the waveguide invariance.     

考虑底部隆起的浅埋隧道围岩压力计算分析

针对浅埋隧道开挖后底部隆起变形现象,应用极限分析上限法构造了考虑底部隆起变形的围岩压力计算模型,结合线性Mohr-Coulomb准则等推导出极限围岩压力的理论表达式。通过约束条件将围岩压力的计算转化为数学中的最优化问题,编制程序进行了优化计算。将计算结果与工程实测数据及文献计算结果进行了对比,验证了当前方法的可靠性。同时,指出在运用极限分析法处理浅埋隧道围岩压力问题过程中应将隧道底部一同考虑,对隧道底部支护会对整个围岩压力产生影响,有助于隧道结构的整体稳定。研究可以为浅埋隧道的开挖、支护提供一定的理论指导.     

结构抗震计算不同方法之对比研究

利用有限元软件ANSYS对3种不同层高的钢框架模型进行同等烈度条件下抗震分析, 并进行 底部剪力法、反应谱法和时程分析法的对比研究, 得到相应位移应力曲线、3种抗震计算方 法各自的特点及适用条件. 通过观察时程曲线和震动动画过程, 可使学生对抗震计算有直观 认识和深入理解.     

底部形状对圆柱形港池中驻波的影响

本文用摄动法讨论了具有不规则底部的圆柱形港池中的驻波.假设流体是无粘性、不可压、无旋的.为方便起见,采用柱坐标系.速度势、波形以及频率均以相应于振幅的小参数进行摄动展开,获得了轴对称波驻的分析解,当ω₁=0时,算出了二阶频率.作为一个算例,取圆柱体底部为一轴对称抛物面,算出这种不规则底部对驻波产生灼影响.最后,对几何因素的影响进行了详细的讨论.     

基于细观力学方法的底部充填封装芯片接合层的热应力计算

底部充填是一种用来提高电子产品在恶劣环境下工作的稳定性及可靠性的技术,是电子制造产业的常用方法．本文基于细观力学方法建立了计算底部充填封装芯片热应力的方法．针对底部充填封装芯片焊锡-充填物接合层的结构特点,我们建立了接合层的均一化模型,并从理论上推导了接合层的等效弹性常数、热膨胀系数和导热系数．运用该均一化模型,我们对封装芯片工作产热导致的热传导和热应力问题进行了有限元数值模拟,计算的结果与接合层未均一化的模型具有较好的一致性,而计算效率极大提高,显示了该方法在计算底部充填封装芯片热应力方面的可行性．     

利用矿泉水瓶的一个物理小实验

材料：矿泉水瓶,塑料袋,大号烧杯,剪刀,水． 操作过程：把矿泉水瓶从中间用剪刀剪成两截,取用下部一截并把此段的底部、侧壁不同高度剪出一元硬币大小的孔．在瓶里套一个塑料袋并向塑料袋里灌入水,如图1（a）所示．这时,发现有孔的部位塑料袋凸出．此现象说明容器中的液体对容器底部及侧壁都有压强,通过手感可知越深处压强越大．     

钝头体高超声速绕流底部失稳特征数值模拟

利用数值模拟方法对高超声速钝锥及Apollo返回舱底部尾迹流场进行了研究, 分析尾迹流动的失稳过程. 对钝锥模型, 在M_∞=6, Re=1.71× 10⁶(Re以球头半径为参考长度)条件下观察到了底部流动的不稳定性. 不添加任何扰动, 数值模拟首先得到的流动是稳定解, 在底部发展出一个主分离区和一个二次分离区, 流动是轴对称状态. 继续进行计算, 发现二次分离线率先变形, 底部流场发展出非定常周期流动. 对Apollo返回舱模型, 在相同条件下 (Re以前面圆弧半径为参考长度), 数值模拟首先得到的流动同样是稳定解, 出现以二次分离线率先变形为起始的结构失稳, 演化出周期性过程, 但持续时间较短, 很快出现了非周期非对称状态. 研究表明, 高超声速钝锥及Apollo返回舱底部流场均存在不稳定性问题, Apollo返回舱的底部流场更加不稳定.     

转捩与湍流对激波边界层干扰及底部流动结构的影响

为研究转捩与湍流对激波边界层干扰及底部流动结构的影响,文章选取了二维与三维高超声速双斜面进气道模型与大钝头着陆器模型,并使用γ-Re_θ转捩模型开展数值模拟研究.研究表明,对于二维进气道模型,随着前缘钝度的增加,激波边界层干扰位置前移,分离区变大,与层流流动情况相比,有转捩流动发生时,激波边界层干扰位置后移,同时分离流动强度变弱,分离区缩小;对于三维进气道模型,其拐角附近的分离流动呈现明显的三维特征,转捩流动也存在三维流动结构,与静风洞状态相比,噪音风洞状态下,有转捩流动发生,对壁面热流影响较大,对激波系影响很小.对于着陆器模型,底部流动发生转捩,使得底部流动由不稳定非定常的流动结构变为稳定定常的流动结构,这有益于姿态控制设计.      

底部反射增强的GaAs纳米线径向p-i-n结阵列太阳能电池

提出了一种基于底部反射增强的GaAs纳米线径向p-i-n结阵列的太阳能电池,利用有限差分时域法和有限元方法对其光谱吸收和光伏性能进行了研究.结果 表明,将聚合物和衬底之问的SiO2替换为低折射率的MgF2介质层,不仅显著降低了衬底的吸收损耗,还显著提高了纳米线阵列在整个波长范围内对光的吸收率.此外,通过优化i区厚度和纳米线长度,可将太阳能电池的光电转换效率提升至13.9％.该研究为实现低成本、高性能的纳米太阳能电池提供了一条可行途径.