基于时域有限差分法的亚纳秒有界波模拟器数值模拟及分析

对亚纳秒有界波电磁脉冲模拟器进行了理论分析、数值模拟及实验验证。亚纳秒有界波电磁脉冲模拟器的前沿可以达到亚纳秒,且稳定性较好。电场分布均匀,可以满足各种测试需求。在亚纳秒有界波电磁脉冲模拟器的研制中,采用FDTD（时域有限差分）法结合环路积分法对模拟器传输线场的传播和场分布进行了数值模拟,确定了模拟器的试验工作区域（1m×1m×1m）,且模拟器工作区域实际的场分布测量结果与数值模拟结果吻合的很好。     

起落架复杂流场气动噪声数值模拟研究

本文采用基于脱体涡DES方法对飞机起落架进行非定常流场进行模拟,再基于FW-H方程采用有限元方法在对流场计算得到的非定常压力计算结果进行计算,得到气动噪声的功率谱密度、总声压级等声学特征参数;并将研究的数值模拟方法应用于起落架复杂流场和气动噪声计算,该研究结果为预测噪声起落架噪声设计提供了一定的参考。     

自然风对城市自然通风隧道火灾时速度场的影响分析

运用FDS火灾模拟软件对不同风速和风向（共9种工况）条件下的某竖井型自然通风隧道火灾进行了数值模拟,并对模拟结果进行了对比和分析,得到隧道风速和风向对隧道火灾时纵向速度场的影响规律。     

非线性记录对粒子场同轴全息再现像的影响

推导粒子场同轴全息非线性记录对再现像影响的公式,模拟了不同形状粒子在非线性段记录时再现像。实验上得到非线性记录下不同形状粒子的再现像,验证了数值模拟结果。     

候车大厅气流组织CFD模拟及误差分析

利用CFD模拟软件Airpak对某火车站候车厅室内气流组织速度场、温度场、热舒适性指标PMV及PPD的分布进行数值模拟计算,并用实测数据与模拟结果进行对比,得到实测数据与模拟结果不相符的结果。可为今后西安火车站改扩建在空调系统设计以及气流组织预测等方面提供借鉴和指导。     

中子辐照诱导CCD电荷转移效率降低的数值模拟与分析

运用半导体器件二维数值模拟软件MEDICI,分别对能量为1 MeV和14 MeV的中子,在注量范围为3×1013～5×1014cm-2辐照下,对CCD器件电荷转移效率的变化规律进行数值模拟研究.建立了MEDICI软件模拟CCD电荷转移效率变化的器件物理模型、中子辐照模型,并对模拟结果进行了机理分析,得出中子辐照诱导CCD器件电荷转移效率降低的初步规律.     

自然风对城市自然通风隧道火灾烟气浓度场的影响分析

运用FDS(Fire Dynamic Simulation)火灾模拟软件对不同自然风速风向条件下的某竖井型自然通风隧道火灾进行了数值模拟,并对模拟的结果进行了对比分析,得到了隧道外自然风风速风向的不同对隧道内火灾时烟气浓度场的影响规律。     

具有场限环终端的6500 V 4H-SiC结势垒肖特基二极管的研制

阐述了6 500 V4H-SiC结势垒肖特基(JBS)二极管的设计、仿真和制备过程,并对流片结果进行了测试,分析了测试结果与仿真结果差异的原因。通过仿真对比分析了漂移区厚度、掺杂浓度、有源区p+区和场限环终端参数对器件电学特性的影响,数值模拟优化了器件元胞和终端结构的漂移区、有源区和场限环的结构参数。根据模拟结果,4H-SiC漂移区掺杂浓度为1.08×1015 cm-3、厚度为60μm,采用经过优化的70个场限环终端结构,通过完整的工艺流程,完成6 500 V4H-SiC JBS的制备。测试结果显示,室温下当6 500 V4H-SiC JBS正向导通电流密度达到3.53×105 A/m2时,正向压降为4 V,器件的反向击穿电压约为8 000 V。     

受光阑限制光束衍射场的高阶修正

为了模拟受光阑限制光束衍射场的分布,利用泰勒展开得到了一系列的高阶修正场.随着传输距离z的减少,只需增大到合适的阶数M即可模拟衍射场分布.对于不同的传输距离z,可根据不等式来选择合适的阶数M.以超高斯光束为例,用数值计算例说明理论公式的应用.所得结果对于研究通过光阑衍射光束的传输是有用的.     

激光二极管侧面抽运平板Nd:LuVO4晶体热效应

在解析热分析理论的基础上,建立了平板Nd:LuVO4激光晶体在激光二极管阵列侧面抽运时的导热微分方程.通过对方程的求解,得到了Nd:LuVO4晶体内部温度场解析式,热形变场分布、温度场和热形变场的数值模拟表明,当抽运光功率为40W,抽运区域为1 mm×4 mm时,晶体在x方向的最高相对温升为11.63 K,y和z方向的最高温升为11.00 K;在x,y,z三方向上的热形变量分别为0.050μm,0.034 μm和0.48μm.这一结果可为Nd:LuVO4激光器设计提供理论支持.     

气流组织设计对数据机房冷却效果影响的研究

随着数据中心能耗的持续增长,对机房空调系统的要求越来越高。在增加空调设备的基础上,气流组织设计的重要性也逐渐凸显,合理的气流组织方案可以提高制冷效果,降低空调系统能耗。在众多数据中心高热密度解决方案中,风墙侧送风方案能够改善机房环境内的气流组织不均匀性。以某数据机房为研究对象,介绍了一种简单且容易实现的热通道封闭方案,针对空调风机放置的不同位置设计了三种工况,并对每种工况的室内气流组织及温度分布进行了CFD模拟。模拟结果显示,合理的风墙布置设计能够极大的改善数据机房的气流组织分布,改善机房内热环境,使机柜产生的热量能够及时排出室外,降低能耗,维持机房内服务器正常运行。     

喷气织机主喷嘴气流三维数值模拟与分析

利用计算流体力学CFD软件对主喷嘴内部气流进行了三维数值模拟,获得喷气织机主喷嘴内部气流压力、流速、马赫数等流场特性的分布曲线,并就流场的轴向径向气流速度模拟结果进行了详细的分析评价。模拟结果验证了计算模型的可行性和有效性,对于进一步了解实际系统流场特性并提高喷气织机气流性能具有重要意义。在一定程度上为主喷嘴内部流场分析和结构设计奠定了基础,为主喷嘴结构设计缩短研制周期,提高效率,节约成本提供了参考依据,是喷气织机气流引纬技术研究的一个重要发展方向。     

夏季气流组织对办公室温度场影响

利用Airpak软件模拟研究了夏季不同气流组织下办公室内的温度场。通过对无通风、自然通风及两种不同的机械通风进行模拟,得到了各个工况下的速度矢量图、温度场及PMV。对比分析不同气流组织温度场分布原因,并得到了4种气流组织温度场的特点。研究结果表明,通风可以明显改变房间温度场,机械通风房间温度场更均匀,其中,上送下回的能源利用性更好。     

蜂窝电场在室内净化器中的应用研究

分析讨论了室内净化器中蜂窝电场的型式、结构、主要参数和设计方法；通过实验，已获得净化器内蜂窝电场的一些重要特性。     

单相无刷直流电机的设计分析与建模仿真

文中针对单相无刷直流电机结构设计及驱动方式展开研究,推导出电机理想工况下的基本方程,根据工程实际需求并结合无刷直流电机的设计原则确定该电机的设计方案。利用设计方案设计一台额定功率38 W,额定转速750 rpm的单相无刷直流电机,并分析了渐变气隙对电机起动性能和齿槽转矩的影响,确定了最优气隙长度。通过对比单极性绕组和双极性绕组形式的优缺点确定绕组形式,结合传统电机设计公式确定绕组匝数。文中利用有限元法初步验证了设计方案的合理性。根据电机动态数学模型在Simulink环境中搭建了电机系统的模型,仿真得到电机的转速、转矩变化曲线,结果与理论分析吻合良好,验证了电机设计方案的合理性和电机模型的有效性。     

Analysis of modes in a freestanding microsquare resonator by 3-D finite-difference time-domain simulation

Modes in a microsquare resonator slab with strong vertical waveguide consisting of air/semiconductor/air are analyzed by three-dimensional (3-D) finite-difference time-domain simulation, and compared with that of two-dimensional (2-D) simulation under effective index approximation. Mode frequencies and field distributions inside the resonator obtained by the 3-D simulation are in good agreement with those of the 2-D approximation. However, field distributions at the boundary of the resonator obtained by 3-D simulation are different from that of the 2-D simulation, especially the vertical field distribution near the boundary is great different from that of the slab waveguide, which is used in the effective index approximation. Furthermore the quality factors obtained by 3-D simulation are much larger than that by 2-D simulation for the square resonator slab with the strong vertical waveguide.     

激光二极管双侧泵平板Nd:LuVO4晶体热效应

以解析热分析理论为基础,建立了平板Nd:LuVO4晶体在激光二极管阵列双侧泵抽运时的导热微分方程。通过方程求解,得到平板Nd:LuVO4晶体内部温度场分布的解析式及热形变分布。温度场和热形变场的数值模拟表明:当泵浦光平均功率Po=10 W、泵浦区域为1 mm×1 mm时,四组激光二极管阵列光源在三处不同位置的一维温度场、二维温度场分布和热形变量有很大差异;将三处泵浦光源位置所产生的温度分布和热形变量对比,得到了泵浦光源在位置1、2处所产生的温升和热形变量相对较小,位置3处最大。所得结论可为平板Nd:LuVO4激光器的设计及热效应消除提供理论依据。     

电厂空冷岛变频器柜体的优化方案

文章简要介绍了空冷变频器柜体的风道的合理设计,通过行之有效的柜体结构方案和设备间降温通风的合理安排,在保证变频器运行可靠性的前提下,有效地控制投资成本。     

城市街道峡谷机动车尾气浓度的计算方法研究

机动车尾气是当前城市污染的主要元凶之一。通过摄像机抓拍和图像识别方法得到街道的车流量信息,结合国家环境保护部发布的车辆排放因子信息,计算得到街道的排放源强,接着运用湍流模型和多孔介质理论,结合计算机数值模拟的方法得到街道峡谷内的流场和污染物浓度分布,可以为城市道路设计和尾气污染治理提供科学合理的依据。