W 波段带状注速调管注波互作用系统的研究

带状注速调管是采用宽高比值很大的薄矩形注来降低空间电荷效应,采用特殊的高频结构来增加功率容量,从而使注波互作用效率得到提高的一种新型微波电真空器件。本文基于PIC 粒子模拟软件,建立了专门用于计算带状注速调管注波互作用过程的三维设计平台,并应用该平台完成了W 波段带状注速调管注波互作用系统的初步设计,获得了清晰的物理图像和具有参考意义的模拟设计结果。模拟结果表明,在电子注电压为140 kV,电流为15 A 时,该速调管可以获得大于573 kW 的输出功率、27.8 dB 的增益和大于27.3%的效率。     

带状注速调管谐振腔的模拟研究

带状注速调管是采用宽高比值很大的薄矩形注来降低空间电荷效应,采用特殊的高频结构来增加功率容量,从而使注波互作用效率得到提高的一种新型微波电真空器件。本文对带状注速调管的谐振腔进行研究,通过三维电磁模拟软件分别对单间隙和多间隙谐振腔的频率特性进行了计算,并对其进行了分析和讨论。     

W波段带状注速调管多间隙腔高频结构及其特性

通过对W波段带状注速调管的哑铃型谐振腔特性进行分析,利用三维高频仿真设计软件CST-MSW建立了单间隙、三间隙、五间隙腔的物理模型,详细分析了不同结构尺寸对于高频系统相关冷参数的影响,优化得到了相应的高频结构及其特性参数,以此作为开发的二维注波互作用程序SBK.2D快速计算的高频输入参数.同时,为了结合注波互作用系统的热参数三维仿真设计,采用MAGIC-3D对多间隙腔的高频特性及参数进行了仿真计算,得到的结果与CST冷参数设计基本一致,为W波段带状注速调管注波互作用系统的设计提供了重要参数和依据.     

混凝沉淀-微电解预处理再生造纸废水实验研究

采用混凝沉淀-微电解组合工艺预处理再生造纸废水。通过实验,考察了混凝单元药剂选择、药剂投量以及沉淀时间、微电解单元的初始pH、铁炭用量、铁炭比、反应时间以及出水pH对预处理效果的影响,确定了该工艺的最佳条件。结果表明,选择氢氧化钙为混凝剂,用量为4 g/L,沉淀时间为40 min,微电解的初始pH为3.0,铁炭总量为20g/L,铁炭比为3:1,反应时间为40 min,出水pH为8.0时再生造纸废水的COD、氨氮、总磷、SS和BOD5的去除率分别达到52.88%、43.08%、93.61%、91.64%和33.19%。同时可生化性由0.32提高到0.46,减小了后续生化处理工艺负荷。     

X波段带状注速调管注波互作用系统的3维PIC模拟

带状注速调管是采用宽高比值很大的薄矩形注来降低空间电荷效应,采用特殊的高频结构来增加功率容量,从而使注波互作用效率得到提高的一种新型微波电真空器件.本文对工作在π模状态下的X波段带状注速调管三间隙腔进行了模拟计算,并对由该型腔体构成的注波互作用系统进行了3维PIC模拟,给出了初步的模拟设计结果.模拟结果表明:在电子注电压为415kV,电流为250A时,该速调管可以获得大于29.6MW的输出功率、34.3dB的增益以及29.6%的效率.     

带状电子注空间电荷场的格林函数法求解

带状电子注具有非轴对称性和大宽高比的特性,为了研究其空间电荷效应,本文建立了相应的二维宏粒子物理模型,并通过格林函数法求解带状电子注内的空间电荷力。在该模型中,带状电子注用一系列窄带代替,每个窄带受到的空间电荷力通过叠加其它窄带作用于该窄带的电场力得到。本文对该窄带模型进行了详细的分析,计算了电子注内的空间电荷力,编写了基于该模型的数值模拟程序,模拟了带状电子注在不同静电磁约束下的运动及传输情况,计算结果与三维PIC 软件有很好的一致性,验证了基于该二维宏粒子模型的格林函数法求解带状电子注空间电荷场的合理性和准确性。     

带状注速调管单端口输入腔的场形平衡方法

对X波段带状注速调管单端口输入腔中间隙纵向电场(电子注方向)的场形平衡问题进行了研究.通过在另一侧腔体外加载封闭波导,使其内部的电场场形可以在一定范围内进行调整.这种方法简化了驱动装置,并能避免双端口激励方法中输入信号相位不一致引起场形失衡的问题.使用CST软件进行模拟计算获得了较好的优化结果,随后为验证该方法的有效性,使用加工的冷测模型对单端口耦合的输入腔进行了测试,实验结果表明:加载平衡波导可以有效的改善场分布,此外,通过改变调谐钉深度和加载波导侧的耦合孔尺寸对场分布也有明显的调节作用.     

强耦合式带状注速调管多间隙输出腔的设计

提出了一种强耦合式带状注速调管多间隙输出腔, 并将之应用于Ka波段带状注速调管输出腔的设计. 此设计可以获得更好的输出耦合特性和理想的场形. 更重要的是, 这种结构的漂移管允许被设计为对工作频率的截止状态, 从而可以获得更理想的电场场形以利于注波互作用. 从表面电流的角度分析了这种设计的理论依据. 通过使用粒子模拟软件进行仿真, 在中心频率获得了稳定的功率输出, 互作用效率达到50%以上, 3dB带宽约75MHz.     

武汉市月亮湾城市阳台索膜结构设计与节点优化分析

武汉月亮湾城市阳台项目索膜结构整体造型是异形曲面,为大跨度柔性结构,索膜结构主要由起承重作用的承重索、起稳定作用的稳定索以及周边起刚性支承作用的桁架构成。恒载作用下,管桁架构件最大应力出现在支座附近,杆件以压力为主。首先详细介绍了阳台索膜结构的设计,并对不同荷载条件下的索膜结构进行了静力与稳定性分析;然后从钢桁架结构柱提取典型节点进行有限元建模,对其进行校核与优化分析;最后提出了节点优化设计建议。