电磁波在非均匀等离子体波导中的传播

利用麦克斯韦方程和线性理论推导了电磁波在径向非均匀未磁化等离子体波导中传播的色散方程,对其传播特性进行了讨论,对等离子体在径向具有线性和二次抛物线分布的色散曲线进行了数值计算;发现了电磁波相对于均匀等离子体分布的一些变化规律:HE模式的电磁波截止频率降低,EH模式的电磁波截止频率升高。     

等离子体中平面电磁波吸收衰减的数值模拟

推导了电磁波在等离子体中吸收衰减的理论公式,建立了非均匀等离子体分层离散的物理模型,利用数值模拟的方法研究了平面电磁波斜入射覆有磁化非均匀等离子体层的金属衬底时的吸收衰减特性,讨论了等离子体层密度为线性分布且磁场强度一定时,电子碰撞频率对电磁波吸收衰减的影响,得出在一定等离子体密度和磁场强度条件下,等离子体对平面电磁波的吸收衰减特性.     

等离子体/壳聚糖联合处理对羊毛防缩性能的影响

分别对羊毛织物在低温等离子体、壳聚糖和等离子体/壳聚糖条件下进行处理.分析了等离子体预处理的时间、功率和压强及壳聚糖工艺对羊毛织物性能的影响.通过等离子体/壳聚糖对羊毛联合整理,羊毛织物的防缩性能得到了很大的改善,其最佳工艺条件为：壳聚糖分子量20万,质量浓度1.0g/L,等离子体功率150W,压强25Pa,时间3min.此条件下羊毛织物的毡缩率为7.3%,白度54.2,断裂强力：经向673.2N,纬向272.7N.     

非均匀等离子体覆盖下目标流场的透射特性研究

分析等离子体对电磁波的透射特性时, 一般可以对等离子体鞘套进行分层处理, 根据各层的媒质特性大致确定测控信号相位和幅度的变化, 该方法通常只能处理空间结构分布相对简单的媒质, 无法精确地分析复杂绕流流场. 针对覆盖于目标的非均匀等离子体鞘套, 采用色散媒质的时域有限差分方法较为准确地计算和分析了等离子体鞘套对不同频段测控信号的透射特性的影响. 该方法具有计算精度高、可移植性强等优点; 同时, 所得到的数值分析结果对实际工程应用有一定的参考价值.     

介质阻挡等离子体对航空发动机燃烧室特性的影响

建立了航空发动机燃烧室等离子体助燃实验平台,开展了航空发动机燃烧室DBD(dielectric barrier discharge)等离子体助燃在模拟航空发动机燃烧室最大状态条件下的性能实验。通过正常燃烧和等离子体助燃的对比实验和分析,研究了等离子体助燃对4种余气系数和5种电压条件下的平均出口温度、燃烧效率、出口不均匀系数的影响。实验结果表明,与正常工况相比,等离子体助燃后的燃烧效率有所提高,当电压为40 kV时,等离子体助燃时的燃烧效率在富燃料条件下提高了2.31%。实施助燃后出口温度场均匀性也得到改善,但在富油条件下效果最好,出口温度分布系数的减小量超过5%。这些结果对未来将等离子体助燃技术应用于航空发动机燃烧室并提高其性能具有一定的参考价值。     

复变函数方法在热应力计算中的应用

对于无限弹性平面中二维填充介质椭圆孔,应用转轴方法,分析了稳态温度场条件下其表面的动态热应力分布问题,并得到了此问题的解析解．     

用FDTD法分析冷等离子体模型左手材料填充对同轴线截止特性的影响

左手材料的研究是近年来的科研热点．电磁波在左手材料中的传播特性成为研究的主要方向之一．给出了柱坐标系下冷等离子体模型左手材料改进后的时域有限（FDTD）差分格式．利用得到的FDTD差分格式数值计算了不同厚度、不同折射率冷等离子体模型左手材料分别部分填充同轴线后TE模的归一化截止波数,并与正常材料部分填充进行比较．结果显示：左手材料部分填充同轴线后,其TE模截止波数随填充厚度和折射率绝对值的增大而增大,与正常材料填充的结果正好相反．展示了左手材料具有奇异的电磁特性。为左手材料的研究提供数据基础．     

用 FDTD 法分析冷等离子体模型左手材料填充对同轴线截止特性的影响

左手材料的研究是近年来的科研热点。电磁波在左手材料中的传播特性成为研究的主要问题之一。给出了柱坐标系下冷等离子体模型左手材料改进后的时域有限（FDTD）差分格式。利用得到的 FDTD 差分格式数值计算了不同厚度、不同折射率冷等离子体模型左手材料分别部分填充同轴线后 TE 模的归一化截止波数,并与正常材料部分填充进行比较。结果显示：左手材料部分填充同轴线后,其 TE 模截止波数随填充厚度和折射率绝对值的增大而增大,与正常材料填充的结果正好相反。展示了左手材料具有奇异的电磁特性,为左手材料的研究提供数据基础。     

表面波等离子体制备碳膜的膜厚分布及工艺优化

表面波等离子体(surface-wave-sustained plasma,SWP)是近年发展起来的一种新型低压,高密度等离子体.应用这种技术,采用物理气相沉积(PVD)方法,很容易实现镀膜过程中的离子束辅助沉积(IBAD),从而制备出性能优异的无氢碳膜.采用一种新型的SWP源沉积出无氢碳膜,用郎缪尔探针测试了不同工艺条件下的等离子体密度分布.采用正交实验设计方法,研究了沉积薄膜的膜厚分布特性,分析了膜厚分布与等离子体密度分布的关系,并对制备的工艺参数进行了优化.结果表明,这种新型的SWP源,能够产生高达1011～1014cm-3的等离子体密度.薄膜在整个圆周方向都具有良好的均匀性,沿轴向约为75 mm(膜厚差值±5%).研究中同时获得了影响表面波等离子体膜厚均匀性的显著因素和制备薄膜均匀性最好的工艺条件.     

钴填充碳纳米管的微波吸收性能研究

分析了钴填充碳纳米管的磁性能,深入探讨了钴填充碳纳米管的微波吸收机理,对钴纳米粒子填充碳纳米管的微波吸收特性进行了数值模拟,计算了其自然共振频率,理论结果与实验数据相吻合.研究结果表明:钴填充碳纳米管对微波的强烈吸收主要是样品中钴纳米粒子在微波作用下产生了磁共振的结果;随着钴填充碳纳米管薄膜厚度的增加,其共振频率向低频...     

频散、声场干涉结构、波导不变量与消频散变换

浅海低频声场具有稳定的干涉结构,在距离-频率平面干涉结构可以由波导不变量概念统一刻画.回顾了频散、干涉结构和波导不变量概念的关系.综述、解释了作者等人新近引入的消频散变换,一种类似Fourier变换的双参数酉变换,变换可以同时消除多模频散.变换的惟一先验输入参数是β-不变量.给出了初步实验数据处理结果.首次将消频散变换引入处理耦合简正波和混响问题,解释并证明了消频散变换在这些问题中的有效性.     

一维浅栅光子晶体中的矢量耦合模孤子

研究同时具有二阶和三阶非线性效应的一雏浅栅光子晶体中的矢量耦合模孤子动力学。从Maxwell方程出发，利用多重尺度法，导出了电光场、光学整流场与基频光场包络的非线性矢量耦合模方程组，给出了耦合模方程组的孤子解。结果表明由二阶非线性导致的光学整流场对基频光场没有调制作用。     

一维浅栅光子晶体中的矢量耦合模孤子

研究同时具有二阶和三阶非线性效应的一维浅栅光子晶体中的矢量耦合模孤子动力学。从Maxwell方程出发,利用多重尺度法,导出了电光场、光学整流场与基频光场包络的非线性矢量耦合模方程组,给出了耦合模方程组的孤子解。结果表明由二阶非线性导致的光学整流场对基频光场没有调制作用。     

分离高阶模态面波的τ-p变换方法

用瞬态面波方法提取基阶模态面波频散曲线进行资料解释时,高阶模态面波为干扰波.根据高阶面波和基阶面波的群速度差异,应用Τ-p变换方法压制地震记录中的高阶模态面波.为研究Τ-p变换压制高阶面波的效果,模拟了2种高阶面波能量较强的地层模型的波形记录,应用Τ-p变换压制高阶面波,获得了基阶模态面波频散曲线.对地层中含有软弱层的实测数据进行Τ-p变换法分离高阶面波,较好地压制了高阶面波的影响.对理论模型和实测数据的应用效果表明,Τ-p变换方法压制高阶模态面波方法简单易行.     

界面缺陷对压电薄层复合结构中Love波的影响

基于剪切弹簧模型,建立考虑界面缺陷情形的弹性基底上覆盖压电薄层的复合结构中Love波的频散方程,并研究界面缺陷对Love波传播特性的影响,给出铝基底上覆盖PZT4压电薄层复合结构中Love波的频散曲线.数值结果表明:(1)对于长波情形,不同缺陷程度复合结构的Love波一阶模态的相速度均趋于弹性基底层的剪切波波速,而对于短波情形,则趋于压电薄层的Bleustein-Gulyaev(B-G)波波速;(2)界面缺陷的存在总是降低该复合结构内Love波的相速度,在一些特殊频率范围,Love波的相速度对界面缺陷非常敏感;(3)界面缺陷对压电层内的机械位移模态和电势模态有显著影响,且影响最大区域出现在界面附近.     

环扇形板弯曲问题中环向模拟为时间的辛体系

在平面弹性与Kirchhoff板弯曲相似性理论基础上，在辛体系中把环向模拟为时间，研究了环扇形板在内外两侧固支时的弯曲问题。得到零本征解与非零本征解，其结果形式简洁。环扇形板另两侧边界为径向固定时的算例，表明Hamilton体系的有效性与精确性。     

枢纽分散泄流对下游河道通航水流条件的影响研究——以景洪电站为例

应用平均水深有限元法平面二维水流数学模型,以景供电站大坝泄流为例,采用流场一致判别标准,分析了大坝全断面泄流和分散泄流坝后流场的变化情况和流速的分方．得到了大坝分散泄流与全断面泄流流场趋于一致的最大沿程距,建立了泄流流量与最大沿程距间的关系式,确保汛期船舶的行船安全情况下,为大坝孔口泄流提供科学依据．     

瑞利面波最大模频散曲线的反演解释方法

讨论了高阶模态面波位移幅度占优势并由于高阶模态面波的影响、难以提取完整的基阶模态面波的频散曲线的情况下,利用"最大模"频散曲线进行反演解释的必要性.对软夹层型和地表为高速层两种高阶模态面波位移幅度较强的地层结构的理论和实测"最大模"频散曲线进行反演研究,获得了比仅利用基阶模态面波解释更好的效果.同时还讨论了初始模型建立和反演方法等问题.     

内开槽螺纹波导冷腔色散特性模拟研究

根据螺纹波导中模式间的耦合方程组及冷腔色散方程进行了数值计算,分析了2个模式的相互耦合机理。基于圆柱形波导中线性极化TE11模式存在极化简并的特性,将线极化TE11脉冲作为1个探针,采用粒子模拟软件对该腔体进行了3维冷腔模拟;并将模拟结果与数值计算结果进行了比较,两者基本一致。通过计算机模拟得出了混合模式的电场等位线分布图,结合色散方程数值计算分析了内开槽螺纹几何特性变化对波导色散特性的影响规律。     

载流环形板的热磁弹性分析

对置于磁场中的载流环形板的热磁弹性问题进行了理论分析,讨论了载流板的温度、应力、位移与外加电磁场、温度场以及机械载荷的关系.首先根据电动力学方程和广义欧姆定律得到了载流薄板的电流密度的分布,考虑到焦耳热效应及热平衡方程,得到了由于焦耳热效应产生的置于磁场中的载流环形板的温度场;同时引入了热传导方程,得到了外加温度场引起的环形板内部的温度分布,并认为两种温度场相互独立且满足叠加原理,从而得到了载流环形板的温度分布.其次在建立载流板壳的电磁场、温度场、机械场耦合非线性运动方程,物理方程、几何方程及电动力学方程的基础上,得到了板壳热磁弹性问题的基本方程.最后应用准线性迭代方法,得到了关于热磁弹性问题的线性迭代方程组,整理成含有8个基本未知函数的标准柯西型,即变换成能用离散正交法编程求解的准线性微分方程组,应用自编程序,得到该问题的数值解.变换电磁参量,讨论了载流环形薄板应力、温度及变形随外加电磁参量的变化规律;根据圆环形板的挠度与参量之间的变化规律,并通过实例证实了可以通过改变电、磁、力场的参数来实现对板壳的应力、应变状态的控制.