线性化欧拉拟特征方程模拟圆柱绕流声场方法

为模拟圆柱气动噪声的辐射特性,本文利用大涡模拟方法计算了马赫数0. 4时圆柱气动力脉动,建立了紧致点声源模型,采用高精度有限差分格式求解了均匀流声学线性欧拉方程(Linearized Euler Equation,LEE),数值模拟了考虑和不考虑对流效应时声波的传播,分析了声波的辐射和衰减特性。仿真结果与声压解析值和大涡模拟直接计算结果基本一致,证明了线性欧拉方程方法对模拟Ma=0. 4时圆柱气动噪声的适用性和可靠性;对流效应对噪声传播的影响不可忽视,对上、下游声压有明显的放大、缩小作用,使声波传播方向偏转了约21°;声压与声源距离的1/2次方成反比,与理论一致,对流状态下要考虑多普勒因子修正。     

绝缘体上硅射频LDMOS的大信号模型研究

射频功率器件对整个射频放大电路的性能起到决定性的影响。而这类器件依然没有精确、统一的电路模型。因此,基于分支电路模型建立了一种新型SOI LDMOS的大信号电路模型。该模型是一个非线性电路模型,包括了对直流特性的模拟、S参数的模拟,以及其他有关参数的提取。仿真结果表明该模型能比较精确的模拟RF SOI LDMOS器件的直流特性以及频率特性,所以可以利用这个电路模型辅助射频功率放大器设计,为前端设计的电路仿真提供模型的支持。     

高压钨极氩弧焊焊接电弧行为数值模拟的研究现状与发展

对高压下焊接电弧特性(电弧辐射、传导、对流)的改变以及焊接电弧的形态变化进行了分析.在焊接电弧理论研究方面,建立了高压焊接电弧模型并提出了高压下焊接电弧的控制方程以及电弧电压的计算方程.阐述了目前国内外高压电弧研究中存在的问题与不足和今后发展方向,以及高压下电弧数值模拟的研究现状和未来发展趋势.     

超宽带窄脉冲信号发生器的设计与实现

采用双极型射频晶体管,利用其雪崩特性设计了具有双管并联结构的超宽带窄脉冲发生器,并对其电路及雪崩工作原理进行分析,用ADS 2008进行设计与仿真,讨论了宽带匹配问题,制作了射频电路板.超宽带窄脉冲发生器实物测试结果显示,双极性单周期脉冲脉宽为981.3 ps,脉冲幅度约为3V.     

双折射效应和去直流检测法的MOCT模型研究

基于双折射效应和去直流检测法,建立一种磁光式电流互感器(magneto-optic current transformer,MOCT)模型.该模型在一次侧电流检测部分,采用Jones矩阵建模,综合考虑Faraday效应和磁线振双折射效应;在二次侧转换器部分,建立去直流双光路检测法分析光强度信息.数值仿真和实验验证了MOCT模型的正确性.该模型考虑了磁光式电流互感器的光学检测特性,可为MOCT应用提供理论支持.     

岩体中软弱夹层影响爆炸波传播规律的数值分析

为了模拟岩体中软弱夹层对爆炸波传播衰减的影响,在块体离散元的基础上改进了数值计算方法（包括基本方程、求解步骤、能量耗散等效模式）,使其适合模拟爆源的特点、岩体中软弱夹层的性质以及应力波的传播衰减规律.用该方法建立了含软弱夹层岩体和爆源的数值模型,对岩体中软弱夹层影响爆炸波的传播衰减规律进行了数值试验.结果表明：软弱夹层前后爆炸波的振动速度峰值差别很大,存在量级上的差别;软弱夹层与爆源的距离对应力波衰减的影响很大,而夹层厚度影响较小;在两组软弱夹层之间的质点振动持续时间明显延长.数值模拟不仅给出了爆炸波经过软弱夹层的透反射关系,而且描述了不同情况下质点振动的基本形式,可为实际工程提供参考.     

透空式防波堤港内非线性波浪数学模型及应用

在含有水深高阶项的椭圆型缓坡方程中考虑波浪的非线性影响,并基于Behrendt辐射边界条件,推导出了考虑反射、透射边界条件的非线性波浪数学模型.采用椭圆浅滩地形试验结果对数学模型进行了验证,数值模拟结果与试验值符合较好.利用该模型进行某透空式防波堤港内波浪数值模拟,得到了合理的港内波高分布,较好地反映了边界反射或透射对港内波况的影响.     

固液两相流中K—ε双方程湍流模式及在水涡轮机械流场中的应用

基于两流体模型，建立了固液两相流中Ｋ—ε的双方程湍流模式。模化了连续方程、动量方程、Ｋ方程及ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间速度滑移，颗粒间的作用及相间作用。使用本文所发展的湍流模型和颗粒磨损模型，可预测固液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率。数值模拟了一水轮机蜗壳含沙水流中的流动特性及磨损分布。其预测结果与实验结果较为一致．     

固液两相流中D—ε双方程湍流模式及在水涡轮机械流场中的应用

基于两流体模型，建立了固液两相流中Ｋ－ε的双方程湍流模式。模化了连续方程、动量方程、Ｋ方程及ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间速度滑移，颗粒同的作用及相间作用。使用本文所发展的湍流模型和颗粒磨损模型，可预测固液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率。数值模拟了一水轮机蜗壳含沙水流中的流动特性及磨损分布。其预测结果与实验结果较为一致。     

改进超固结状态参量次加载面模型数值实现与应用

为合理描述超固结土复杂的弹塑性力学行为,对现有Hashiguchi次加载面模型中的超固结状态参量R进行修正,在硬化方程中,考虑塑性体应变与塑性剪应变的综合作用,提出了修正超固结状态参量的次加载面模型。同时,着重介绍了该模型的隐式积分算法及数值实现过程,编制了对应的接口子程序,实现了该模型在有限元软件ABAQUS中的应用。通过不同工况和加载方式下的数值模拟验证了程序的合理性,最后应用模型研究了Fujinomori黏土的三轴压缩力学特性并与UH模型的模拟结果、室内试验研究进行对比。结果表明,子程序具有较高的计算精度和可靠性,模型能够准确地模拟黏土的超固结特性。     

光纤熔融拉锥中拉力控制方法与电磁力仿真

针对保偏光纤耦合器熔融拉锥制造过程中拉力控制问题,提出一种新的计算机在线拉力控制方法.拉力控制系统由计算机、拉伸机构、圆光栅及控制电路组成,通过检测光纤支架的旋转角度、改变线圈中的电流,控制永磁铁与线圈间的电磁力,实现对拉伸力的实时控制.分析电磁力和拉力的关系,建立永磁铁和线圈的三维有限元模型,确定永磁铁的运动轨迹,并对通电线圈的磁场分布和电磁力进行仿真,得到线圈中的电流、支架旋转角度和拉力的关系式.仿真结果表明拉力控制良好,控制误差约为1.03%.     

磁耦合谐振式电动汽车无线充电线圈设计与优化分析

针对现有的电动汽车充电桩充电效率低、充电不方便等缺点,提出了磁耦合谐振式电动汽车无线充电线圈的设计和优化方案.通过分析空间载流线圈的磁场分布,为抵消线圈自感的影响,建立了串联谐振充电和并联谐振充电两种电路模型,并对其进行了理论与仿真分析.基于串联电容谐振充电方式,提出了采用中继线圈的方法进一步提高线圈充电的效率和传输距离.仿真结果表明,采用中继线圈方式的充电效率可达95%.     

电子标签质量在线检测传感器的研制

为了检测电子标签的性能参数,研制基于互感耦合的双线圈检测传感器.在分析电子标签模型的基础上,建立传感器的物理模型和动态数学模型,分析传感器的频率响应特性;为了使标签检测区域的电磁场分布尽量均匀,且便于标签在线连续检测,提出双线圈的平行结构.在电路参数仿真分析基础上,进一步完成传感器线圈匝数和空间结构参数对输出响应灵敏度影响的测试,从而确定传感器的各个参数.测试结果表明,该传感器的检测精度高,性能稳定,响应速度快,能够很好地满足电子标签性能参数在线检测的要求.     

Φ273管道的电磁励磁仿真模型分析与实验方法

针对永磁磁路优化及仿真模型不准确的问题,提出了一种以直流电磁铁为励磁源的仿真模型,分析在不同磁路特征下直流电磁励磁的磁化效果.利用COMSOL有限元分析软件建立Φ273管道电磁励磁模型,对管道缺陷特性进行分析.搭建Φ273管道漏磁内检测永磁励磁实验平台.结果表明:直流电磁铁与永磁体作为励磁源具有相同的磁场特性,电磁励磁仿真模型可以准确描述永磁磁路,为永磁磁路的优化设计及直流电磁励磁在管道缺陷检测的工程应用提供理论依据.     

直升机时间域航空电磁法补偿线圈

针对直升机时间域航空电磁法接收信号动态范围过大的问题,一般采用同心补偿线圈减弱一次感应磁场的方法.通过建立同心补偿系统磁场分布模型,利用积分方程和非线性回归的方法对地下发射磁通进行了分析,结合补偿线圈对发射磁矩的影响,得出增大补偿线圈会减弱对地下目标体的探测能力;通过分析发射线圈平面下方的纵向磁场,得出增大补偿线圈会降低接收信号的动态范围同时会减弱近区效应.因此,补偿线圈的大小需根据接收线圈、数据采集系统精度以及飞机的飞行高度等因素进行选取.     

磁悬浮轴承功率放大器的研究

主动磁悬浮轴承中的功率放大器可以看成是一个电流跟踪系统 ,其性能的好坏对磁悬浮轴承的性能有着重要影响。从线圈数学模型、功率电路拓扑结构、直流母线电压、电流控制器几个方面对功率放大器进行了讨论与分析 ,并对一单自由度磁悬浮实验系统的电流控制进行了仿真研究。     

微机械电磁继电器的研究

为了电磁继电器的微型化和提高生产效率,基于微机电系统(MEMS)加工技术提出并试制出一种微机械电磁继电器.这种微继电器由底层磁路、平面励磁线圈和活动电极(衔铁)构成比较完整的磁路,依靠励磁线圈的电流来控制其开关动作,微继电器体积约为5mm×5mm×0.4 mm,其制作工艺主要采用光刻、溅射、电镀和腐蚀牺牲层等常规微加工工艺;同时,利用磁路模型进行了电磁力的理论计算,利用其结果对活动电极尺寸和励磁线圈匝数进行了优化设计,给出了试制的微继电器样品的初步测试结果,励磁线圈阻抗约300Ω,触点导通阻抗约1.7Ω,励磁电流约50mA时可使继电器可靠吸合.     

V形地平面反射结构新型印制偶极子天线

为了扩展天线的阻抗带宽和改善天线的方向性，提出一种采用了地平面反射结构的新型印制偶极子天线.分析微带巴伦和印制偶极子的工作原理，延伸并成形天线的地平面以得到反射结构.采用V形地平面反射天线向馈电结构的辐射，调整了天线的输入匹配状况和辐射方向图.使用专业射频（RF）和微波软件进行数值仿真，分析地平面延伸角度和延伸位置对天线输入反射损耗和辐射方向图的影响，得到优化的天线设计尺寸参数.结果表明，与没有地平面反射结构的天线相比，该印制偶极子天线增加了抗带宽，提高了前向辐射增益，抑制了后向辐射.     

基于进化差分算法的环形电感建模及应用

基于进化差分算法的环形电感线圈高频模型,首先建立了环形电感线圈的等效模型,阐述了其阻抗的计算方法. 然后通过VNA设备得到测试线圈的幅频特性曲线,使用进化差分优化算法对等效模型参数进行优化,得到最优的模型参数. 再通过仿真对比阻抗拟合曲线与实测曲线,拟合效果良好,验证了模型及参数的可靠性. 最后在开关电源辐射EMI的仿真中添加电感线圈部分,验证了其抑制电磁噪声的作用,为实际的工程整改提供了理论依据.     

电磁超声表面波辐射声场的三维有限元分析

为了得到电磁超声表面波换能器在被测试件表面和内部的辐射声场分布,采用ANSYS有限元仿真软件对电磁超声换能器辐射声场进行仿真.建立了电磁超声换能器三维有限元模型并进行了优化,给出了被测试件中感生涡流与换能器激励线圈参数的量化关系.通过电磁结构耦合的方法得到被测试件内部及表面不同方向质点的位移变化,分析了在被测试件内部的辐射声场分布,并给出了被测试件表面辐射声场的指向性规律.根据仿真模型搭建了电磁超声探伤平台,实验结果与指向角仿真结果基本吻合.实验结果表明：对电磁超声表面波辐射声场的有限元仿真,为其设计优化、实际探伤范围的确定、接收线圈放置位置,以及收发装置的安装角度提供了依据.