三维位势问题的梯度边界积分方程的新解法

三维位势问题的边界元分析中,关于坐标变量的边界位势梯度的计算是一个困难的问题. 已有一些方法着手解决这个问题,然而,这些方法需要复杂的理论推导和大量的数值计算. 本文提出求解一般边界位势梯度边界积分方程的辅助边值问题法. 该方法构造了与原边界值问题具有相同解域的辅助边值问题,该辅助边值问题具有已知解,因此通过求解此辅助边值问题,可获得梯度边界积分方程对应的系统矩阵,然后将此系统矩阵应用于求解原边值问题,求解过程非常简单,只需求解一个线性系统即可获得原边值问题的解. 值得注意的是,在求解原边值问题时,不再需要重新计算系统矩阵,因此辅助边值问题法的效率并不很差. 辅助边值问题法避免了强奇异积分的计算,具有数学理论简单、程序设计容易、计算精度高等优点,为坐标变量梯度边界积分方程的求解提供了一个新的途径. 3个标准的数值算例验证了方法的有效性.      

基于科赫曲线分形结构太赫兹带通滤波器

太赫兹滤波器是太赫兹通信、太赫兹成像和太赫兹检测等太赫兹应用系统中不可或缺的功能器件。按照不同的分类方式,滤波器有不同的种类,常见的按照选频功能可分为高通滤波器、低通滤波器、带阻滤波器和带通滤波器。为了实现在太赫兹波段的滤波效果,世界各地的研究人员利用不同的结构、材料和控制方式实现了功能各异的太赫兹滤波器,但是考虑到设计的器件要应用到太赫兹系统中,成本低廉、结构简单、性能优越的太赫兹滤波器一直是研究人员的追求。分形概念自提出以来在很多研究领域都有了快速发展,但是在太赫兹波段的应用还不是很常见,特别是应用于太赫兹功能器件的设计。引入分形中科赫曲线的概念设计并制备了一种新型的太赫兹带通滤波器,该滤波器是在金属薄膜上刻蚀出科赫曲线分形结构,当太赫兹波垂直入射到该滤波器时候实现了在太赫兹波段的窄带滤波。在滤波器的设计过程中,追求理论与实验相结合,首先在电磁仿真软件中建立科赫曲线分形结构滤波器模型进行计算,探究分形结构应用于太赫兹波段进行滤波的可行性,在进行多次计算之后得到优化后的尺寸和结构,然后根据优化后的尺寸加工出科赫曲线分形结构太赫兹滤波器样品,并且将样品放在太赫兹时域光谱系统中进行实验测量,得到实验数据后与仿真结果进行比较。在仿真中利用了时域有限差分法模拟科赫曲线分形结构太赫兹带通滤波器的传输特性,优化后的仿真结果表明:滤波器的谐振频率为0.715 THz,透射系数能够达到0.92,-3 dB带宽为21.9 GHz,将仿真得到的散射参数进行S参数反演得到了太赫兹滤波器样品的电磁参数,这在理论上分析了太赫兹波在谐振点处产生透射增强的原因。利用飞秒激光微加工系统制备了尺寸优化后的科赫曲线分形结构太赫兹带通滤波器样品,然后使用太赫兹时域光谱系统对样品的传输特性进行测试,对实验得到的时域数据进行快速傅里叶变换之后得到频域数据,再把频域数据进行归一化处理后与之前的电磁仿真结果进行对比,发现实验测得的结果与电磁软件仿真得到的结果较为吻合。     

CPL冷凝单管融化过程的双倒易边界元分析

1引言CPL（毛细泵两相流回路）能传输较高的热负荷，而且不需要循环泵、阀门等运动部件，重量轻可靠性好；在飞行器热控制方面有很好的应用前景[1]。CPL在恶劣的空间环境中运行，需要防止工作介质出现冷冻，为此，我们已经用解析[2]和数值的方法[3]进行了初步的分析，得到了一些可供工程设计参考应用的结果。另外，在恶劣的空间环境中，如果出现冻结，需要融化起动，热管的安全设计需要研究它的融化特性，以确保热管在空间能正常运行。双倒易边界元方法用Laplace基本解[4]，通过对一类偏微分方程两侧进行转化，将它全部转化为纯边界积分…     

有势场逆问题的边界元法

本文给出了位势方程逆问题的一种最小二乘边界元解法。控制方程为Ｌａｐｌａｃｅ方程，但一部分边界上未给出任何边值，而只在某些内点上给出了势函值。这一问题在数学上属不适定问题，但在一定条件下存在唯一解。本文同时给出了一种估计解的可靠性的方法。数值试验表明，这类逆问题采用边界元法是非常有效的。     

量子位Heisenberg XX开链中边界量子位之间的纠缠

Heisenberg 开链对研究量子态在自旋链上的传递有重要的意义.本文研究了五量子位Heisenberg XX 开链中边界量子位之间的纠缠，在该系统中引入了磁杂质和系统杂质且它们之间满足线性关系时，该系统可以精确求解，此时边界量子位之间存在纠缠.选择合适的杂质参数和磁场参数，该边界纠缠的最大值可达到0.5. 关键词： Heisenberg XX开链 边界纠缠 杂质     

热传导方程的移动边界问题

热传导问题于高温条件下,往往是可移动边界问题.文献[1]尽述了金属丝烧蚀等物理过程所确定的移动边界问题的一种求解方法.本文讨论较一般的热传导方程可移动边界问题Fourier型存在的充分必要条件,且给出问题Fourier型解.     

关于康托集类光栅的实验探究

设计制作了康托集分形衍射光栅,通过对康托集分形光栅3个阶段的夫琅禾费衍射现象的观察,根据惠更斯-菲涅耳原理,得到了一维康托集分形光栅的夫琅禾费衍射光强分布特性.     

偏微分方程Δ2u-sΔu+k2u=0边值问题的MRM边界变分方程

导出边值问题Δ2u-sΔu+k2u=o;x∈Ω∪Ω'(R2;u|г=uo;аu/аn|г=go的定解问题,MRM边界变分方程,全平面解的表达式.从中可以看出,MRM边界变分方程中只包含弱奇异积分核,并且自动消除了原第一、二MRM边界积分方程中出现的强奇异积分核.问题解的表达式后并不加任何多项式,因而也不需要引入Lagrange乘子求解该项,这给边界元数值求解过程带来极大的方便.数值分析结果表明该方法具有明显优势.     

平面Laplace问题的等价间接变量边界积分方程

利用变分法证明平面调和函数的外问题的确切形式；在此基础上，建立外问题的具有间接变量的等价边界积分方程；传统的外问题及边界积分方程不具有普遍适用性，本文对此进行了详细的讨论．     

Experimental Study of Effect of Medium Boundary on Light Distribution in Tissue Phantoms

An experimental method for investigating the effect of medium boundary on distributions of light in the biological tissue phantom intralipid is presented. Measurements of distributions of light in intralipid-10% suspensions at 633 nm are described, in which a narrow collimated beam is incident on the surface of the phantoms and into the different depths inside of the phantoms. The experimental results show that the effect of the boundary of the medium on the curves geometry of light distributions is trivial, but the effect on intensity of scattering light is obvious, the maximal relative change of the energy fluence reaches 53.8% and the position of the peak of the energy fluence curve has a shift of 1.1 mm in the reverse direction of incident light for the phantom with albedo a=0.998, and the effect of the boundary is decreased with the increase of the absorption coefficients of tissue phantoms. The experimental results were analysed by the diffusion theory. These studies will be helpful for further understandings of the relation between the boundary of biological tissue and the distribution of light in tissue.