采用GMM方法分析聚集粒子的辐射特性

采用广义多粒子M ie理论(GMM)研究了由球形微粒组成的聚集粒子的衰减因子、散射因子、散射相函数等辐射特性参数,考虑单元粒子之间的相互作用,与M ie理论计算的辐射特性参数(不考虑单元粒子之间的相互作用)进行分析比较.结果表明:考虑相互作用与不考虑相互作用所得的聚集粒子辐射特性存在着差异,这种差异随着粒子间的距离、尺度参数的变化而改变,并且具有一定的规律.同时,分析了聚集粒子与等效(等体积或等面积)单粒子之间的辐射特性差异对辐射传输计算的影响,研究发现:考虑相互作用的聚集粒子组成的粒子系与等效球粒子系的温度场之间有明显的差异,相对偏差的最大值约20%,因此,在计算聚集粒子组成的粒子系的温度场时不能忽略粒子间的相互作用.     

沙尘介质的双基雷达反射率

利用沙尘暴粒子的介电常数模型,从Ｍｉｅ散射理论出发,应用Ｓｔｏｋｅｓ参量,对粒子尺寸为指数分布的沙尘介质的双基雷达反射率进行了研究,讨论了双基雷达反射率与频率、散射角、湿度和能见度的变化关系,并与雨介质的双基雷达反射率进行了比较．     

W波段毫米波晴空大气传输特性

为考察晴空大气对毫米波信号的衰减作用,基于大气分子吸收光谱参数数据库hitran2008,分析大气中对毫米波有吸收贡献的主要气体,采用Gross动力线型对分子谱线在远翼区的吸收进行精细建模计算,以逐线气体辐射计算方法计算水汽、氧气、臭氧等6种主要吸收气体的物性参数以及吸收光谱,分析均匀路径、非均匀路径大气对毫米波的衰减作用,并将逐线计算方法与Liebe模型方法的计算结果进行比对,结果表明二者符合较好.此外,将理论计算数据与94 GHz测试系统的测量数据进行对比,最大相对偏差为3.7%,进而验证模型的正确性.结果表明:在75～110 GHz毫米波段,水汽、氧气对毫米波信号衰减强烈,占总气体衰减的95%以上,毫米波信号在20 km左右高度水平传输时,需要考虑臭氧对信号的衰减作用,甲烷、一氧化碳、一氧化二氮对信号的衰减可忽略不计.研究结果可为毫米波雷达参数设计等工程应用提供参考.     

采用DDA方法分析非球形粒子辐射特性

利用离散偶极子近似法(DDA)计算了三种几何形状、不同尺度参数、不同复折射率的非球形粒子随机取向时的衰减因子、反照率和散射相函数等辐射特性参数,并与等体积球形粒子进行了比较.分析结果表明:非球形粒子的辐射特性与等效球形粒子的辐射特性存在着差别,这种差别随着粒子的形状、尺度参数和复折射率等参数的变化而变化,并且具有一定的规律,同时存在一个临界尺度参数,此时非球形粒子与等效球形粒子的辐射特性差别可忽略不计.     

微波场中加热水的模拟计算

微波环境下测温存在一些问题,借助数值模拟的方法可计算微波场中试样温度随加热时间的变化.计算过程中需考虑材料的介电常数随温度的变化.水的介电常数数据最完整,所以选水为研究对象,进行微波场中加热水的实验研究及数值计算.计算结果表明微波在炉腔内金属壁上全反射形成驻波.随着微波在水中的传播,其强度逐渐衰减,因此水表面的微波场最强.考虑水的介电常数随温度变化以及微波场在水中传播时的衰减等因素后,模拟计算出的水温随微波加热时间的变化与实验结果吻合较好.     

双层混杂纤维／炭黑改性环氧树脂复合材料的制备及其吸波性能

通过采用整体压制的方法制备了双层混杂纤维／炭黑改性环氧树脂复合材料,对其吸波性能进行了研究。结果表明：随着炭黑含量的增加,材料的反射衰减峰向低频移动,当炭黑含量较高时,吸收主要作用在低频波段,且存在明显的双反射衰减峰。当炭黑含量为6％时,在13．6GHz处反射衰减峰值可达-20．6dB,≤-10dB的有效带宽为3．6GHz。当炭黑含量为8％时,双反射衰减峰分别在10．6GHz和7．8GHz,峰值分别为-17．0dB和-14．9dB,≤-10dB的有效带宽为6．7GHz。     

Cr粒子含量对Al2O3/Cr复合材料力学性能及介电性能的影响

以热压烧结的方法制备了Al2O3／Cr复合材料，探讨了Al2O3／Cr复合材料显微结构、力学性能及微波介电性能随Cr粒子含量变化的规律。SEM结果表明，在垂直于压力方向上，Cr粒子有明显的受压拉伸现象；当Cr粒子含量从10vol％增加至30vol％时，复合材料中Cr粒子的分布由孤立向桥连方式转变。随Cr粒子含量的增加，复合材料致密度略有下降，抗弯强度明显降低。与纯氧化铝陶瓷相比，含10vol％Cr粒子Al2O3／Cr复合材料的断裂韧性提高了81％以上。复介电常数测试结果表明，在8．2～12．4GHz频率范围内，复合材料复介电常数的实部和虚部随Cr粒子含量的增加大幅度上升，且存在明显的频散效应。当Cr粒子含量达到30vol％时，由于Cr粒子之间的部分桥连现象而使介电常数虚部在一定频段出现负值。     

界面对纳米SiC/LAS陶瓷复合材料微波介电性能的影响

利用激光诱导法制各的纳米SiC和LAS玻璃粉米，采用热压法制各纳米SiC／LAS陶瓷复合材料，研究了纳米SiC／LAS陶瓷复合材料微波介电性能与纳米SiC含量、烧结温度以及碳界面层的关系。结果表明，在1080℃以下烧结温度对陶瓷致密度的影响较大而对陶瓷复介电常数的影响较小；但在1080℃以上烧结温度对烧结致密度的影响较小，而对陶瓷复介电常数的影响较大，复合材料复介电常数的实测值与计算值之间存在很大的差异。通过计算和分析认为，复合材料制各过程中纳米尺度的SiC促进了碳界面层形成，使得烧结温度对复合材料复介电常数有很大影响。     

关于45GHz毫米波对矩形阻挡物的绕射研究

基于45 GHz毫米波室内通信测量对木板、镜子以及白铁板的阻挡绕射特性进行了研究.根据阻挡物材料的不同,分别提出三射线和四射线阻挡绕射模型.对12 mm厚的木板、6 mm厚的镜子以及0.35 mm厚的白铁板进行了矩形阻挡绕射测量实验.实验结果表明,在矩形木板阻挡下45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-4.28 dB,其衰减测量结果与提出的四射线模型仿真结果平均误差为-0.02 dB.在0.35 mm厚的矩形白铁板阻挡下,45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-18.2 dB.在镜子远离天线的情况下,面对发射天线时的平均传输衰减比背对发射天线时大1 ～2 dB,而在镜子靠近天线的情况下,其面对发射天线时测量的结果与白铁板阻挡下的衰减类似.     

强扰动理论及其发展

从矩阵形式的麦克斯韦方程出发,对强扰动理论有了重要的发展,使它不仅能处理强扰动随机电介质的问题,而且可以处理强扰动电、磁混合媒质电磁散射的计算。作为应用新理论的例子,文中详细地讨论了颗粒媒质等效介电常数和等效导磁率的计算。结果表明,当粒子线度比波长小得多时,媒质粒子的介电常数和导磁率之间互不影响。     

微波毫米波在战场烟尘中的传播

在分析战场烟尘介质特性的基础上 ,计算了微波、毫米波在战场烟尘中的衰减与相移 ,并利用粒子跟踪法对战场烟尘引起的衰减进行了计算机模拟 .数值模拟与实验结果相一致 ,说明该方法是行之有效的 .     

石粉对中低强度机制砂混凝土性能的影响

机制砂颗粒粗糙、棱角多，且级配不良，在配制中低强度等级混凝土时，用水量相对较大，拌制的混凝土工作性差，易离析。对比研究了不同石粉含量对机制砂混凝土工作性和抗压强度的影响。结果表明，在机制砂混凝土中掺入一定比例的石粉能明显改善混凝土的工作性，提高混凝土的强度，尤其是在水泥用量少的情况下，上述改善效果更加显著。这为机制砂生产中对石粉含量的合理控制，有效利用石粉来提高机制砂混凝土的性能提供了依据。     

降雨融化层对电波散射与衰减特性的研究

提出了更为切合实际的融化粒子的涂水雪球模型，应用涂层球的计算方法计算了不同大小和不同融化状态下的融化粒子的散射特性及反照率。结果表明频率在6及10GHZ时，粒子的反照率较雨滴和冰球的大，计算了不同降雨率，不同融化度状态下融化层的单位距离衰减及整个融化层的衰减和散射损耗，结果表明，用涂水雪球模型计算的融化层的衰减稍大于用Mie理论计算的等效雨区的衰减；在频率较低时，融化层的散射损耗大于等效雨区的散射损耗，随着频率的升高，散射损耗的相对差值变小，这与雷达观测和文献中结果均相符，说明这种融化粒子模型是正确可行的，较雨滴成冰球模型更切合实际。     

毫米波在沙尘暴中传播的交叉去极化效应

基于粒子排列成行的随机介质模型,给出了浮尘中毫米波传播的衰减系数和相移系数计算公式,并且计算了圆极化状态毫米波在浮尘中传播的去极化分辨率XPD。结果表明,对于低能见度沙尘暴来说,交叉去极化效应是比较严重的。     

高应力下粗砂与混凝土接触面剪切特性影响因素试验研究

利用改装自RMT-150B的直剪试验仪在不同法向应力下进行了含水量为0%、8%、16%、24%的粗砂与具有4种不同粗糙度、强度混凝土基底的接触面直剪试验。试验结果表明：当法向应力等于2 MPa时,随接触面粗糙度的增加,达到极限抗剪强度的剪切位移先增加后减小;当法向应力大于2 MPa时,达到极限剪切强度的剪切位移基本不再随接触面粗糙度而变化;在法向应力相同的情况下,干砂初始抗剪刚度较湿砂大。依据试验数据回归分析可知：高应力直剪条件下,粗砂与混凝土接触面的剪应力剪切位移关系可用双曲线模型描述。直观分析结果表明：极限抗剪强度受法向应力影响最大,且与应力呈线性相关,其次为接触面粗糙度,含水量的影响略高于混凝土界面强度;初始抗剪刚度随法向应力、接触面粗糙度、基底硬度的增大而增大,接触面初始剪切刚度所受因素影响从大到小依次为法向应力、含水量、接触面粗糙度、基底硬度;颗粒相对破碎受法向应力影响最大,其次为含水量,再次为基底硬度,接触面粗糙度影响最小,并且颗粒相对破碎随法向应力增达而增大,随混凝土粗糙度与基底硬度的增大而减小,随含水量增加存在破碎的破碎峰值。     

宁夏一次（2009-04-23）区域性沙尘暴天气的热力、动力触发机制

利用NCAR/NCEP全球再分析资料,对宁夏一次（2009-04-23）区域性沙尘暴天气的环流背景及高、低空影响系统进行了分析,重点研究了触发和维持该次沙尘天气的热力及动力条件.结果表明,蒙古冷涡及其后部的横槽为该次沙尘天气提供了有利的环流背景;蒙古气旋及地面锋面是导致沙尘暴爆发的直接原因;水平和垂直方向上的高能量锋区为该次沙尘天气提供了强热力条件;高、低空急流的耦合是沙尘天气出现和维持的动力条件;次级环流的存在是沙尘天气维持和发展的动力保障.对沙尘暴天气过程的预报预警、防灾减灾具有重要的指导意义。     

不同含水和密实状态下珊瑚砂地基承载特性试验研究

珊瑚砂工程性质特殊,研究珊瑚砂地基的承载特性对岛礁工程建设具有重要意义。通过不同相对密实度（50%、65%、72%、80%和85%）、不同含水状态（干燥和饱和）及水位升降等工况下的珊瑚砂地基平板载荷模型试验,研究相对密实度和含水状态对珊瑚砂地基承载特性、颗粒破碎、分层沉降和土压力传递规律等的影响。结果表明：随着相对密实度的增大,干燥状态下珊瑚砂地基极限承载力增大,沉降减小;相对密实度80%以上的珊瑚砂颗粒破碎较明显;承压板正下方的土压力随深度增大而减小。饱和珊瑚砂地基的极限承载力约为干燥状态的44%,地基破坏时的沉降约为干燥状态的2倍,两次水位升降对地基承载力和沉降影响较小;距离承压板中心不同位置处,饱和（含水位升降）与干燥状态下珊瑚砂地基分层沉降呈现出不同的规律;3种工况下土压力传递规律相似。