常州动漫博览馆建筑声学设计及扩声工程(续完)

3 计算机模拟软件仿真计算计算机模拟是现代建筑声学设计的重要手段,为保证博览厅的声学效果,声学设计方案进行全面的计算机声场模拟分析.笔者采用RAYNOISE大型声场分析软件进行声学分析计算.通过建立模型(见图12和图13),对模型空间内各个部分设定声学参数,并通过详实的计算得到最后的结论.模拟软件大大地提高了设计的精度,验证声学设计的准确性.     

基于有限元分析的集成电路瞬态热模拟

结合EDA软件Cadence及目前常用的有限元分析软件ANSYS模拟了芯片的瞬态热效应.将从电路仿真软件中得到的电学参数作为ANSYS软件的载荷,加载到从ANSYS中建立的热模型上,对芯片的瞬态工作状态进行了热仿真,模拟芯片工作时的瞬态温度分布.针对一个简单集成电路进行芯片级的瞬态热分析,通过调整热载荷脉冲时间得到了此电路的热时间常数;模拟了同一频率不同占空比下电路的热响应情况;模拟了相同时间、相同占空比、不同频率下电路的热响应情况.     

射频微机械开关的计算机辅助设计

应用计算机辅助设计(CAD)方法模拟设计一种射频微机械(RF-MEMS)开关.用Agilent ADS软件模拟分析了共面波导的传输线损耗和MEMS开关的等效电路模型,并应用ANSYS软件模拟开关的驱动电压,得到了35GHz工作频率的并联电容式MEMS开关一些有意义的理论分析结果.     

射频微机械开关的计算机辅助设计

应用计算机辅助设计(CAD)方法模拟设计一种射频微机械(RF-MEMS)开关.用Agilent ADS软件模拟分析了共面波导的传输线损耗和MEMS开关的等效电路模型,并应用ANSYS软件模拟开关的驱动电压,得到了35GHz工作频率的并联电容式MEMS开关一些有意义的理论分析结果.     

某会议室夏季工况不同送风方式下的气流组织数值模拟研究

采用数值模拟软件对××大学科技馆某小型会议室进行数值模拟,以实际测量的数据为边界条件,建立合适的数学和物理模型,得到温度场、速度场以及空气品质场等模拟结果,通过对模拟结果的对比分析,得到了最佳的气流组织设计方案,相关结论可以为室内气流组织方案设计与优化提供参考依据。     

RASTI预测值与STI模拟值的比较

用ODEON软件模拟了4个厅堂的声场,得到了每个厅堂内3个受声点的语言传输指数STI的模拟值;同时通过Peutz公式预测了这些受声点的快速语言传输指数RASTI预测值。比较模拟值与预测值发现：模拟值和预测值的线性相关系数较高,但两者并不一致。     

基于Multisim的彩灯控制系统的仿真

Multisim是目前各种电子电路辅助分析与设计软件中最优秀的软件之一,该软件具有模拟和数字电路的设计、分析、仿真功能。提出了一种基于Multisim的四路彩灯控制系统设计与仿真方法,并在实际中得到了测试和应用。     

基于Multisim10的四路彩灯控制系统设计与仿真

Multisim10是目前各种电子电路辅助分析与设计软件中最优秀的软件之一,该软件具有模拟和数字电路的设计、分析、仿真功能.提出了一种基于Multisim10的四路彩灯控制系统设计与仿真方法,并在实际中得到了测试和应用.     

VDMOS等效电路的SPICE模型

分析了VDMOS器件中存在的各种寄生效应以及这些寄生效应对器件性能的影响,在此基础上建立了VDMOS等效电路的SPICE模型.通过MEDICI数值分析软件,模拟VDMOS在不同偏置条件下的电压、电流、电容特性,从而提取出VDMOS等效电路模型参数.并用SPICE软件对等效电路仿真,进行了直流分析和瞬态分析,得到等效电路的电学特性曲线图.仿真的结果与MEDICI器件模拟工具模拟结果相互比较,具有较好的一致性.     

空间行波管多级降压收集极的设计和模拟

多级降压收集极被广泛地应用于空间行波管的设计中,本文介绍了一种四级降压收集极的设计和模拟方法。通过对某一空间行波管互作用后的废电子注信息进行分析,得到电子注在收集极的入口条件,并且根据电子注入口条件确定各电极的电位,用行波管模拟软件模拟废电子注在收集极内的发射情况,计算出收集极的效率,通过分析电子注粒子运行轨迹和能量分布,优化收集极边界条件和各电极电位设置,提高收集极效率,降低电子回流率。结果表明：利用此方法计算得到的收集极效率达到80%以上,该模拟分析方法对行波管收集极的研究设计具有参考价值。     

频率可调太赫兹回旋振荡管互作用电路的设计与研究

根据动态核极化核磁共振成像技术对回旋振荡管的要求,设计了130 GHz 回旋振荡管的注波互作用电路,基于线性理论对互作用电路进行了研究并选择了合适的工作点,分析了电路的频率调节特性。利用相对论电子回旋脉塞非线性理论对互作用系统进行了模拟和计算,优化了工作参数,计算了磁场及电子注参数对输出功率及效率的影响。最后,用粒子模拟方法进行了模拟并与非线性理论结果进行了比较,两者符合得很好。模拟结果显示,当电压为10 kV、电流为0.3 A、磁场强度由2.34 T 增加到2.41 T 时,输出功率由1310 W 减小到230 W,对应的效率分别为43.6%和7.7%,振荡管的频率可调范围约为2.7 GHz。     

220 GHz共焦波导回旋振荡管的理论研究与模拟仿真

随着毫米波波段回旋管的研究深入,传统的封闭式圆波导谐振腔的弊端越发明显。根据回旋管非线性理论,设计了一只采用开放式准光谐振腔作为高频结构的回旋振荡管,其工作频率为220 GHz、工作电压为60 k V、电流为3 A、横纵速度比α为1.5、工作模式为HE06模。通过采用自主研发的三维粒子模拟软件CHIPIC对其进行数值模拟研究,分析其工作特性,并进一步优化参数。仿真结果表明:所设计的回旋管在磁场为8.57 T的条件下工作,可获得36 k W的峰值功率输出,输出功率效率可达20%。     

X波段低磁场相对论返波管振荡器实验研究

基于现有永磁磁体的参数,并结合高功率微波器件的优点,设计了一个X 波段低磁场相对论返波管振荡器,当引导磁场强度为0. 48T、二极管束压和束流分别为530 kV 和7. 0 kA 时,通过粒子模拟软件得到频率9. 42 GHz、功率1. 11GW 的模拟微波输出,器件束波转换效率30%。在强流电子束加速器平台上进行实验研究,当二极管电压500kV、电流6. 2kA、引导磁场强度0. 46T 时,得到频率为9. 40GHz、功率为900MW、脉宽为32ns 的微波输出。该实验结果为低磁场器件实现高功率、高效率微波输出及永磁包装打下了良好的基础。     

Further Characterization of 394-GHz Gyrotron FU CW GII with Additional PID Control System for 600-MHz DNP-SSNMR Spectroscopy

A 394-GHz gyrotron, FU CW GII, has been designed at the University of Fukui, Japan, for dynamic nuclear polarization (DNP)-enhanced solid-state nuclear magnetic resonance (SSNMR) experiments at 600-MHz ¹H resonant frequency. After installation at the Institute for Protein Research (IPR), Osaka University, Japan, a PID feedback control system was equipped to regulate the electron gun heater current for stabilization of the electron beam current, which ultimately achieved stabilization of output power when operating in continuous wave (CW) mode. During exploration to further optimize operating conditions, a continuous tuning bandwidth of approximately 1 GHz was observed by varying the operating voltage at a fixed magnetic field. In the frequency range required for positive DNP enhancement, the output power was improved by increasing the magnetic field and the operating voltage from their initial operational settings. In addition, fine tuning of output frequency by varying the cavity cooling water temperature was demonstrated. These operating conditions and ancillary enhancements are expected to contribute to further enhancement of SSNMR signal.     

Ku波段低磁场返波管振荡器的模拟与实验

为了实现高功率微波(HPM)系统小型化,结合传统低磁场相对论返波管振荡器(RBWO)的设计理论,设计一个Ku波段较低磁场的相对论返波振荡器。分析束压、束流、引导磁场等对输出微波的影响,并采用粒子模拟软件(PIC)优化结构。当轴向引导磁场为0.4 T,电子束束压和束流分别为600 k V和7 k A时,得到频率为13.08 GHz,功率为1.0 GW的微波输出。在强流电子束加速器平台上开展实验验证模拟结果:外加磁场0.4 T时,得到平均功率为850 MW、频率13.05 GHz、脉宽24 ns的微波输出。该实验结果为实现较低磁场GW级微波输出打下了良好的基础。     

Increase of Gyrotron Output Power at High-Order Axial Mode Through an After-Cavity Excitation of the Next Transverse Mode

In the experimental study on the frequency tuning of a double-beam gyrotron, an unexpected abrupt increase of the output power was observed for some magnetic field values corresponding to the excitation of high-order axial modes (HOAM). This effect can be explained through an after-cavity interaction of the spent but bunched electron beam with the neighboring transverse mode which has the same azimuthal but the next (i.e., greater by one) radial index with respect to the operating mode. The calculations show that under certain conditions the cyclotron synchronism between the electron beam and the next radial mode occurs in the extended region of an output cone, while the bunching of the spent electron beam is responsible for the excitation of this mode. The influence of some additional factors such as reflections of both modes from the output window, electron velocity spread, and magnetic field profile was studied numerically. It was shown that reflections, mode transformation, and velocity spread can enhance the effect of an abrupt power increase and reduce the starting current of the operating mode. The discovered after-cavity interaction can be either useful for a power increase at the HOAM operation of the frequency-tunable gyrotron or harmful for high cyclotron harmonic operation due to an expansion of the zone of fundamental cyclotron resonance mode excitation.

     

Characteristics and Optimum Operating Parameters of a Gyrotron Traveling Wave Amplifier

Characteristics and optimum operating parameters are determined for a new type of high-power high-efficiency generator of millimeter waves known as a gyrotron traveling wave amplifier. In the example consided, wave amplification results from the interaction of a TE/sub 01/ waveguide mode with the fundamental cyclotron harmonic of an electron beam. The parameter optimization involves the determination of the point of maximum device efficiency as a function of beam density, beam energy, beam positioning, and external magnetic field for the output power required. An analytical linear theory and a numerical simulation code form the basis of theoretical calculations. As a result of the extensive survey in parameter space, the peak efficiency in the beam frame has been found to exceed 70 percent. This result has been applied to the specific design of a 35-GHz amplifier with output power ~340 kW, a power gain of 2 dB/cm, and a laboratory frame efficiency of 51 percent.     

低磁场S波段相对论返波振荡器模拟与实验

为实现高功率微波(HPM)系统的小型化,设计一个S波段较低磁场相对论返波管(RBWO)振荡器。针对低磁场特点,分析慢波结构、引导磁场、束压、束流等对输出微波的影响,通过模拟软件(PIC)优化结构。以此设计引导磁场为0.24 T,电子束束压为725 kV,束流为6 kA,频率为3.53 GHz,输出微波功率为1.22 GW,束波转换效率为27%的低磁场S波段相对论返波管。仿真实验结果表明：在强流电子束加速器平台上外加磁场为0.24 T时,得到平均功率1 GW、频率3.58 GHz、脉宽90 ns的微波输出,与理论值一致。进行了重频为1 Hz,20 s的稳定性实验,该实验结果为实现相对论返波管的永磁包装奠定了良好的基础。     

Effects of an axial magnetic field on the output power of a pulsed xenon laser

Data indicating the effects of an axial magnetic field on the output power of a pulsed xenon laser are presented. The output power increased significantly with increasing axial magnetic field only for low output power levels.