170 GHz兆瓦级回旋振荡管设计研究

该文基于广义传输线理论和电子回旋脉塞理论,考察模式谱、深入研究注-波耦合系数和不同模式的起振电流,选择TE_32,12模式为170 GHz兆瓦级回旋振荡管的工作模式。通过合理调整电子注工作参数有效抑制高次模谐振腔中的暂态模式,优化谐振腔的光滑缓变段来抑制寄生振荡模式。当电子注的横、纵速度比为1.3,引导中心半径为9.4 mm,电压为80 kV,电流为45 A,互作用磁场约为6.715 T时,该只优化设计的回旋振荡管在170.18 GHz频点输出功率超过1.8 MW,效率约为50%。此外,建立切合实际的电子注速度零散模型,讨论了速度零散对该只管子的性能影响。     

渐变复合腔回旋振荡管高频场分析

从模式耦合理论出发系统地研究了回旋管中过渡渐变复合腔的高频场结构,并考虑了TM型寄生模式的影响。研究了诸多因素的变化对谐振频率、Q值以及纵向场分布的影响。研究表明,在θ为55°时,渐变长度为2-6个波长,频率约为35GHz的渐变复合腔,利用第一腔中的TE51模式的场对电子进行适当的预群聚,然后利用第二腔中的TE52模式的场与电子进行互作用,其互作用的效果会更好,有利于电子效率的提高。因此,我们便得到了渐变复合腔的较好的冷腔参数。     

220 GHz回旋管模式竞争分析和数值模拟

当回旋管的工作频率提高时,为了增大腔体的半径,通常选择高次模式作为工作模式,这时回旋管中可能存在模式竞争,该文采用线性理论及多模非线性理论分析了所设计的220 GHz回旋管振荡器中的模式竞争问题。编制了起振电流和多模非线性注波互作用计算程序,通过数值模拟计算出每个模式的输出功率对时间的变化情况,验证了回旋管中可能存在的3种平衡状态,证实了设计的合理性。     

高频无极灯耦合效率的分析

针对高频无极灯在工艺和性能上存在的问题,对无极灯的耦合效率进行了综合技术分析.对影响无极灯光效耦合效率的各种因素进行了综合系统的试验研究,分析了测试结果,提出了工艺上的改进要素,为进一步提高无极灯的光效提供了依据.结果表明,高频无极灯的耦合器在改进制作工艺后,无极灯的光效在耦合效率上得到了较大的提高,具有良好的应用前景.     

缩放管结构优化数值研究

采用数值模拟方法研究了不同扩张段跨度、不同扩张段弧高,共28组结构参数的缩放管,考察其管内流体的传热及阻力降性能.结果表明,缩放管结构的周期性扩张与收缩引起流线弯曲,并造成近壁面流体对壁面的冲刷,产生流体分离,促进核心流体与边界层流体的混合,减薄层流底层,强化了对流传热;由于管内流体流线的周期性变化,流体的阻力降显著增加.对比结果表明,在扩张段弧高为5 mm时缩放管综合性能最优,且随着扩张段跨度的增大综合性能增大.     

高次模回旋管中的非工作模式抑制研究

将高次模回旋管中的竞争模式分为与工作模式角向指标相同的寄生模式和角向指标不同的暂态模式,选择TE32,5为0.4 THz高次模回旋管的工作模式,对不同类型的非工作模式抑制方法展开讨论。结果表明,针对寄生模式,通过优化设计光滑缓变结构的谐振腔来抑制;暂态模式可以通过精心选择工作模式,深入研究注波耦合系数和不同模式的起振电流,合理设置高次模回旋管电子注电压、电流、横纵速度比、引导中心半径等工作参数,使工作模式在某一工作磁场范围内起振电流最低而优先起振,从而抑制暂态模式起振。     

高频磁结构与磁极限关系的研究与现状

动态磁谱参数,包括微波磁导率实部和虚部、截止频率等,与材料本征磁参数、结构形貌参数的制约关系,作为高频磁性材料性能的标杆和发展方向的理论指导,一直伴随着高频磁性材料的发展而不断演变,是动态磁化物理理论研究和磁性功能材料设计所关注的核心问题。磁结构决定了极限关系式的形式,而极限关系式为磁结构的设计、应用和发展提供了理论指导。该文综合介绍了近年来国内外高频磁结构和磁极限关系研究的发展情况,着重分析两者相辅相成的关系和研究方法,并归纳了该领域的发展趋势和存在的一些主要问题。     

磁芯结构对松耦合变压器耦合系数的影响

感应耦合电能传输(ICPT)系统中松耦合变压器磁芯的性能对电能传输效率具有重要影响,磁芯的结构与变压器的耦合系数密切相关。分析了ICPT系统传输效率的影响因素,阐述了耦合系数与串联型补偿电路输出效率的关系。采用E型、ZY型、HQ型3种不同结构的铁氧体磁芯进行耦合系数的对比实验,实验过程中,保持交流电源频率、原边电感、副边电感、气隙间距不变。实验结果表明:不同结构的磁芯耦合系数并不相同。因此,为了提高ICPT系统的传输效率,需要通过实验确定合适的磁芯。     

高频变压器不同绕组结构对分布电容的影响

高频运行时,变压器寄生参数对反激变换器性能影响不可忽略。漏感和分布电容是变压器主要的寄生参数,设计过程中考虑较多的是漏感,而分布电容往往被忽略。分析了变压器分布电容对反激变换器的影响,并以高输入电压低输出电压变压器为例,给出了变压器高频简化模型。继而给出变压器分布电容的确定方法,并基于该模型,研究不同的绕组连接方式和绕组排列布局对变压器分布电容大小的影响,并通过软件提取了分布电容参数。仿真结果表明,通过改变绕组结构能达到明显改变变压器分布电容大小的目的,从而对设计性能良好的高频变压器有重要的实际意义。     

基于防水性的高帮鞋结构优化设计研究

为提高户外高帮鞋类产品的防水性能,以帮面、内底结构重组为研究点,通过设定制版参数与试版,总结出一体式鞋舌、袜套式内里结构的制版技术参数.一体式鞋舌结构提高了鞋口处的封闭性,减少分割的袜套式内里结合防水材料,可提供有效的防水性.经测试,与传统前开口结构鞋相比,本研究的优化结构设计鞋在测试中平均水吸收量降低84.4％,可有效防水.     

基于ANSYS的结构优化设计

在工程应用中,求解复杂结构优化问题,通常需要自行编制有限元计算程序,此类程序不仅编制难度较大,而且计算结果的可靠性较差。在利用优化算法对结构进行优化时,将ANSYS作为有限元分析工具,替代人工编制的有限元程序,能大大节约结构优化问题的求解时间,提高计算结果的可靠性。将齿行法与ANSYS相结合,对几个典型的结构优化问题进行最优化计算,计算结果表明方法正确、可行,能充分发挥ANSYS与优化方法两者的长处,具有优化效率高、效果好、实用性强等优点。     

居住区优化设计研究

从基础设施的完善程度、路网的规划、住宅内外和整个小区环境（包括硬环境和软环境）以及文化地域性等方面,分析、阐述和探索了居住区的优化设计,旨在创造出怡人的环境,充分体现以人为本的指导思想,使未来住宅真正成为人们向往的归宿．     

3 mm低电压回旋管设计与模拟

设计了一种3mm低电压二次谐波渐变结构复合腔回旋管,采用二次回旋谐波工作可以在获得高效率的同时,降低工作磁场到基波工作所要求磁场的1/2,使磁场系统简单紧凑。选择工作电压为25kV,可以降低回旋管对绝缘的要求和供电系统的体积及重量;采用渐变结构复合腔控制模式竞争和提高效率;工作模式为低损耗的TE02/TE03模式,有利于连续波工作。通过对回旋管中谐振腔结构、模式竞争以及注—波互作用的研究,分析了高频结构特性、寄生模式的抑制和工作参数优化等问题,给出了模拟设计结果。     

单齿泵的结构优化设计

对单齿泵的结构提出了优化设计方案，并给出了具体的优化设计模型。     

252kV母线结构的优化设计

为了降低加工制造成本,基于Autocad进行了252 kV母线结构的改进设计,并基于ANSYS的静电场模块计算分析了252 kV母线结构改进前后的内部电场分布.改进后的252 kV母线结构在充气压力为0.3 MPa(表计)下,成功耐受住工频电压460 kV/min和雷电冲击电压1 050 kV的正负极性各15次的试验.改进后的结构提高了252 kV母线的绝缘裕度,降低了企业的生产成本,每年可节约成本100多万元.     

具有模糊约束的机械结构优化设计

运用模糊优化理论，建立了具有模糊约束的机械结构优化设计数学模型，结合有限元方法，将含有模糊约束的优化问题转为普通优化来处理，算例结果表明：所采用的模糊优化方法能够体现问题的模糊性和工程结构的实际性。