边缘场致发射体的非正交有限差分算法模拟

对边缘切致发射三极管进行了模拟，采用的模型为“鸡尾酒杯”结构。在静电分析中引入了一种新的数值计算方法──非正交曲线坐标系下的有限差分算法。由于取的坐标轴与边界重合。所以该方法能有效地处理任意形状的场致发射体。给出了电场强度和发射电流与几何因子的关系及I－U特性曲线。     

边缘场发射体的非正交有限差分算法模拟

对边缘场致发射三极管进行了模拟，采用的模型为“鸡尾酒怀”结构。在静电分析中引入了一种新的数值计算方法－非正交曲线坐标系下的有限差分算法。由于取的坐标轴与边界重合，所以该方法能有效地处理任间形状的场致发射体。     

海底沉积物声波现场测试和有限差分数值模拟研究

利用基于Biot理论的高阶交错网格有限差分算法,模拟了声源在不同位置条件下激发声波的传播,重点讨论了纵波和各种转换波的声场,并与我国某海域地区海底沉积层的现场测试数据进行了对比。研究结果表明,海底沉积层中的纵波具有明显的频散现象,这种频散现象与理论预期结果相吻合,而且由Biot理论得到的纵波频散规律和现场测试结果有较好的一致性,但对于纵波的衰减,二者符合得不好,这是因为Biot理论模型的假设条件和海底沉积层的差别较大造成的。计算声场显示,当声源放置在海水中时,在沉积层中产生三种转换波;当声源放置在沉积层中时,在沉积层中产生了多种类型的波。在某些条件下,海底沉积层中的横波速度低于慢纵波速度。     

浅层地震勘探中的波场模拟及其应用

本文应用有限差分法求解声波波动方程,推导出时间域二阶空间域四阶的递推公式,同时对波场数值模拟过程中初始条件的给予、震源子波的选择、边界吸收的实现、稳定性的保证及频散的压制等问题进行了探讨和研究,为应用有限差分法进行波场数值模拟提供理论指导。     

全垫升式气垫船水压场数值模拟

提出了任意分布的气垫压力所产生的水压场的计算方法,对椭圆域上均匀分布的气垫压力产生的水压场进行了数值模拟,并将计算结果与实验进行了比较,结果表明,用数值模拟的方法研究全垫升式气垫船水压场是可行的。     

有限差分法和数值模拟在热轧带钢层流冷却中的应用

针对传统的热轧带钢层流冷却卷曲温度控制中数学模型的固有缺陷，分别采用了差分方程和有限元数值模拟的方法，建立带钢厚度方向上的温度场。结果表明：考虑带钢与介质的热交换的同时再考虑带钢内部的热传导是必要的，为定量地描述计算值与实测值之间的偏差提供了参考。     

基于多线程并行计算的有限差分法弹性波数值模拟

地震波场的数值模拟技术是在已知地下介质结构和参数的情况下,利用理论计算的方法研究地震波在地下介质中的传播规律,从而合成地震记录的一种技术方法。有限差分法作为最常用的正演模拟方法之一,其基本原理是将波动方程中波场函数关于空间和时间的导数用相应差分来代替,也正是由于这种离散近似,不可避免地降低了数值模拟结果分辨率。为了有效减小数值频散造成的影响,常用的方法即是提高模型的剖分精度,采用并行计算的方法能有效提高求解效率。     

峒室爆破中初期速度场的数值模拟

本文运用ＤＹＮＡ２Ｄ程序对峒室爆破中初期速度场的数值模拟进行了分析。给出湘潭大爆破中８个典型剖面的单元质点最大速度值的计算结果，并利用计算Ｖ０值的经验公式结果进行对比，发现两者吻合较好。     

激光熔池质场数值模拟的研究现状及展望

回顾和评价了已报道了激光熔池质场的数值模拟，认为建立一个考虑自由表面，湍流，自由表面物化反应及固－液界面糊状凝固区的真三维传热，传质数学物理模型是未来激光熔地质场数值模拟发展的关键，并给出了自己的工作步骤 。     

翼板型水压扫雷具水压场的数值模拟

采用有限基本解法，对单板，双板，三板及四板翼板型水压扫雷具的水压扬进行了数值计算，给出了海底的压力系数的分布，并与实验结果作了比较。     

井下前视声波成像系统及电路设计

介绍了一种用于检测油井套管变形和落物等状态的前视声波扫描成像实验系统。系统采用相控阵超声波扫描技术和一维线阵声波换能器。系统由井下系统和地面系统两部分组成,详细阐述了井下系统中电子电路的实现方法。系统将FPGA＋DSP＋AD的数字电路框架应用于套管井检测,完成了对超声回波的高速采样以及数字信号处理。用该系统进行了一系列模拟实验,结果表明：该系统在模拟井下环境的实验条件下,能够得到套管井的前视声波图像,从而检测出套管井变形、井内落物等状态。     

多极声源在裸眼井外的纵横波辐射特性

声波远探测方法已逐渐成为石油测井的一门重要应用技术,声源向井外地层中的辐射特性是远探测声场的主控因数。推导了单极、偶极和四极子声源的远场位移渐近解与辐射指向性公式,模拟分析了低频和常规测井频率下多极子声源在井外地层中的辐射图样,优选出不同声源辐射到地层中的优势波类型,并对比了不同频率下优势波指向性的变化规律。结果表明:单极辐射P波和偶极辐射SH横波在各自的辐射声场中占据了主导地位,它们对应的最佳激发频段分别在10 k Hz和4 k Hz左右,而在四极子声源的辐射声场中,P波和SH横波的指向性相近,均优于SV横波,且两者在7 k Hz左右达到最佳,为多极子声波远探测技术的应用提供了理论支持。     

超声阵列换能器设计及声场模拟

聚焦超声采用的聚焦方式有许多种,电子聚焦是其中之一,与其它聚焦方式相比,电子聚焦技术有很多优点,然而一些相互矛盾的条件对其设计有很大影响。通过用快速算法对阵元声场、以及频率对场的影响进行模拟,对阵列设计中的几个主要考虑方面进行了分析,提供了一般设计思路。采用伪逆矩阵算法,对变迹技术和多焦点技术进行计算机模拟,为焦域控制提供了新的思路,结果表明：将电子聚焦阵列换能器用于高强度聚焦超声治疗设备,比其它     

基于高阶DG方法的非定常流场声辐射特性数值模拟研究

随着航空噪声越来越受到关注,计算声传播的算法成为研究热点。高阶间断伽辽金(Discontinuous Galerkin,DG)方法具有高精度、对网格质量要求低、适合自适应和并行计算等优点,可以以较高的效率对声场进行计算。文章运用高阶DG方法对线性化欧拉方程(Linearized Euler Equations, LEE)进行空间离散,并且基于离散后的线性化欧拉方程对带有背景流场的NACA0012翼型和30P30N多段翼型的声场进行数值计算。采用有限体积法计算得出流场信息后,通过插值将流场数据导入声场网格,并运用高阶DG方法进行声场计算。计算结果与参考文献中FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)算法对比一致性较好,验证了高阶DG算法的可行性。     

径向速度变化地层井孔声场的快速模拟

在声波测井过程中,为了精细刻画井孔附近岩石和流体特性所引起的速度径向变化规律,常用的方法是对井孔到原状地层的区域进行径向分层,然后利用传播矩阵的方法来模拟丼周的速度变化,然而,这种方法用于波形数据反演的过程中十分耗时。提出了一种利用Born近似快速模拟纵波速度径向变化的方法。推导了速度扰动时散射场积分表达式,并据此计算径向速度扰动模型下的散射声场,得到其近似解析解。数值模拟结果表明,与传统的方法相比,新的近似解能给出合理的模拟结果,提供了一种利用声波波形数据反演速度径向变化的新思路。     

Laser ultrasound measurement and finite-element simulation on the dispersion behaviors of acoustic waves propagating along wedges with bilinear cross sections

In this research, dispersion behaviors of antisymmetric flexural (ASF) modes propagating along the tip of a bilinear wedge (BW) are investigated. A BW has a cross section with two apex angles, as opposed to a linear wedge (LW) whose cross section has a single apex angle. In the literature, many studies regarding the dispersion behaviors of ASF modes have been reported for LWs, but not for BWs. In this study, laser ultrasonic measurements and finite-element numerical simulations are used to investigate the dispersion behavior of BW-ASF modes. It was found that a BW-ASF mode arises as a result of mode coupling between two LW-ASF modes of the same order corresponding to the two apex angles of the BW.     

室内五元十字阵被动声定位

研究了在室内利用五元十字阵实现被动声定位方法.提出了目标象限判断方法,俯仰角修正方法,近距离精度计算修正方法,给出了距离和方位角精度计算表达式以及俯仰角和目标定位精度数值模拟结果.文章在一定条件下做了定位误差仿真,仿真结果表明精度修正计算方法合理有效.在实验室中成功地做了近距离静止小目标精确定位实验.在大约2m的距离内...     

基于Agent的水声对抗仿真系统建模与仿真分析

分析了水声对抗仿真系统的组成和特点,基于Agent方法进行了水声对抗仿真建模,建立了Agent实体的功能层、信息层和认知层的模型结构,给出了基于Agent的系统结构和个体Agent的建模过程,从一个新的视点上研究了水声对抗分布仿真系统,最后总结了这种仿真体系的特点和长处。     

Matrix method for acoustic levitation simulation

A matrix method is presented for simulating acoustic levitators. A typical acoustic levitator consists of an ultrasonic transducer and a reflector. The matrix method is used to determine the potential for acoustic radiation force that acts on a small sphere in the standing wave field produced by the levitator. The method is based on the Rayleigh integral and it takes into account the multiple reflections that occur between the transducer and the reflector. The potential for acoustic radiation force obtained by the matrix method is validated by comparing the matrix method results with those obtained by the finite element method when using an axisymmetric model of a single-axis acoustic levitator. After validation, the method is applied in the simulation of a noncontact manipulation system consisting of two 37.9-kHz Langevin-type transducers and a plane reflector. The manipulation system allows control of the horizontal position of a small levitated sphere from -6 mm to 6 mm, which is done by changing the phase difference between the two transducers. The horizontal position of the sphere predicted by the matrix method agrees with the horizontal positions measured experimentally with a charge-coupled device camera. The main advantage of the matrix method is that it allows simulation of non-symmetric acoustic levitators without requiring much computational effort.