鞍型和环型线圈单元偏转磁场的高次空间谐波函数

推导出了用多极场空间谐波函数表示的磁矢位的通项表达式。研究了两种典型的偏转线圈单元———鞍型线圈和环型线圈的空间偏转磁场分布函数。利用计算机代数符号推导系统 ,得到了其高次空间谐波函数 (多极场旁轴展开函数 )的解析表达式 ,为电子光学有关磁偏转系统的理论研究工作提供了有效的解析计算模型     

基于微扰理论的静电电子透镜的缺陷电场计算

研究了用于计算电子光学系统的缺陷电场和容差的微扰理论。基于微抗原理，推导了计算静电电子透镜由于电极偏心、倾斜和加工不圆造成的电场变化及其旁轴多极场展开函数的九点有限差分公式，编制了计算软件。建立了两个电场解析模型，通过该模型的解析解与数值计算结果的对比，证实了算法及软件的正确性，并据此讨论了微扰理论用于容差计算的适用范围。计算了几个静电电子透镜的例子，给出了不同电极缺陷的电位分布和微扰多极场分布。     

通电矩形线圈附近空间磁场强度分布值的计算方法

本文从基础理论中表征磁场特性的场函数出发,推导出矩形线圈平面内任一点的磁场强度计算公式,进而又推导出与该平面的垂直距离为任何值附近空间任一点的磁场强度的计算公式,利用该公式,通过对众多点的计算,就可以得到通电矩形线圈在附近空间的磁场强度的分布。     

多极偏转场对电子束散焦的影响分析

应用多极场理论对彩色显像管中偏转散焦进行了分析 ,结果表明 ,多极场展开式中的四极场分量是影响偏转散焦的主要因素 ,对三束的分析应分别考虑电子束在偏转场中的位置。对实际偏转系统的分析还应考虑高次谐波的影响     

基于微扰理论的静电电子透镜的缺陷电场计算

研究了用于计算光学系统的缺陷电场和容差的微扰理论。基于微扰原理，推导了计算静电电子透镜电子电极偏心，倾斜和加工不圆造成的电场变化及其旁轴多极场展开函数的九点有限差分公式，邮计算软件。建立了两个电场解析模型、通过该模型和解析解与数值计算结果的对比，证实了算法及软件的正确性，并据此讨论了微扰理论用于容差计算的适用范围。     

二阶强非线性非自治系统周期解的能量迭代法

给出了确定一般二阶强非线性非自治系统周期解的能量迭代方法。该方法给出了二阶强非线性非自治系统主谐波共振和超谐波、次谐波共振周期解存在的必要条件，求得了这些周期解的近似解析表达式，并且得出了解的稳定性判据。近似解析解表达式由计算机辅助推导，计算程序集推导、计算、数值解以及绘图于一体。例子表明，该方法不仅有效而且结果精度较高。     

用快速多极方法预测圆柱绕流的气动噪声

采用声模拟理论预测气动噪声时需要大量的计算时间,快速多极方法将传统点对点计算转变为点集之间的相互作用,可以有效加速计算。基于二维自由空间格林函数的分波展开方式,推导了FW-H方程应用快速多极变换后的积分核函数与计算公式。计算了低马赫数圆柱绕流的非定常流场;并由此预测了气动声源。随后,分别采用传统方法和快速多极方法计算其声场分布。结果表明,基于分波展开方式的快速多极方法能准确计算圆柱绕流气动噪声,在频率较低时能大幅减少声场计算时间,且观测点数越多,加速效果越明显。     

矩形偏转系统的近似多极场模型

提出了可以应用于矩形偏转系统的近似多极场模型,并给出了应用该模型进行偏转系统优化设计的方法,计算比较了旋转对称多极场模型和矩形近似多极场模型的磁场分布,应用近似多极场模型对矩形偏转系统的偏转像差进行了优化计算,得到了较好的像差校正效果。     

矩形偏转系统的近似多极场模型

提出了可以应用于矩形偏转系统的近似多极场模型,并给出了应用该模型进行偏转系统优化设计的方法,计算比较了旋转对称多极场模型和矩形近似多极场模型的磁场分布,应用近似多极场模型对矩形偏转系统的偏转像差进行了优化计算,得到了较好的像差校正效果。     

两类鞍形线圈产生磁场均匀性效能的研究

以毕奥-萨伐尔定律在笛卡尔直角坐标下对两种鞍形匀场线圈进行数学建模,通过对两种轴对称线圈单组的数值分析得出线圈系统在径向磁场分布的一般特征,在理论计算获得线圈最佳结构下利用Matlab优化结构参数。对比了这两类鞍形线圈在轴上和空间立方体的磁场均匀区大小及与中心磁场的相对偏差。并给出了这两种线圈磁场相对偏差ε≤1%的有效匀场空间区域,为主动屏蔽系统的线圈类型选择提供了参考依据。     

受单点横向非定常约束梁的响应分析

为研究梁上任意一点受横向非定常约束的稳态响应问题.提出直接使用第一类拉格朗日方程与欧拉-伯努利梁理论建立梁的动力学方程,从而可以使用简单边界下梁的模态函数表示约束作用于任一位置时的梁的响应;以约束为谐波函数为例推导了梁响应的解析表达式,并通过算例验证了该方法的正确性.研究结果表明:受单点横向非定常约束梁的共振频率与非定...     

基于环形线圈的磁场抗扰度试验系统分析

导出了环形线圈的磁感应强度空间分布解析表达式,并通过数值仿真分析了磁感应强度在试验平面上的变化特性和磁场空间分布特性;介绍了用于直流高磁场强度的环形线圈和150kHz～1MHz磁场抗扰度试验系统;最后对分析结果进行了实验验证。     

振动压路机作业引起地基振动的解析法研究

利用Shah函数和Heaviside阶跃函数描述振动压路机在时间和空间上的间隔冲击作用,并将荷载函数代入弹性半空间的动力控制方程进行联立求解.利用三重Fourier变换推导出频率-波数域的解析解,然后反演到时间-空间域.通过数值算例,研究了振动压路机引起地基振动的衰减规律和频谱特征,并考察了压路机激振频率、名义振幅和行...     

激励中含有谐波成分时的工况模态参数辨识

在实际工程中,工况模态分析(operational modal analysis,OMA)方法得到了广泛应用。当激励中含有谐波并且谐波频率靠近系统固有频率时,可以通过添加极点来修改传统OMA算法以提高模态辨识精度。基于自然激励技术(natural excitation technique),推导了添加极点的理论依据。当系统所受的激励中含有谐波成分时,将其响应的相关函数表示为系统受白噪声激励时响应的相关函数与一系列谐波的叠加。基于传统OMA方法进行模态参数辨识时,谐波不会改变原来系统极点的数学表达,但是当谐波频率靠近系统固有频率时会影响OMA算法对系统固有极点的拟合准确性。在谐波频率己知时,通过添加谐波造成的极点,可以有效提高OMA算法对系统固有频率和阻尼比的辨识精度。通过仿真和实验,进一步验证了所提出的理论。     

一种圆鞍形磁屏蔽线圈的设计与性能研究

以毕奥-萨伐尔定律为基础,推导了一种圆鞍形线圈在空间任意点处的磁场分布表达式,优化了一种线圈结构,证明了圆鞍形线圈可以产生一定区域的稳恒磁场,并定量地给出了线圈内部磁场的空间分布情况。所设计线圈产生的磁场中,1%均匀度的磁场均匀区占轴上区域的28%,0.1%均匀度的磁场均匀区占轴上区域的10%;在1 mA的电流下,单圈线圈最大磁场补偿值为15 nT,相对偏差量不超过0.14 nT,验证了所推导表达式的正确性,为多维磁场补偿系统设计与研究提供了理论依据和参考。     

基于频响函数矩阵计算阻尼系统动力响应的新方法

首先引入模态坐标变换及矩阵函数变换,将阻尼系统转化为无阻尼系统,再通过分析无阻尼系统的模态参数的特点,推导出计算其频率响应矩阵的公式,然后使用矩阵函数逆变换和模态坐标反变换,推导出原阻尼系统响应的精确表达式,本文方法应用于经典阻尼系统时,取得了与传统的振型迭加法等价的解析表达式,同时对于无法直接使用振型迭加法处理的非经典阻尼系统,也获得了解析解。数值算例表明了本文方法的正确性及有效性。     

基于FFT多谐波平衡法的金属橡胶隔振系统振动特性分析

基于FFT多谐波平衡法,对金属橡胶隔振系统响应特性做了深入研究,并引入"平均功率比"对这类非线性隔振系统的振动传递率进行了新的定义。通过分析金属橡胶非线性隔振系统的本构关系,推导了用FFT多谐波平衡法求解系统响应及振动传递率的公式,并通过按数值方法、单一谐波法及多谐波法对给定算例的计算结果对比,说明了FFT多谐波平衡法在求解金属橡胶隔振系统响应及振动传递率时具有较高的精度。理论和分析表明,FFT多谐波平衡法可求解金属橡胶非线性系统响应及振动特性的精确解析解,具有重要的工程应用价值。     

七级像差的多极场分析与校正

应用多极场理论，研究了超大偏转角情况下的偏转像差，给出了应用十四极场做七级像差校正时的多极场表达式，计算了在多种情况下十四极场对七级像差校正的影响，同时还分析了多极场像差校正的方法。     

毫米波空间谐波磁控管效率探析

采用非π模空间谐波工作是磁控管往毫米波和太赫兹方向发展的有效实现手段,与同频率π模基波工作磁控管相比,空间谐波磁控管的谐振腔尺寸更大,磁场更低,但效率偏低。本文从单电子模型出发,分析了空间谐波磁控管注波互作用,得到单电子瞬时功率影响因素的公式,电子效率主要受到高频场旋转角速度Ω_m和高频电场m次空间谐波的角向分量E_φm影响。然后从角速度和空间谐波场方面分析了空间谐波磁控管低效率的原因。最后,基于理论分析从耦合阻抗、径向电场和角向电场三个方面开展提高效率的试验研究,成功研制了W波段空间谐波磁控管样管,在脉冲宽度400 ns,工作比为0.42%,工作电压13.6 kV条件下,电子与高频场的π/2模负一次空间谐波同步互作用,输出峰值功率11.2 kW,工作效率达到8.2%。     

基于组合目标函数的磁流变减振器优化设计

以线圈消耗功率和活塞体积为目标函数,以可调阻尼力和时间响应常数为约束条件,以几何及线圈参数为设计变量,研究使目标函数最小化的磁流变减振器结构优化设计方法.推导了流动模式磁流变减振器的阻尼力计算公式,建立了磁流变减振器时间响应常数和线圈功率表达式.以有限元分析软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)为优化工具,对磁流变减振器进行了结构优化设计.优化结果表明:优化后磁流变减振器体积明显降低,线圈功率减小,时间常数缩短,达到了优化目的.