基于严格耦合波理论的亚波长光栅优化设计

亚波长衍射光栅的衍射效率不但与入射光的特性有关,而且与光栅结构和折射率等参数有关。采用严格耦合波理论对亚波长光栅的衍射效率公式进行了推导,对不同光栅结构参数(周期、槽深,占空比)和光栅脊、槽的折射率的亚波长衍射光栅的衍射效率进行了数值计算并用MatLab软件进行仿真模拟,光栅槽深与周期的比值为0.425,占空比为0.507,并且光栅脊、光栅槽的折射率为2.37时,得到具有最佳滤波和衍射效果的亚波长光栅的优化结构。     

基于激光测云仪的云底高反演算法进展研究

激光测云仪作为一种新的大气探测工具,具有较高的时空分辨率,在云层监测中应用十分广泛。利用激光测量是目前监测云底高最实用的方法,而找到一种有效的云底高反演算法来反演激光回波信号是激光测云仪技术的核心。文章主要介绍了目前关于计算云底高常用的Kleet法、微分零交叉法、积分法、阈值法,详细介绍其基本原理,对相应的结果进行了公式推导,列出了目前的研究情况,最后归纳出目前云底高反演算法存在的问题,分析了未来云底高反演算法的发展趋势。     

低轴间耦合的三维电场传感器（英文）

使用正交排列的电容式传感单元的三维电场传感器（Three-dimensional electric field sensor, 3D EFS）测量空间电场时,轴间耦合效应会严重影响EFS的测量精度。为此,提出了一种电场屏蔽电极,以降低3D EFS的轴间耦合效应,提高测量精度。首先,利用多物理场仿真软件构建电场分布模型。其次,根据仿真结果建立带屏蔽电极的3D EFS电容式传感单元的屏蔽电极模型。最后,建立任意角度的测试平台,将带有屏蔽电极的3D EFS和无屏蔽电极的3D EFS进行实验对比。结果显示,有屏蔽电极的3D EFS的测量偏差在3.2%以内,比无屏蔽电极的3D EFS的测量偏差减少12%。因此,所设计的基于电场屏蔽结构的3D EFS可以使解耦矩阵更加可靠,有效降低空间电场测量偏差。     

基于最大熵法的波浪浮标方向谱反演算法

文章详细介绍了基于最大熵法的波浪浮标方向谱反演算法,并在其基础之上提出了一种新的改进方法。该方法通过引入遗传算法有效解决了雅可比矩阵病态化条件下的方向谱反演。最后,通过仿真模拟和波浪骑士实测数据对算法的有效性进行了验证。     

压气机叶片三维流场耦合反问题设计方法

针对航空发动机等领域高性能压气机的发展需要,研究、构建并验证了一种压气机叶片三维反问题设计方法。该方法以叶片壁面压力分布作为目标参数,采用基于特征波理论的可穿透壁面边界条件计算匹配预设压力分布的流场,通过流线追踪求解目标叶片。根据叶片求解系统对流场参数的敏感性分析,提出采用重构独立型面求解网格和对预设压力分布添加松弛因子两种降低对流场计算精度依赖程度的措施,在几乎不增加计算资源需求和设计时间的前提下,提高了反问题设计系统的求解准确度。为检验反问题设计方法关键原理的正确性和降低设计误差措施的有效性,进行了多种算例验证,结果表明所构建的反问题设计方法可准确高效地实现轴流压气机叶片气动反问题设计。     

基于自适应模拟退火及 LM 联合反演算法的 ECT 图像重建

为解决电容层析成像技术(ECT)中图像重建的非线性和病态性问题,提出了一种自适应模拟退火-Levenberg Marquardt (ASA-LM)联合反演算法。 改进了标准模拟退火(SA)算法的新解生成策略、能量函数的定义及退火策略,并结合 LM 的直接局 部搜索方法联合反演 ECT 图像重建问题。 同时,利用 Savitzky-Golay (SG) 滤波对 ECT 图像重建所需电容数据进行平滑处理以 提高其信噪比。 最后,进行仿真及静态实验,并与线性反投影(LBP)、Landweber 迭代及标准 SA 算法进行了比较。 结果表明,与 其他 3 种算法相比,ASA-LM 算法收敛速度快、图像重建质量明显提高,边缘信息保真度高,重建图像的平均相对误差为 0. 331 1,平均相关系数为 0. 933 1。     

激光衍射粒径测量中的Chin-Shifrin反演算法

建立了以线阵CCD作为探测组件的激光衍射粒径测量系统用于颗粒群直径分布的测量.在数值计算的基础上,分析了传统Chin-Shifrin积分变换粒径分布反演算法存在的两个问题:小粒径反演结果的发散和多假峰现象,并结合理论分析给出了这两种现象的物理图像.提出了修正积分变换公式以解决小粒径反演结果发散的间题并针对Chin-Sh...     

基于ARM的雷电三维电场数据采集系统的设计

对雷电三维电场进行同步数据采集与分析,可以为研究不同方向的雷电电场对电气设备的影响以及研究不同地形对雷电结构的影响提供重要参考。设计了一种能够对雷电三维电场进行同步数据采集的系统,该系统主要包括传感器模块、信号采集模块、数据传输与存储模块、上位机软件设计等。利用3个通道A/D实现了对3路电场信号的采样,通过ARM11控制高速A/D转换和FIFO的读写,并且利用QT和SQLite数据库设计了上位机软件,完成了对采集数据的管理。     

基于有限元法的特高压输电线路三维工频电场仿真

为了研究1 000kV特高压交流输电线路周围的工频电场分布,基于有限元法,运用Ansoft Maxwell仿真软件,在Maxwell 3D瞬态电场的求解环境下搭建了线路三维仿真模型,手动剖分了基于圆柱体的导线模型,同时为其加载了三相同相序电压,计算得到不同时刻下线路下方距地面1.5m处的场强。其中,当边相导线对地高度为24 m时,在0.003 358s这一时刻得到了指定路径最大场强值3 400V/m。改变边相导线对地高度,得到线路对地高度不同时地面场强的变化趋势:随着输电线路对地高度的不断增加,距地面1.5m处的场强不断减小。     

差分吸收光谱技术在线监测烟气浓度的反演算法

传统差分吸收光谱技术对长光程或高浓度烟气污染物可以实现准确、快速和在线测量,但是对固定污染源排放的低浓度污染气体或双组份污染气体同时测量却存在较大的浓度反演误差.文中采用遗传算法对各种浓度污染气体的实测光谱数据进行了浓度反演计算.研究结果表明:在气体浓度低于250 mg/m3范围内,遗传算法的反演精度明显优于传统算法,反演误差都在10%以内;在250～5 000 mg/m3范围内,与传统算法相当;超过5 g/m3后,遗传算法的反演误差较大.在同一波段范围内,同时反演双组份气体浓度时,遗传算法具有较高的反演精度.同时,遗传算法的零点误差远小于传统算法.     

基于三维反问题设计理论之不同载荷的离心压缩机性能研究

使用基于三维反问题设计理论的TURBOdesign Suite软件设计出两款相同工况、不同叶片载荷的离心压缩机叶片。并通过ANSYS CFX软件对两款设计的叶片进行流场仿真,研究不同形式的叶片载荷加载对离心压缩机叶片工况点和非工况点的影响。通过流场分析,对比不同载荷下离心压缩机叶片的二次流损耗、前缘激波损耗以及三维流线。研究结果发现,当叶片载荷为“轮毂层及中间层后加载,轮盖层前加载”形式时,该设计拥有更好的二次流抑制效果及更高的设计点效率,同时性能曲线上高流量点的效率也有明显提升。     

反演算法测量冷轧接触应力的影响因素与精度分析

在现代高速轧制过程中,准确获得轧辊和轧板接触应力至关重要,基于反演算法测量轧制界面接触应力的方法是一种测量接触应力的前沿技术。通过有限元数值仿真模拟二辊冷轧铝板过程,解析了采样半径和采样频率对平面应变条件下的反演算法精度的影响。根据仿真结果,提取轧辊内部不同半径位置一周应力分量作为反演算法输入量反演出轧制界面接触应力,计算出反演接触应力和仿真接触应力相对误差,讨论了反演算法输入量的采样半径和采样频率对反演算法精度的影响规律。结果表明,采样半径越靠近轧辊表面、采样频率越大,接触应力的反演精度越高,但是达到一定范围内反演算法的改善效果已经不明显,为下一步基于该反演算法的新型接触应力传感器的设计与安装提供了理论依据。     

单多普勒天气雷达非对称VAP风场反演算法

在VAP(Velocity Azimuth Processing)方法的基础上进行改进,根据局部风场是均一的假设条件,在无对称点数据的地方,通过不对称取点来进行计算,从而反演出风场。对天气雷达回波存在大量空缺的情况有较好的填充效果,具有较高的实用价值。     

基于剪切波的三维零件表面滤波方法

滤波是零件表面形貌评定的重要内容之一。随着三维表面测量技术的快速发展,传统的滤波方法已不太能适应三维表面的分析与评定,鉴于此,提出了基于剪切波的零件表面三维滤波方法。该方法以高清测量得到的三维表面数据为输入,使用一种新的多尺度几何分析工具—剪切波(Shearlets)进行滤波。对该方法进行仿真和实例验证,并与ISO 11562规定的高斯滤波器进行比较分析。结果表明,剪切波滤波能很好地将不同的表面成分分离开来。     

一种小型三维电场传感器

电场传感器广泛用于电场强度的探测。目前一般探测电场强度一维或二维方向分量，所检测数据尚无法精确地反映电场强度的实际大小。本文介绍一种小型三维电场传感器，由1路轴向和2路径向电场测量单元、驱动单元、电路单元以及保温单元组成，可用于探测空中电场强度的三维方向矢量。高空低温模拟试验中，在-70℃的环境温度下，传感器内部温度一直保持0℃以上，能充分保证传感器内部电路板的正常工作。在实际标定与测试中，该传感器表现出输出信号与电场强度的预期理论关系，证明厂三维电场传感器结构设计和检测方法的合理性。     

基于电场和流场耦合的微坑电解加工数值研究

表面织构技术能够有效降低摩擦副表面摩擦和磨损。以方形微坑电解加工为对象,充分考虑加工中电场与流场相互关系建立了耦合场理论模型,采用数值计算方法得到了耦合场电势分布、电流密度分布和体积分数分布等,探讨了入口压力与出口最大氢气体积分数的影响关系,研究结果可为方形微坑电解加工提供一定的参考。最后开展了方形微坑电解加工实验,得到了方形微坑实验件。     

基于反求工程技术的三维有限元建模方法

Pro/E软件在设计开发过程中为逆向工程提供了Pro/Scan.tools等接口模块,为产品开发设计中逆向反求工程技术的实施提供了软件条件.结合该软件的逆向反求工程设计模块,阐述如何在Pro/E环境下进行产品逆向反求开发的三维有限元建模方法.     

LD准直透镜光能耦合效率与波差的理论分析

ＬＤ准直透镜光能耦合效率与波差的理论分析陈海清，阮玉，常洋燕（华中理工大学）０引言激光二级管发射的光束是发散的，需经过椭圆光束准直，整形及象散校正，从而获得发散度小准直度高的光束，同时还要考虑系统的光能利用效率与波差问题。准直透镜的作用是把ＬＤ所发出...     

多层厚度电涡流检测反演算法及实验研究

介绍了有限截面线圈置于多层结构上方的阻抗变化数学模型,研究了根据检测电压变化值反演厚度的3种算法模型:最小二乘数值优化逼近、反向传播神经网络及径向基函数网络模型,结合1个两层厚度检测的例子进行了比较分析,指出BP神经网络模型在多层厚度反演中具有良好的稳健性。     

基于三维线性插值的离心泵叶轮流固耦合模拟

采用三维线性插值方法,对FLUENT仿真得出叶轮上的流体压力分布数据进行转换,获得可供ANSYS分析用的节点数据,采用ANSYS模拟软件,对加载压力分布数据的叶轮进行强度分析,结果表明在离心泵叶轮流固耦合模拟中应用三维线性插值的方法,在保证计算准确率的前提下减少了计算量,为叶轮的流固耦合模拟提供了一种较为精确的方法。