侧向送粉激光熔覆粉末温升模型及实验研究

建立了侧向送粉激光熔覆粉末颗粒温升的数学模型，该模型可以考虑激光束的功率分布。推导了考虑激光束直径大于粉斑直径和小于粉斑直径两种情况下，粉末颗粒在光束辐照下的温升与其在光束下运动时间的关系式。通过算例，给出了在不同激光功率下粉末颗粒的温升随其与激光束相互作用时间的关系曲线以及不同颗粒直径条件下粉末颗粒温度随相互作用时间的关系曲线。采用微距摄影技术对粉末颗粒到达熔池表面的状态进行实验观测，并采用图像分割技术中的迭代阈值选取方法，对所获得的灰度图进行处理从而得到了粉末颗粒到达熔池的温度。计算结果与实验分析获得了相同的结论，从而验证了模型的正确性。     

金属纳米颗粒阵列等效薄膜的光学性质研究

基于Maxwell—Garnett(M-G)有效介质理论,建立 了研究金属纳米不连续薄膜光学性质的理论 模型,对半球形纳米颗粒在等效薄膜中的体积分数和纳米尺度效应提出修正处理; 给出了可见光区附近Au纳米颗粒等效薄膜的有效相对电容率和光学常数随波长变化的结果, 并 获得薄膜的光反射率、透射率和吸收率随膜纳米尺度的变化谱。计算结果表明,金属纳米等 效 薄膜有效电容率和光学常数随纳米尺度增大而增大,谱峰出现很小的红移。进一步发现,纳 米尺 度越小,光的反射率和吸收率越小,但透射率越大,峰值位置随纳米尺度增大有小量红移, 结果与实验相符。     

纳米级颗粒系对激光的多次散射特性

激光在具有一定浓度的离散随机介质中传输时,将会经历多次散射.为了研究纳米级颗粒系对激光的多次散射特性,建立了一种考虑颗粒多次散射的累加模型.利用此模型研究了纳米级颗粒系对激光的多次散射特性,得到了反射和透射光强随着散射角以及光学厚度的变化关系.粒子的单次散射相函数采用瑞利相函数,并与根据Mie计算的相函数进行了比较.结...     

大场景高分辨率星载聚束SAR修正ω-k算法

基于等效斜视模型,该文给出了一种大场景高分辨率星载聚束SAR修正ω-k算法。针对大场景高分辨率星载SAR精确成像的需要,利用等效速度沿距离向的变化规律,改进了经典ω-k算法中的Stolt插值变换,实现了考虑等效速度的距离空变性的精确距离徙动校正。基于改进的Stolt插值,推导得到了沿距离向的成像指标一致的修正ω-k成像算法。仿真结果验证了该文成像算法的有效性。     

高功率激光与生物组织热相互作用的传热模型

基于高功率激光与生物组织作用会产生汽化、碳化和熔融等相变热效应的事实,建立了热相互作用的传热分析模型,它考虑了碳化层的存在,并具有两个移动的相间边界。不同激光强度下的数值模拟给出了组织中的温度场以及相间边界的温度、移动速度等参数的变化规律,进而预测激光切割深度。组织热损伤区大小,各种热效应发生时间等。     

激光等离子体冲击波清洗中的颗粒弹出移除

针对激光等离子体冲击波清洗颗粒技术中的滚动移除机制缺陷,提出一种基于颗粒弹性形变的弹出移除模型。从冲击波与颗粒相互作用出发,考虑冲击波波后气体分子与颗粒的碰撞,结合颗粒弹性储能机制,得到弹出所需要的最小弹性形变高度。根据颗粒弹出所需最低速度和冲击波基本关系式得到满足颗粒弹出要求的冲击波马赫数,结合冲击波波后压强分布特点给出了颗粒弹出所需的外部条件。清洗实验证实了颗粒弹出移除机制的正确性。     

基于等效球形颗粒数的颗粒物质量浓度算法

从Mie散射理论出发,推导了粒子计数器(OPC)测量球形颗粒物质量浓度的计算公式.考虑非球形颗粒,从颗粒群粒度分布概念出发,提出了统计意义上的等效球形颗粒数概念,给出了非球形颗粒物质量浓度的理论公式,并利用该理论公式阐明了OPC测量非球形颗粒物质量浓度计算公式的合理性,进而给出了基于等效球形颗粒数的悬浮颗粒物的质量浓度算法.实验结果表明,该算法的质量浓度计算值与实际值十分吻合,因而为实现OPC在线测量悬浮颗粒物的质量浓度提供了一种可行途径.     

从平衡分凝系数计算二元同形系相图

本文从液固相平衡出发,推导出二元同形系液固相变的平衡分凝系数与其等效相变潜热的关系,又从二元同形系的分子间作用势和相图的对称性得到等效相变潜热的近似表达,从而导出计算二元同形系相图的分凝系数法.用分凝系数法计算了(Hg,Cd)Te赝二元同形系相图,所计算的液固相点温度与实验值的拟合度与用较复杂的热力学方法计算的结果相近.     

不同脉宽激光导致的纳米金刚石尺寸差异的热力学和动力学分析

针对激光烧蚀碳悬浮液以及液体介质中的石墨靶形成不同尺寸大小的纳米金刚石,对金刚石颗粒的形成进行了分析.基于激光器参数以及合成条件比较分析了两种烧蚀产生的物理化学差异,并根据热力学条件计算了金刚石颗粒的平衡尺寸和激光烧蚀后形成的碳团簇的冷却速度以及Wilson-Frenkel生长定律进一步计算了纳米金刚石的生长速度、生长时间、生长尺寸.计算结果表明,不同参数的激光烧蚀条件下产生的高温高压碳团簇的大小和密度决定了冷却速度以及生长时间,并最终决定了纳米金刚石尺寸.另外根据金刚石晶体最低能量计算结果也验证了超细纳米金刚石形成的理论基础.动力学与热力学理论计算结果和实验结果相一致,合理解释了不同尺寸纳米金刚石的形成.     

基于DPM和KCF的十字靶标检测与跟踪

为了实现对十字靶标的自动检测与跟踪,建立了十字靶标检测跟踪模型。针对目标检测中运算量大、实时性差、目标跟踪需要人工标定视频初始帧的问题,提出了一种基于可变形部件模型(DPM)和核相关滤波器(KCF)的十字靶标检测跟踪算法。首先,提取十字样本集的梯度方向直方图(HOG)特征,采用Latent SVM分类器训练特征集,生成十字靶标物体类的DPM模型。然后,通过滑动窗口搜索匹配方法遍历待检测图片。最后,将检测到的结果作为跟踪算法的起始跟踪帧,应用KCF算法快速跟踪目标。当跟踪目标丢失时,暂时停止跟踪,利用DPM模型重新检测定位目标再进行跟踪。实验结果表明:采用DPM模型检测的平均帧率为1 fps,结合DPM和KCF算法,实时检测跟踪的平均帧率为40 fps。采用基于可变形部件模型(DPM)和核相关滤波器(KCF)的十字靶标检测跟踪算法,实现了目标的自动检测与实时跟踪,且检测速度明显高于传统算法,并且在目标漂移或丢失后自动重新定位并继续跟踪,完成十字靶标的长时间跟踪。     

声带振动发音过程模型的研究与仿真

基于声带的分层结构特性,并考虑声学的相关理论,本文主要研究了一种合理的声带振动模型,并进行仿真,模拟了发声过程。基于一维数字波导模型中的声管级联,构造出一种传输线声道模型,利用声学、电学、力学之间有可以类比的关系,给出声门等效电路图,并和声带模型联合仿真得到输出语音信号。实验结果表明,通过设置不同的声带和声门参数,可以模拟出不同频率、音调的声音,说明了声道的形态变化对声音的影响关系。     

海洋内波对海面电磁散射特性的影响分析

海洋内波通常在海面之下传播,并通过波流相互作用影响海洋表面毛细波的分布,在合成孔径雷达(SAR)图像中表现为亮暗相间的纹理.该文首先基于Korteweg-de Vries(KdV)方程,建立内波传播模型;通过波流相互作用函数,基于波作用量方程,对表面毛细波的波谱进行修正;最后基于双尺度方法的面元模型,将内波对高频谱的修正作用考虑在内,计算内波的存在对大尺寸海面电磁散射特性的影响.文中计算了内波存在时海面散射系数分布,分析了不同的内波参数,不同海况参数等对海面散射系数和多普勒的影响.      

带内锥的扩散式分离器内两相流动的数值模拟

对于一种带内锥的切向进口扩散式方形分离器,利用考虑各向异性的雷诺应力湍流模型和颗粒随机轨道模型对其内部的两相流动情况进行了数值模拟,分析了其内部不同截面高度的气相流场的轴向、切向和径向速度分布,计算了颗粒分级分离效率,颗粒轨迹等。数值模拟结果表明,分离器内呈典型的双层流动结构,方形截面在其拐角处对气流存在扰动,主要影响其切向速度,该分离器对8以下颗粒分离效率较低。ìm     

考虑工艺波动影响的RLC互连统计延时

该文提出了一种考虑工艺波动的统计RLC互连延时分析方法。文中首先给出了考虑工艺波动的寄生参数和矩的构建方法,然后基于Weibull分布给出了RLC互连的统计延时模型。所提方法同样适用于已有的延时模型如Elmore模型,等效Elmore模型和D2M模型。通过对几种模型的比较,表明,基于Weibull分布的RLC互连的统计延时模型是最精确的,和HSPICE相比,50%延时误差最大0.11%,蒙特卡洛分析中的均值和平均偏差误差最大2.02%。     

红外隐身涂层发射率的仿真计算

建立了基于Kubelka-Munk理论的红外隐身涂层发射率仿真计算模型。以Al粉颗粒作为颜料粒子,采用Maxwell-Garnett有效介质理论计算分析了涂层的等效折射率与波长的关系。从电磁波与颜料相互作用的机理出发,采用几何光学理论计算得到了涂层的吸收系数和散射系数。定量分析了铝粉颗粒粒径以及体积分数对涂层发射率的影响。结果表明,该模型对红外隐身涂层的制备具有一定的指导意义。     

机载ESM与雷达航迹融合仿真系统研究

机载电子对抗侦察（ESM）和雷达已成为机载平台上获取目标信息的重要传感器。针对机载平台的特点模拟工程实践,从航迹配准、航迹关联和航迹融合三个阶段给出了一套仿真计算过程,构建了一个多参数航迹融合仿真模型。在航迹配准中主要考虑ESM传感器和雷达航迹数据之间的时空对齐问题,航迹关联中分析了基于统计理论的、基于模糊分析的和基于快速判别的三种航迹关联算法,在航迹融合中采用一种快速的加权融合的方法。仿真实验中给出了一种衡量不同航迹关联算法性能的评估计算方法,比较了在不同参数环境下三种航迹关联算法的性能及航迹融合的效果。最后给出了一些实验结论和工程实践性的建议,具有一定的工程参考意义。     

二维抗光反射亚波长周期结构的分析与实现

与传统光学抗反射膜相比, 二维抗反射亚波长周期结构可以通过调整结构尺寸、周期等参数调节整个结构的等效折射率分布, 从而达到更好的抗光反射效果。通过基于有限元方法的电磁场全波分析方法, 对纳米球形亚波长周期结构进行了深入的分析, 研究了纳米球尺寸和周期等结构参数对反射率的影响。使用溶胶-凝胶法制备了不同尺寸的二氧化硅球形纳米颗粒, 并制成密排球形颗粒样品。反射率测量实验表明该样品在可见光和红外波段具有良好的抗反射性能。并在理论计算和实验验证的基础上, 给出了一种可行的密排球形亚波长抗反射表面的设计方法。     

利用等效电容计算复合材料的有效介电常数

为克服经典理论不适合计算高占空比复合材料的情况,提出了一种利用等效电容计算复合材料的有效介电常数的方法。对于颗粒弥散型复合材料,将其看成是电容器内的填充介质。通过求解电容器的等效电容,进一步导出复合材料有效介电常数的计算公式。将此模型与MG模型以及EMA模型对比,其计算结果非常接近,表明这种方法原理正确、适应性强,并且在高占空比的时候与文献给出的实验值吻合得更好。     

随机信号离散模型与连续模型等效转换的研究

本文提出一种应用E变换法对平稳随机信号的ARMA离散模型与AM连续模型等效转换的新方法；给出它与已有基于格林函数等效转换法的关系；对此种新方法应用于非平衡随机信号的ARMA时变参数离散模型与AM时变参数连续模型的等效转换做了初步探讨。     

基于分形布朗运动的等效带宽及其参数计算算法

在推导一种新型的基于分形布朗运动（fractional brownian motion,FBM）的等效带宽计算模型的基础上,提出了基于小波分析的Hurst参数计算模型。首先给出了ON／OFF数据源的数学定义,然后在此基础上推导了基于FBM的等效带宽计算模型。对模型的敏感性分析表明,Hurst参数是该模型的重要参数,文中提出了一种改进的基于小波分析的Hurst参数检测算法。仿真证明,所提的等效带宽模型正确有效,Hurst参数检测算法精度显著提高。