柱形光子晶体波导中偏振光的传输模式和禁带特征

利用光波在一维有限周期柱型光子晶体波导中径向受限的条件,推导出TE波和TM波2种偏振光在一维有限周期柱型光子晶体波导中各个传输模式满足的关系式。研究了各个传输模式的特征,计算出TE波和TM波传输各模式的禁带随周期数、模式量子数、圆柱半径以及入射角的变化规律,得出了一维有限周期柱型光子晶体波导中TE波和TM波各传输模式带隙的结构。     

空气耦合超声斜入射均匀弹性层状介质材料的传播特性

针对空气耦合超声非接触、无损伤技术在均匀弹性层状介质材料中应用缺少相关理论依据的问题,从波动方程入手,利用传递矩阵法及声波气体与固体边界条件研究了空气耦合超声波以不同的入射角和检测频率在均匀弹性层状介质中的声传播规律,建立了基于空气耦合的均匀层状弹性材料检测方法。模拟结果表明：斜入射时,透射系数分布呈现多模式形态;当入射角超过横波临界入射角时,发生全反射现象;随着检测频率的逐渐增大,入射临界角逐渐变小;随着声入射角逐渐增大,截止声波频率与介质厚度积也逐渐增大。实验验证表明,实验结果与数值模拟结果基本吻合。     

基于分数阶傅里叶变换的线性调频脉冲信号波达方向估计

针对宽带线性调频脉冲信号的时宽与观测时宽不等的情况,基于分数阶傅里叶变换(FRFT)提出了一种新的中心频率估计方法,并据此对基于FRFT的MUSIC算法的波达方向(DOA)估计进行了改进。该算法利用线性调频信号在傅里叶变换域良好的能量聚集性,分析了脉冲信号中心频率随着脉冲信号在观测时间内位置的变化规律,并修正了中心频率估计的方法。在相应的分数阶傅里叶域,构造分数阶傅里叶域的方向向量,利用MUSIC算法进行DOA估计。数值仿真验证了该算法对方位估计的有效性,并仿真分析信噪比（SNR）和脉冲信号时间宽度对方位估计结果的影响。随着SNR的增大、脉冲信号时间宽度的增加,方位估计方差减小。     

水下弹性角反射器声散射特性

计算水下弹性角反射器声散射问题,需要考虑声波多次散射以及结构和水的流固耦合作用。针对现有水下弹性角反射器声散射特性分析方法的不足,利用结构有限元耦合流体间接边界元法对水下弹性角反射器的远场散射声场进行仿真计算。分析了入射波频率为5.0～20.0 kHz范围内,平板材料、厚度、入射角度及角反射器类型等因素对目标强度的影响及其散射机理。结果表明：水下弹性角反射器的散射声场具有很强的频率特性,且随材料、平板厚度和入射波频率的变化而改变;多次散射波对角反射器的反向散射声场具有重要贡献,仿真数据和实测数据基本一致。进一步提出了角反射器结构设计和优化方法,为水下无源声反射器的论证与设计提供了理论参考依据。     

碳纤维混凝土电磁特性的数值模拟

从理论上深入研究了碳纤维混凝土复合材料的电磁波传输特性,数值分析了反射系数和透射系数与频率、材料厚度以及入射角等媒质参数的变化规律,进一步分析了复合材料的屏蔽特性。结果表明,掺人碳纤维的混凝土材料的反射系数和透射系数减小,屏蔽性能增强,为碳纤维混凝土屏蔽材料的实验制备提供了理论依据。     

点目标反射太阳短波红外辐射特性分析

针对过强的太阳辐射会影响成像质量问题,分析了点目标反射太阳短波红外辐射过程以及目标、地球和太阳之间的几何位置关系,建立了大气层表面的太阳短波红外辐射模型,太阳高度角、太阳方位角和太阳入射角计算模型,以及地面点目标反射太阳短波红外辐射模型,对这些模型进行了仿真试验,揭示了太阳高度角、太阳方位角和太阳入射角随时刻的变化规律,太阳短波红外直射辐射、散射辐射和地面反射辐射随时刻的变化规律,以及点目标反射太阳短波红外辐射随时刻的变化规律,并利用试验图像验证了模型的有效性,为研究短波红外成像等提供参考。     

基于CIVA仿真核电站传热管涡流检测参数的选择

利用CIVA软件平台,采用内穿式差动Bobbin线圈对核电站蒸汽发生器传热管涡流检测进行数值模拟;对传热管内外壁缺陷数值模拟,确定检测时的最佳频率,并与理论计算值进行对比;数值模拟差动式探头2线圈之间间隔大小工、线圈宽度b和周向槽缺陷宽度l对检测结果的影响;利用上述CIVA数值模拟的结果分析相应的变化规律,为应用差动Bobbin线圈对核电用传热管进行涡流检测时线圈参数的选择提供了重要的理论参考依据和实用价值。     

大口径火炮身管药室内膛裂纹电磁超声表面水平剪切波检测方法

大口径火炮身管药室内膛在射击过程中承受高温高压,易产生网状多裂纹,对安全性能造成隐患,但传统检测手段对内壁清洁度要求较高,且检测周期长。为此,提出基于电磁超声表面水平剪切波（SH波）的身管药室内膛裂纹检测方法,对缺陷进行检测。建立表面SH波电磁超声换能器的辐射声场有限元模型,分析永磁体长度和对数对辐射声场的影响,对电磁超声换能器设计参数进行优化。在研究表面SH波声场特征的基础上,建立表面SH波在含有交叉裂纹的身管药室中传播的有限元模型,分析表面SH波与不同夹角裂纹缺陷的作用规律,并通过实验予以验证。结果表明,当使用12对长度为20 mm的永磁体制成的电磁超声换能器时,能够对10 mm×1 mm×2 mm的交叉裂纹进行检测,分析裂纹夹角与回波幅值的影响规律,为身管药室内膛多裂纹检测提供了可靠依据。     

TbDyFe合金的高频动态磁滞特性研究

研究不同叠片厚度TbDyFe合金的动态磁滞特性是设计高频器件的前提和基础。利用AMH-1M-S测量不同叠片厚度TbDyFe合金的动态磁滞回线,获得矫顽力、剩磁、振幅磁导率等磁特性参数,探究其随频率和磁密幅值的变化规律。对磁滞回线面积计算获得材料的磁能损耗,研究叠片厚度对材料磁损耗和磁滞特性的影响。结果表明:当频率为定值时,TbDyFe合金的矫顽力、剩磁和幅值磁导率随磁密的增大呈近似线性增加;当频率升高时,叠片厚度大小对矫顽力、剩磁、幅值磁导率和损耗的影响愈加显著;叠片厚度小的样品其剩磁、矫顽力和损耗值偏小,幅值磁导率值偏大;当f为15kHz、Bm为0.09 T时,1 mm与2 mm厚的样品相比其损耗减小了32.2%。     

泡沫铝复合结构的应力波防护性能研究

为研究泡沫铝复合结构对应力波的防护能力,利用传统和改进的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同相对密度及不同厚度组合的泡沫铝-铝板复合结构进行冲击试验。研究结果表明：泡沫铝作为夹层,可使入射波分多次传到背板,延迟应力波到达时间,降低了应力波强度。随着泡沫铝夹层厚度的增加,应力波衰减效果明显。泡沫铝-铝板复合结构作为面板,应力波的加载方式发生变化,上升沿得到改善,脉冲宽度增大,最大应力幅值降低,同时吸收大量冲击能,是一种良好的应力波防护材料。增大复合结构中泡沫铝厚度,应力波的上升沿时间延长、斜率减小,应力幅值降低,但脉冲宽度变化不大;铝板厚度对应力波传播影响较小。随着泡沫铝相对密度的增加,经泡沫铝-铝板复合结构作用后,应力波的上升斜率减小,最大应力幅值降低,但脉冲宽度和上升沿时间不变。     

吸声材料对水下平台声学特性的影响

为了减小水下平台的反射系数,提高其声学隐身性能,提出了在平台表面覆盖吸声材料的方法。利用传递矩阵法,推导了水下平台复合层结构在声波斜入射条件下的反射、透射系数,计算了覆盖吸声材料前后水下平台的反射系数,并分析了材料的摆放顺序、参数变化时对平台声学特性的影响。研究结果表明,未覆盖吸声材料时,平台对声波的反射系数接近于1;覆盖吸声材料后,平台的等反射系数曲线随声波的入射角度、频率大致呈双曲线状,对高频声波的反射明显减小;平台对声波的反射具有频率选择性,增加材料的厚度可以使平台对声波的吸收频段往低频转移;当材料的损耗系数增加时,平台的反射系数降低。实验结果验证了理论计算的正确性。     

火炮身管固有振动特性的有限元传递矩阵法

利用二节点Hemite梁单元对火炮身管进行单元离散,利用传递矩阵进行离散单元之间状态矢量的传递,推导出火炮身管总传递矩阵及振动频率方程.对某火炮身管固有振动特性进行了分析,计算得到了振动频率和振型.用有限元传递矩阵法分析火炮身管固有振动特性,矩阵阶次低,计算所得的固有频率与实际固有频率接近,误差在允许的范围内.     

滚转导弹过载驾驶仪控制耦合解耦算法研究

舵机动力学滞后引起的控制耦合严重限制了过载驾驶仪在滚转导弹上的应用。建立滚转导弹驾驶仪模型,推导了等效舵机动力学传递函数矩阵,对比研究了基于最优舵面超前角度补偿和输出反馈动态的解耦控制方法,进行了仿真验证。仿真结果表明：随着转速与舵控系统频带比值的提高,控制耦合增加;基于最优舵面超前角度补偿的解耦方法实现简单,适用于工程应用,然而当转速与舵机频带的比值、输入指令频率与舵机频带的比值增加时,解耦效果变差,舵机控制效率降低;基于输出反馈动态解耦方法能够实现完全解耦,且受转速测量精度的影响较小,但该方法要求对舵机的传递函数精确已知,且补偿器的复杂性与舵机阶数密切相关,工程应用存在一定的难度。     

压电压磁功能梯度板中的SH波

基于线性磁—电—弹性理论,得到了横观各向同性压电压磁功能梯度板中的SH波控制方程。应用勒让德正交多项式级数展开法求得了其渐进解,得到了相应的频散曲线。初步探讨了这种多项式方法在解决此问题时的收敛性。研究了压磁性和压电性对SH波的不同影响,并分析了其影响因素。最后分析了材料的梯度形式对压电效应和压磁效应的影响。     

非共轴螺旋后刀面微钻几何结构优化与刃磨制备研究

非共轴螺旋后刀面微钻相比普通平面后刀面微钻,在刀具刃磨效率及其钻削性能方面具有显著优势。微钻几何结构微小改变将引起钻削性能的重大变化。建立非共轴螺旋后刀面和螺旋槽的数学模型,计算不同几何结构参数下微钻的切削刃形状、前角和未变形切屑厚度,同时建立不锈钢微孔钻削有限元仿真模型,分析螺旋角、钻芯厚度与锋角对钻削力、温度与切屑形态的影响规律,对非共轴螺旋后刀面微钻几何结构进行优化。仿真结果表明：随着锋角增大,轴向力增大,扭矩和温度降低;随着螺旋角增大,钻削力和钻削温度降低,但是当螺旋角增大到40°时,切屑为带状切屑,切屑易阻塞,容易引起刀具折断;随着钻芯厚度增大,钻削力和钻削温度同时增大,切屑宽度减小。结合不锈钢微细钻削过程中钻削力、钻削温度和切屑形态的变化规律,提出优化的微钻几何结构参数。基于六轴数控工具磨床以及所建立的数学模型,磨制出非共轴螺旋后刀面微钻。测量结果表明,其几何参数与设计值基本一致。钻削试验结果表明,该几何结构参数的微钻具有良好钻削性能。     

信息战中的战场敌我识别系统

信息战条件下的战场敌我识别即近距战术作战敌我识别系统，其距离分辨原则应以角度分辨为主，一般采用激光和毫米波段作为系统的载频，应答发射时可考虑多种通道．目前，美BCIS系统采用K波段毫米波问答，法BIFF系统采用毫米波识别，美M-TICE系统采用毫米波信标识别，德ZEFF系统采用激光询问和L波段应答．我国的现研究方向有毫米波和激光问答、非协同目标识别和间接识别．     

不同入射余角情况下海面电波特性对雷达导引头的影响分析

介绍了影响海面后向散射系数和反射系数的各项因素,给出了雷达波束有效照射面积与入射余角、弹目距离、雷达脉宽和波束宽度在各种不同情况下的关系式,讨论了海杂波和多路径效应对雷达导引头工作性能的不良影响并提出了解决问题的若干对策．     

可调谐滤光片的透射谱研究

对3种可调谐滤光片的透过率及光谱分辨率进行了分析研究,通过改变延迟波片数量、级联数量、入射角、镀膜延迟相位、腔长等参数,获得理想情况下滤光片的透射谱。结果表明：3种可调谐滤光片相比较而言,Loyt 型滤光片能够实现窄带滤波,但透过率受级联过多透过率较低;Solc 型滤光片相对而言光谱分辨率较低,但透过率较高;F －P腔型滤光片利用干涉原理能够实现窄带高透滤波,微调参数影响较大。