偏振光子的水下传输特性分析

提出了利用蒙特卡罗法对偏振光子在表层叶绿素浓度不同的4个海域中的水下传输特性进行研究。首先建立了水下量子信道垂直传输模型,基于此模型分析了在4个海域中叶绿素浓度、海水对光信号的吸收系数和散射系数随海水深度的变化规律。随后仿真分析了4个海域中偏振光子的散射、衰减和偏振度特性随传输距离的变化趋势,给出了不同传输距离时计算接收总光子数的公式。仿真结果表明,海水对光信号的吸收和散射作用主要受叶绿素影响;随着不同海域的表层叶绿素浓度增大,光子的散射次数增加,最远接收距离减小,光子偏振度略微降低但基本保持不变。研究结果可以为星-潜量子通信系统的性能分析和建立提供一定的参考。     

钢结构对接焊缝隐性损伤的磁记忆检测试验研究

通过施加拉伸及弯曲荷载,分析了未焊透缺陷及无缺陷的对接焊缝钢构件的磁记忆信号.发现漏磁场强度与外应力存在一定的对应关系,磁场强度随拉应力的增大而增大,随压应力的增大而减小,在应力集中区磁记忆曲线出现波峰或波谷.进入塑性阶段以后磁记忆曲线产生巨大突变,磁场强度突变时刻可用于判断焊缝试件即将破坏的临界状态,梯度峰值可用于表征未焊透缺陷试件的应力集中程度.     

矿井电磁波能量安全性研究

为了评价矿井射频设备电磁波能量对瓦斯的安全性,提出了井下存在的两种电磁波能量耦合方式:磁耦合共振和电磁波辐射谐振能量耦合.基于磁耦共振模型,分析了磁耦共振方式的最大能量传输效率.针对远场辐射,结合低衰减度传输线模型,从电大型和电小型两方面研究了井下金属结构作为电磁波接收天线可以向负载输送的最大功率.得出了不同能量耦合方式下射频源和耦合结构间的安全距离公式.结果表明:磁耦共振方式能量传输效率随线圈半径和导体半径增加而提高,但变化率与收发线圈间距有关;固定线圈和导体半径,效率随线圈间距的增大而降低.对于电磁辐射能量,安全距离随工作频率先增大后降低.结合井下实际,磁耦共振方式的安全距离为2m,电磁波远场辐射能量的安全距离为25m.     

薄壁铜管绕弯截面畸变的数值模拟及实验研究

利用有限元软件MSC.Marc/Mentat建立了薄壁铜管绕弯有限元模型,并对模型进行了实验验证。研究分析芯棒直径、芯棒伸出量及摩擦工艺参数对7.00mm×0.41mm×10mm(外径×壁厚×弯曲半径)薄壁铜管绕弯的截面畸变的影响。结果表明,截面畸变量随芯棒直径和伸出量的增大而减小,随摩擦系数的增大而增大,若摩擦系数较大时进行弯管,管材外侧易出现破裂。     

降雨对汽车防撞雷达系统性能的影响

针对全天候工作需求的汽车防撞雷达系统,以降雨这一自然环境为基础,通过分析降雨在雷达主要工作频段24、35、66、77GHz的散射和衰减特性,建立了三角调频连续波在雨介质中的传输模型,利用Matlab仿真了三角调频连续波在不同传输距离、不同降雨率下经过雨介质区后接收到的时域信号,并讨论了雨区传输距离和降雨率对汽车防撞雷达系统性能的影响。结果表明,降雨对回波信号幅度的衰减程度随传输距离、降雨率的增大而增大,且降雨率的影响比较明显。     

大传输距离下电动汽车无线充电系统优化

针对无线充电系统原边线圈嵌入路面结构后耦合线圈之间的距离增大、耦合程度减弱的问题,对线圈结构进行优化,以实现大传输距离下无线电能的传输。通过电磁有限元仿真对线圈的内径、外径和匝数进行优化,提出以耦合系数为优化目标的线圈结构参数优化流程,同时,在Simulink中搭建无线充电系统的电路仿真平台,对采用优化后线圈结构的无线充电系统性能进行测试。结果表明：随着线圈内径增大,耦合系数先增大,达到峰值后迅速减小;随着线圈外径增大,耦合系数逐渐增大;在不同外径下,线圈的最优匝数均为9匝;3个参数中,增大外径是提高线圈耦合程度最有效的方式;最终优化后线圈的参数为外径480 mm、内径210 mm、匝数9匝,可以实现300 mm距离的电能传输,系统输出功率保持在2.96～3.70 kW,传输效率达到86.54%,横向容许偏移距离可达60 mm。     

MCR-WPT负载对系统最优参数的影响

针对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统的参数优化问题,文章研究了系统最大传输功率条件下的负载(最大功率负载)对系统参数的影响。基于集总参数理论,推导了最大功率负载的表达式,分析了传输距离、耦合系数、系统频率等参数与最大功率负载的关系,获得了不同负载下的系统最优参数,并进行了电路仿真分析,搭建了两线圈结构无线电能传输实验平台。仿真及实验结果表明,系统最优参数与最大功率负载之间有一对一关系,系统最优耦合系数随最大功率负载的增大而增大,最佳传输距离随最大功率负载的增大而减小,因而可在不同负载条件下选择系统最优参数,保证能量的最大传输。     

水下探测中目标的回波信号研究与分析

在充分考虑各光程间差异的情况下,推导出水下探测条件下平面目标的回波信号功率方程,并对目标大小、水质参数及激光入射角等因素对信号功率的影响进行仿真分析。仿真结果表明,接收到的信号功率会随着传播距离、入射角和水质参数的增大而减小,随着目标的增大而增大;在相同的环境条件下,对于忽略各光程间差异与未忽略各光程间差异这两种情况下得到的信号功率是不同的,它们之间的差异随着距离、水质参数、目标大小的增大而增大。     

磁耦合谐振式无线电能传输效率影响因素分析

对磁耦合谐振式无线电能传输系统模型进行分析,采用电路理论得出系统传输效率的表达式。通过MATLAB仿真得出系统传输效率随系统频率、负载、传输距离和谐振线圈参数变化的规律,得出磁耦合谐振式无线电能传输系统对系统频率、负载、传输距离、线圈半径、线圈匝数有最优值的结论,为提高无线电能传输效率提供了参考和借鉴。     

大庆F油层孔隙结构特征对相渗特征影响研究

油水相对渗透率曲线反映了油水两相在多孔介质中的流动规律,而微观孔隙结构特征是影响相渗曲线形态的重要因素。分析了孔隙结构特征参数对储层渗透率和相渗特征的影响,发现大庆F油层的空气渗透率随孔隙半径和分选系数的增大而增大,随结构系数的增大而减小;束缚水饱和度和等渗点饱和度随孔隙半径和分选系数的增大而减小,随结构系数的增大而增大;水相端点渗透率随孔隙半径和分选系数的增大而增大,随结构系数的增大而减小。储层物性、相渗特征参数与孔隙结构特征参数均为幂函数关系。     

大功率半导体激光器的远场分布特性

对于以TM模工作的大功率半导体激光器,利用矢量瑞利衍射积分公式,推导了描述其光波传播特性的非傍轴矢量场模型,数值计算了大功率半导体激光器光束的远场光强分布和发散角特性,并与标量非傍轴理论进行了比较．结论表明, 大功率半导体激光器的矢量光场和标量光场的光强分布和远场发散角都有一定差异,光强误差随光波的传输距离的增加而减小,随着垂直于结平面方向坐标的增大,误差也增大; 发散角误差与波导结构参数有关．     

光纤弯曲损耗对信号传输的影响与分析

光纤传输质量受光纤损耗的影响,分析与测试光纤的损耗对实际应用有参考价值.由于光纤弯曲改变了传导模的形式,使光信号在弯曲部分产生了辐射损耗,信号传输距离和接收灵敏度将受到不同程度的影响.系统对单模光纤弯曲损耗随弯曲半径(1～9 mm)进行90°和180°的弯曲实验,结果显示,光纤弯曲损耗随弯曲半径的增加呈下降趋势,光纤弯曲对不同波长的光损耗不同,且出现弯曲损耗的振荡,并进行了数值仿真和实验数据的比较.     

有缺陷同轴电缆的时域反射特性及应用

针对同轴电缆时域反射系统(TDR)在监测边坡变形中的应用,提出了同轴电缆时域反射测试系统的模型.在此基础上研究了不同特性阻抗同轴电缆系统的电磁波传播模型.通过室内试验,研究了国内最常见的三种同轴电缆发生剪切变形时的时域反射特性.在对多阻抗变化面同轴电缆传输系统的反射特性及同轴电缆剪切变形对TDR波形影响的计算及试验分析的基础上,总结了三种型号同轴电缆剪切面处特性阻抗随剪切位移的变化规律.分析表明,同轴电缆时域反射系统波形尖峰信号幅值随剪切位移增加而增加,不同型号的同轴电缆的剪切位移与阻抗之间基本上成线性关系.     

船舰尾流单次散射反照率的理论计算

为研究激光在船舰尾流中传输时的散射效应,利用M ie散射理论对船舰尾流单次散射反照率进行了理论计算．结果表明：气泡半径小于0．6μm时单次散射反照率随半径的增大而增大,半径大于0．6μm时,单次散射反照率随气泡半径增大出现波动并且逐渐减小,直至趋于平稳;船舰尾流单次散射反照率随着折射率虚部和实部的增大而减小,波长在0．4～0．8μm之间时船舰尾流单次散射反照率随波长的增大而增大;船舰尾流单次散射反照率在中心区域和远场区域数值高于近场区域,随深度的增加而增加．     

利用渔船噪声矢量场对地声参数的估计

针对航船噪声实现海底声学参数稳健反演及不确定性分析的问题,研究了联合声压场和矢量场进行可靠地声参数反演的可行性。采用匹配场反演算法对单矢量水听器采集的航船噪声数据进行处理,给出了地声参数的估计值和后验概率分布。理论分析和数值仿真表明:垂直质点振速分量比单独使用声压场能提供更丰富的声信号传输特性;联合声压场和垂直质点振速分量的反演结果比单独处理声压场或垂直质点振速分量具有更高的稳健性和准确性。     

半导体环形激光器的输出耦合及阈值增益分析

通过三维光波导的模式耦合理论分析了环形激光器与直波导的耦合系数,运用耦合系数的解析表达式结合半导体激光器自再现条件分析了环形半导体激光器各参数对阈值增益的影响．这种方法简单明了,计算量小．分析结果表明耦合系数随波导宽度和厚度、波导间距的增大而减小,随环形激光器半径的增大而增大;阈值增益随波导宽度和厚度、波导间距的增大而增大,随环形激光器半径的增大而减小．     

工艺参数对汽车防护梁绕弯成形的截面变形影响

针对"日"字截面型材在绕弯成汽车防护梁过程中产生的截面变形缺陷,基于自主研发的绕弯装置,利用有限元分析软件ABAQUS和正交试验模拟方法,探究了工艺参数中绕弯半径,芯棒的芯头数及芯模间隙对截面变形的综合影响规律。结果表明:最大变形截面位置受芯头个数的影响;截面的各变形量都随绕弯半径和芯头个数的增加而减小,随芯模间隙先减小后增大;工艺参数组合为绕弯半径600 mm,芯头数为2,间隙为0.75 mm的防护梁成形方案减轻截面变形效果较好,并且通过试验验证了模拟结果的有效性。     

基于COMSOL PDE仿真的垂直板驻点混合对流与传热

研究了不可压缩粘性流体在垂直指数延伸壁面上的边界层流动与传热问题.通过相似变换将边界层控制方程转换为非线性常微分方程,并利用COMSOL软件的PDE(偏微分方程)模块进行仿真求解.讨论顺流和逆流时浮力参数λ和Prandtl数Pr对流体流动和传热特性的影响.结果显示:顺流时,表面摩擦系数和Nusselt数均随浮力参数λ的增大而增大;随着Pr数增大,Nusselt数增大而表面摩擦系数减小.逆流时,表面摩擦系数和Nusselt数均随浮力参数λ的增大而减小,随Pr增大而增大.     

冷却管结构及风速对空冷中冷器性能的影响

本文在实验基础上,使用计算流体动力学方法研究了不同空冷中冷器冷却管前缘结构及风速对其冷侧热工水力性能的影响。研究发现,冷却管前缘半径R_1相同时,Fanning摩擦因子f随风速的增加而减小,而相同风速不同R_1时,f同样随R_1的增加而减小,在以R_1=0.9 mm为基准时,R_1=0 mm的f因子值最大增加12.42%,R_1=3.6 mm的f因子值最大减小5.41%;冷却管前缘半径R_1相同时,努赛尔数Nu随风速的增加而增大,相同风速不同R_1时,Nu同样随R_1的增大而减小,在以R_1=0.9 mm为基准时,R_1=0 mm的Nu最大增加2.22%,而R_1=3.6 mm的Nu最大减小1.49%;对于性能评价准则PEC,冷却管前缘半径R_1相同时,PEC随风速的增加而增大,而相同风速不同R_1时,PEC随R_1的增大而增大,在以R_1=0.9 mm为基准时,R_1=0mm的PEC值最大降低10.13%,R_1=3.6 mm的PEC最大增加3.40%。综上,在R_1=3.6 mm、冷侧风速为7.5 m/s时,空冷中冷器冷侧热工水力性能最佳,因此增大R_1及风速有助于空冷中冷器冷侧热工水力性能的改善。     

菱形开孔参数对连梁保险丝受力性能影响分析

研究了可替换连梁保险丝腹板菱形孔洞参数对联肢剪力墙结构耗散能量的影响.在菱形尺寸不变情况下,对菱形孔不同倒角和半径的连梁保险丝模型进行低周往复加载有限元分析,得出如下结论:在开孔边界光滑情况下,保险丝耗能能力随菱形开洞倒角及半径的增加而增大,当倒角度数及半径增大到52°×46°×19mm×11mm时,保险丝耗能性能相对较好.