回旋自谐振脉塞中束波互作用关系

从状态方出发，通过四度空间的Ｍａｘｗｅｌｌ方程协变形式、电磁张量、能量、动量张量的在电子注坐标上进行相对论变换，研究了回旋自谐振脉塞的互作用过程，导出了新的互作用状态方程。理论上证明了ＣＡＲＭ中工作的ＴＥｍｎ模无纵向电场分量情况下电子注交换纵向能量的机制是存在的? ?     

大迴旋半径迴旋速调管的线性理论

本文采用扰动方法,详细研究了大迴旋半径迴旋速调管,导出了电子群聚、注-波互作用功率、增益等表达式。研究了电子的纵向群聚运动,发现电子的纵向群聚行为能对电子与波的互作用产生不可忽略的影响。并且求得了相应的电子群聚、增益等修正表达式。     

基于可回收能力的空间行波管高效率研究

效率是行波管设计的重要指标之一。对于空间行波管,效率的提高可以立即转化为经济效益。本文通过对注波互作用电路参数的优化设计,得到便于收集的“作用完了”的电子注。通常具有高电子效率的电子注,能量分散较大,不利于收集。通过设定电子效率大于25%这个限制条件,来保证了具有高可回收能力的电子注,同时具有较高的输出功率。在遗传算法中调用3 维MTSS,用来计算注波互作用后的输出能量和电子能谱图。并对一支Ku 波段的螺旋线行波管进行优化设计,从数值计算结果来看,可回收效率提高到了89%,且具有26.9%的电子效率。     

相对论电子注与等离子体柱互作用产生微波辐射的研究

本文利用线性理论，对相对论电子注与等离子体柱互作用产生微波辐射进行了研究，且考虑了纵向均匀磁场的作用。     

X 波段50MW 高功率速调管注波互作用系统的研究

高功率X 波段速调管必须依靠高性能的注波互作用段来实现,互作用段的作用是使入射的连续电子注逐步 转化为分离的群聚块,之后在通过输出腔的过程中,间隙电场使群聚块减速将电子的动能转化为微波能量向外输出。 速调管的注波互作用段由一组性能参数各不相同的谐振腔组成,各腔的谐振频率、品质因数、特性阻抗以及沿轴线的 分布位置等均对整管的效率、增益和输出功率有直接的影响。我们首先使用基于圆环模型的2.5 维注波互作用程序通 过反复优化找到了一组基本参数,随后在CST 中建立了三维仿真模型对该结构进行了验算,实际计算表明在电子注 电压和电流分别为440kV 和350A 时,速调管的输出功率大于50MW,所得结果满足设计要求。     

基于各向异性扩散偏微分方程的图像去模糊

利用图像结构张量导出的各向异性扩散滤波,具有平滑噪声的同时保持细节的特点,提出基于结构张量的能量最小化去卷积正则化模型,并对由此导出的偏微分方程应用于灰度图像和向量值图像去模糊作了分析。灰度图像的各向异性扩散滤波可以由梯度平滑的结构张量实现,相应的偏微分方程取决于平滑结构张量决定的惩罚函数。与其它非线性扩散滤波去模糊的方法比较结果证实所提方法在信噪比和视觉质量上都具有更好的效果。     

电子注偏心对共焦波导回旋行波管的影响

利用线性和非线性理论研究了电子注偏心对0.22 THz回旋行波管注波互作用的影响。基于色散方程研究了电子注偏心对线性增益、绝对不稳定性的起振电流和返波振荡的起振条件的影响。引入自洽非线性理论,分析了电子注偏心对输出功率和注波互作用效率的作用。同时,在考虑速度离散的情况下,研究了电子注质量对共焦波导注波互作用的影响。结果表明,电子注偏心会导致效率的降低。     

多注耦合腔行波管互作用均匀性研究

对多注行波管慢波结构的特性进行了模拟与分析,利用粒子模拟方法,定量模拟了多注行波管的PIC注波互作用过程,通过比较不同电子注位置情况下电场E的振幅、相移、非线性和互作用效率,研究了多注电子注波互作用的均匀性特点,发现电子注位置不同时对电场有不同的影响,这对实际多注耦合腔行波管设计有一定指导意义。     

带状注交错双栅行波管的非线性分析

给出了适用于描述带状注行波管中电子注与慢电磁行波非线性互作用的全三维自洽方程组, 包含场的激发方程、 电子运动方程、电子相位演化方程和能量转化方程。将电子注划分为―粒子线‖的形式,结合交错双栅慢波结构中三维线 路场的形态分布,运用自洽方程组,对0.22THz 带状注交错双栅行波管进行了非线性分析。     

变参量Wiggler FEL的三维非线性理论

本文建立了变参量Wiggler自由电子激光放大器的三维自洽非线性理论。考虑电磁波、电子注和Wiggler场三者均在三维空间中变化,忽略电子注的自身场和空间电荷效应,导出了带有变参量双绕螺旋Wiggler场和轴向导引磁场的矩形波导,轴对称电子注自由电子激光器的非线性互作用微分方程组。数值模拟表明:在适当位置逐渐减小Wiggler场的幅值或周期均能有效地提高电子注的能量转换效率。     

滑块机构下高旋弹头的惯量张量特性分析

针对高速旋转弹头滑动质量块机构设置的特点,分析了惯量张量对其动力学特性的影响,得到结论为:在这种情形下,惯量张量对系统的影响是不能忽略的。首先推导了N滑块体系下系统的惯量张量,以双滑块机构为物理模型分别建立了质心平动动力学方程和绕质心转动动力学方程,接着构建了完整的滑块机构设置下系统8自由度方程,最后进行了数字仿真,结果表明径向滑块运动对外弹道影响比较明显,特别是对偏流尤为突出。     

调制激光束加热下各向异性材料的光热特性研究

利用傅里叶变换求解三维热传导方程得到调制激光束照射下各向异性材料的交变温度场分布,研究了各向异性材料表面和不同深度的温度场幅度与相位,并讨论了材料的光热属性对温度场分布的影响,此外对如何测量各向异性材料的热扩散张量得到了一些有用结论。     

光热辐射方法测量各向异性材料的热导张量

报道了一种用光热辐射（PTR）技术测量各向异性材料热导张量的简单方法。本文从各向异性介质的热传导理论出发，推导出该材料的幅频和相频关系；在实验上用PTR方法测出幅频和相频曲线，拟合出热导率，并得到各向异性材料的热导张量。     

FDTD Simulation on the Interaction Between Gaussian Beam and Biaxial Anisotropic Metamaterial Slabs

The interaction between Gaussian beam and indefinite anisotropic metamaterial (AMM) slabs are simulated with auxiliary differential equation method in finite-difference time-domain method (FDTD). The directions of wave vector and energy flow densities in three types of AMM slabs are investigated. The field intensity distributions and phases of TE-polarized wave for the interaction between Gaussian beam and AMM slabs are given. Numerical results show that the sign of x component of relative permeability tensor of AMM determines the refraction is regular or anomalous, whereas the sign of z component of relative permeability tensor of AMM determines the energy flow is positively refracted or negatively refracted. Positive or negative Goos-Hänchen shift associated with Total Cutoff media are also shown.     

高阶张量阻抗边界条件的纵向电磁场分量表达式

首先导出转换矩阵表示的有导体或各向同性介质衬底的旋转对称双各向异性媒质平面的精确阻抗张量。然后利用多项式近似和横向与纵向场分量的基本方程组推导出相应的近似高阶张量阻抗边界条件。该阻抗边界条件是用纵向电磁场分量表示的二个关系式,表达式中的阻抗和导纳算符是介质涂层平面法向导数的三次幂多项式。所导出的高阶张量阻抗边界条件能够直截了当地模拟双各向异性介质涂层对电磁场的影响,并能够方便有效地简化相关电磁场边值问题的求解。     

基于动力论的尘埃等离子体充电方程研究

尘埃等离子体与一般等离子体最大的不同源于尘埃粒子的充电问题,尘埃粒子充电方程是描述尘埃等离子体充放过程的基本方程,充电频率(电荷驰豫速率)是描述这一物理过程的基本物理量。在研究尘埃等离子体微波散射、尘埃等离子体介电张量及尘埃等离子体中各种纵波问题时,不同的文献引入了不同的充电频率表达式。在动力论基础上研究了尘埃粒子的充电问题,用动力论方法推导了尘埃粒子充电方程,给出了充电频率表达式。对两种不同形式的充电频率表达式做了分析,阐明它们是不同近似条件下给出的结果。     

Propagation of ELF waves below an inhomogeneous anisotropic ionosphere

The ionospheric anisotropy is considered with horizontal magnetic field either for transverse (East-West or West-East) or for longitudinal (South-North) propagation. For transverse propagation in a vertically stratified medium the differential equations of the various field components are uncoupled and a closed form solution is given for identical exponential height variation of the components of tensor conductivity. For arbitrary height variation of the tensor conductivity numerical solutions are obtained after expressing the surface impedance below the ionosphere in terms of a Riccati-type differential equation. The West-East direction of propagation exhibits a lower attenuation constant than the East-West direction forf < 1000cps. This is contrary to the expectations based on a model of a homogeneous anisotropic ionosphere. For longitudinal propagation the differential equations of the various field components are coupled, with the coupling being particularly strong above theDregion. The differential equations are simplified by assuming no coupling in the lower ionosphere and strong coupling above a pre-selected altitudey_{1}. For exponential height variation of the tensor conductivity components the closed form solution differs negligibly from the isotropic case. For arbitrary height varition of the tensor conductivity numerical solutions are obtained similarly as for the transverse propagation. Over most of the frequency range the attenuation figures for South-North propagation are intermediate between the corresponding figures for West-East and East-West propagation.     

基于张量投票的图像去噪算法研究

针对传统的基于张量投票算法图像去噪过程中对于对称图像存在的张量叠加计算量冗余的问题,提出了张量投票域的改进算法。首先,利用基于相位信息的图像对称性检测方法对需要去噪的图像进行检测。然后,根据检测出的图像的对称性的特性简化投票域的区域。最后,将改进后的投票域应用在图像去噪过程中。实验仿真的结果表明,这里的方法不仅明显提高了图像的峰值信噪比,而且较好地保护了图像的细节信息,在算法的效率方面也有较明显的提高。     

束-离子通道系统的电磁慢波特性

 利用荷流体线性微扰理论分析了无外加磁场时相对论电子束在离子通道中的三维扰动效应,导出了系统的等效介电率张量.对电磁波沿轴向传播的情况进行了详细研究和数值模拟计算,得到了系统的色散关系.结果表明,此系统存在电磁慢波的传输特性.电磁波与电子的Betatron振荡相互耦合,可能是该系统出现电磁辐射的物理原因.研究结果也旁证了:由此系统电磁不稳定性所带来的电磁辐射,在一定条件下可能是切连科夫辐射.