基于等效电路模型的高频透波频率选择吸波体设计

基于等效电路模型分析方法设计了一种高频透波频率选择吸波体,实现了吸波体通带位于其吸波带之上频段的滤波特性.频率选择吸波体的损耗层和带通层分别采用了加载集总电阻的曲折方环单元和十字缝隙单元.仿真结果表明,所设计结构的通带中心频率位于X波段内的9.34 GHz,通带中心频率处的插入损耗小于0.7 dB,-10 dB吸波带为3.0~8.3 GHz.当电磁波斜入射角度小于40°时,所设计结构均保持稳定的传输性能和反射性能.由于频率选择吸波体所采用的周期单元结构的旋转对称性,其传输和吸波性能对入射电磁波的极化方式不敏感.     

一种基于超表面的超宽带THz吸波体

设计了一种超表面宽带太赫兹（THz）吸波体,吸波单元由开裂的椭圆金属环组成,其地板和椭圆环都是金,两层金之间是介质层.椭圆环由两个轴比不同的椭圆相减而成.结果表明,当设定吸波体的最低吸收率为90%,垂直入射时,该吸波体的吸收相对带宽达到了91.7%（0.98~2.64 THz）,在f=1.74 THz,其最大吸收率达99.99%.讨论了用干涉模型计算的结果,两种方法所得结果吻合较好.此外,该吸波体对TE和TM两种极化都具有广角吸收特性.与已发表的各吸波体相比较,所提出的THz吸波体几何形状简单,具有超宽带特性以及极化不敏感性.因此可用于许多应用,如太赫兹成像系统、辐射计和隐身技术等.     

两种乘波前体/进气道一体化设计与性能研究

建立了由激波面推算波后流场的计算方法,设计了能够产生三道封闭圆锥激波的相交锥模型.以此为基础生成了具有三道封闭激波的乘波前体和具有一道封闭激波两道平面激波的乘波前体对比模型.分别对两种乘波前体与进气道一体化模型进行了全三维流场计算,研究了两模型在不同飞行状态下的气动性能.结果表明三道封闭激波乘波前体模型相比对比模型具有较大的气动性能优势.在进气道进口截面处边界层厚度几乎相等的情况下,流量系数提高了3.4%,总压恢复系数提高了8%,进气道进口截面流场不均匀度降低了8.8%.相比低于设计马赫数和负攻角,两模型在高于设计马赫数和正攻角有较大的封闭激波飞行范围.CFD计算结果表明,对于乘波前体设计马赫数应低于实际飞行马赫数,并且宜采用正攻角飞行.     

含磁性金属纤维的多层雷达吸波材料的设计

提出了一种设计多层雷达吸波材料的方法。在使用普通的损耗材料进行设计时,很难在低频段获得较低的反射率。磁性金属纤维在低频段比普通损耗材料具有更大的磁导率,此前还没有包含磁性金属纤维的吸波材料的设计。文中的设计将磁性纤维作为一层,其他层由普通的损耗材料构成,利用设计的一个程序对这几层材料的参数和厚度进行了优化,该程序利用了改性的遗传算法。得到的结果显示出反射率在低频段有了明显的改善(-8 dB对比普通设计的-3 dB)。此设计提供了一种获得优良吸波材料的方法。     

不同单元FSS对雷达吸波材料特性影响的对比研究

设计了中心频率相同的圆环、十字、Y孔三种常见单元的频率选择表面(FSS)结构,并将三种单元FSS置于吸波材料中构成复合吸波结构。利用谱域法对三种复合吸波结构进行了仿真,研究不同单元FSS对吸波材料特性的影响,给出了影响规律,为常见单元频率选择表面在吸波材料中的应用提供了单元选择依据。     

泡沫吸波材料结构对吸波性能的影响

为了研究吸波材料结构与吸波性能的关系,以无机泡沫吸波材料作为基体,采用多层复合研究阻抗匹配特性对吸波性能的影响,当材料为"透波层/吸收层"的2层复合结构时,在2.0~18.0 GHz频段反射率均小于-10.0dB,且于12.7 GHz处出现最大衰减峰为-21.5 dB.采用角锥和锥台处理研究材料表面构造对吸波性能的影响,结果表明:表面处理可以明显提高材料吸波性能,且角锥处理优于锥台处理.5×5阵列角锥的有效吸收带宽(反射率小于-10.0 dB)为15.3 GHz,反射率在9.4 GHz处到达最小值为-43.4 dB;8×8阵列角锥的有效吸收带宽(反射率小于-10.0 dB)为18.0 GHz,平均反射率达-34.5 dB.     

双频窄带超材料吸波体的设计

为了降低吸波体的雷达散射截面,实现完美吸波,利用超材料的电磁谐振特性,设计了一款开缝双环型结构吸波体。得益于超材料的LC谐振,该结构在1.59和4.06GHz具有超强吸波特性,在谐振频点处,超材料吸波体的某些区域相当于一个电磁波收集器,将能量限制在吸波体内,再转化成热能。经计算验证,该吸波体结构在1.59、4.06GHz的雷达散射截面(RCS)分别为-24、-23dB,远低于传统金属表面结构,能实现理想吸波。     

多层吸波材料的计算机辅助优化设计

介绍了一种用于多层吸波材料设计的计算机辅助优化系统。该系统可以对入射电磁波进行跟踪计算,并借助于单纯形法对计算结果进行自动优化,从而实现了对多层吸波材料的参数优选、分层组配和性能预报。利用本系统还可以实现吸波材料的三维设计,分析各介质层电磁参数对吸收率的影响。     

雷达吸波材料在Salisbury屏优化设计中的应用

为了解决传统Salisbury屏吸波性能问题,将雷达吸波材料作为Salisbury屏的隔离层,替代了经典Salisbury屏的隔离层介质,以提高Salisbury屏的吸波性能。通过Matlab软件的网格方法进行讨论和设计,设计出较为合理的电磁参数匹配规律。研究表明,站在全局的高度讨论问题,可使参数的设计符合全貌分析方法的要求,从而有效地解决了特殊强调某一电磁参量所产生的片面性影响。     

电路模拟技术在吸波结构中的应用

研究了在雷达吸波结构中应用电路模拟技术改进其在TE极化平面波入射下的反射特性的方法。证明了在吸波结构中插入感性电路屏可使其输入阻抗迅速增大,论述了选择电路屏参数的方法,并给出一个设计实例,其特性比通常设计好得多。     

电路模拟吸收体的遗传算法设计

提出了一个应用遗传算法的电路模拟多层吸收体的新设计、遗传算法自动综合各层的电磁参数和厚度以及金属电路屏的各参数,并同时提供几个设计方案。当应用遗传算法对特宽带吸收体设计时,其迭代过程出现波动和在带内出现不好的结果。为了克服这些缺点,文中引入了两项技术,使其工作特性明显地改善。设计实例表明在无金属基底的吸收体情形,电路模拟吸收体比普通设计优越得多,在厚度更小和用更少材料下能在特宽带内获得低反射。     

Design of high performance multilayer microwave absorbers using fast Pareto genetic algorithm

The application of the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) in designing microwave absorbers is described in this paper. To obtain high performance coatings, we put forward three cost functions, which represent three objectives of strong-absorption, broad-bandwidth and thin structure, and study the tradeoffs between each other. Numerical calculations on available materials in 2–18 GHz are implemented to construct the Pareto front and Pareto-optimal surface for two and three objectives respectively. Results indicate that the NSGA-II can work more efficiently and effectively than traditional Pareto genetic algorithms. Additionally, we present several particular designs from the above Pareto front (surface) for potential applications in different frequency bands. For example, a four-layer absorber with thickness of 2.8071 mm is obtained to provide average reflection coefficient of −11.95 dB and average reflection bandwidth of 0.5780 in 2–18 GHz, considering arbitrary incident angles (0°–89°) and both TE and TM polarizations. Supported by Fund for Basic Research from National Scientifical and Industrial Technology Committee (Grant No. BZJ050504)     

平面波垂直入射浸渍吸收剂蜂窝的反射特性

提出一个数值方法,计算当平面波垂直于蜂窝板入射时浸渍吸收剂的蜂窝的反射系数。在引入蜂窝壁表面阻抗后,借助于周期格林函数对无限大蜂窝表面建立了电场积分方程,用矩量法求解未知的表面电流。在8~12 GHz频段内,得到的不同蜂窝高度、不同吸收剂和不同浸渍厚度的数值结果表明,所提出的方法是高效的,可用于蜂窝制备和吸波结构的工作中。     

乏油状态下准双曲面齿轮传动润滑机理分析

在工程实际中,准双曲面齿轮不可避免地因润滑剂供给不足导致乏油问题,鉴于此,综合考虑了啮合区接触几何、粗糙形貌、入口区供油量、啮合界面速度矢量任意性等因素,建立了乏油状态下准双曲面齿轮传动界面任意速度矢量润滑分析模型,开展了乏油分析模型结果与文献实验数据的对比研究,数值分析了不同入口区供油量条件下准双曲面齿轮传动界面啮入点、啮合中点和啮出点的油膜演变规律,探讨了转速对不同供油量条件下传动界面润滑性能的影响。结果表明：乏油分析模型结果与文献实验数据取得了良好的一致性;随着入口区供油量的减小,3个啮合点油膜厚度的差异逐渐减小,当供油量减小到某一值时,3个啮合位置的油膜厚度基本一致;在不同的供油量下,转速对润滑状态的影响较为显著,油膜厚度随着转速的增加而升高,但是,转速升高到某一值时,乏油条件下的油膜厚度值将趋于稳定,而充分供油条件下的油膜厚度值将会继续增大。     

伏龙泉地区泉一段精细构造解释与有利目标评价

根据勘探和开发的需要,对伏龙泉地区主要目的层（泉一段）进行精细构造解释和有利目标评价。精细构造解释依据高分辨率、高保真和高信噪比的地震数据体,运用Landmark人机联作软件,对目的层进行井-震标定,确定目的层段的地震反射相位和地震波组特征,并在工区内其它井信息的辅助下开展横向追踪,用变速成图的方法绘制目的层段的构造图,落实各目的层的圈闭。在构造解释的基础上利用相干技术和时间切片辅助进行断层识别,并结合相关石油地质资料对目的层进行综合评价,优选出有利的油气圈闭,为勘探开发提供目标。     

减振器外特性畸变及对车辆平顺性和安全性的影响

以车辆悬架1/4车模型为基础,讨论了减振器外特性畸变及其对车辆平顺性和安全性的影响.应用弹性薄板理论提供了减振器外特性设计的通用程序.通过对畸变机理的探讨,提出了减振器防畸变设计原则、消除畸变的方法和双筒充气减振器的结构设计.并提供了试验结果.     

基于DEM-CFD水力旋流器的水合物浆体分离规律研究

采用离散元素法和计算流体力学耦合仿真的方法,研究不同入口速度下的水力旋流器分离效率.以较佳入口速度的分离效率工况为例,研究不同入口区域的水合物颗粒的力学行为与特征.结果表明：由入口上侧和入口内侧进入的水合物颗粒具有短路流特征.由入口下侧和入口中心进入的水合物颗粒以螺旋轨迹线向下运动.同时在离心浮力与离心惯性力的差值作用下,沿半径向中心运动.进入内旋流场后,水合物颗粒则改变方向,以螺旋轨迹向上运动,直至从溢流管被排出.这是典型的水合物颗粒分离运动轨迹.由入口外侧进入的水合物颗粒中大多数也具有这一特征,只有少部分水合物颗粒紧贴水力旋流器的内壁,沿边界层或在边界层附近,以螺旋轨迹一直向下运动,最终从底流口排出.这一部分水合物颗粒对总体分离效率影响最大.     

S弯进气道隐身设计中弯度参数研究

进气道是飞行器头向重点姿态角域内的强散射源．雷达散射截面减缩方法之一是将进气道设计成S弯形,以增加电磁波在进气道内反射次数,减少后向回波．在微波暗室内对系列S弯进气道进行了测试,研究上下弯折和水平弯折的进气道相对弯度对S弯形进气道散射的影响．实验结果表明,垂直极化下头向雷达散射截面均值随弯度呈“W”形变化,有两个极小值;水平极化下两种弯折方式头向雷达散射截面均值变化趋势差异较大,上下弯折时呈“W”形变化,水平弯折时单调降低．总体而言,适当的相对弯度可以较好地降低进气道的后向雷达散射截面．     

油田井口蒸汽干度的影响因素分析

井口蒸汽干度是油田热力开采稠油的重要参数之一,运用VB6.0开发了井口蒸汽干度计算软件,并利用实验测量数据验证了软件计算的准确性。系统分析了影响井口蒸汽干度的结构参数(管线外径和绝热层厚度)和操作参数(蒸汽温度、蒸汽压力和管道入口蒸汽流量)及其变化规律。研究结果表明,井口蒸汽干度随着绝热层厚度和管道入口蒸汽流量的增大而增大,随着管线外径、蒸汽温度和蒸汽压力的增大而减小。其中,绝热层厚度对井口蒸汽干度的影响最大,当绝热层厚度大于60 mm小于80 mm时,其厚度每增大20 mm,井口蒸汽干度约升高0.12%。