一种高稳定的复杂色散介质分析FDTD方法

针对复杂色散介质电磁特性分析问题,提出一种新的、高稳定通用时域有限差分法．该方法从二阶复有理函数形式的极化率函数入手,将纽马克算法同时作用于极化矢量与电场的时域关系式两边,得到显式时域有限差分时域递推公式,并从理论和数值两方面对该算法的稳定性进行了分析．该方法不仅可作为处理包括复共轭极点-留数、临界点、修正洛伦兹以及二阶复有理函数等复杂色散介质问题的通用时域有限差分方法,而且具有更高的稳定性．     

用FDTD方法计算电磁波在各向异性介质中的散射

由于各向异性等离子体介质中的介质参数是张量形式,而在各向同性介质中为标量形式,故在研究各向异性等离子体与电磁波的相互作用与分析各向同性媒质的方法就不同.采用线性插值的方法给出各向异性等离子体介质中的FDTD离散式,编写了程序并进行了数值计算,给出与解析方法比较结果,两者符合的很好,并给出等离子体球的电磁散射的若干算例.结果可应用于等离子体的电波传播、天线等领域.     

一种光纤色散监测的改进方法

在双边带相位监测方法的基础上,对系统结构进行了改进,提出了一种用于非归零码光纤通信系统累积色散实时监测的新方法,并进行了详细的理论推导和仿真计算。结果表明,在不对发射机做任何修改的情况下,就可获得较高精度的监测。在1.55 μm工作波段,10 Gb/s数据的累积色散监测范围达到±640 ps/nm。     

FDTD法对金属腔体孔缝耦合的数值计算

文章利用时域有限差分方法给出了电磁脉冲耦合进入金属腔体的仿真,分别对微波脉冲与单层屏蔽腔和双层屏蔽腔的耦合过程进行了数值计算;结果表明距离孔缝越远,场强衰减越厉害,对电子系统的干扰越小;且双层屏蔽腔的屏蔽效果明显优于单层屏蔽腔,通过前者耦合进入的场峰值要比后者小12 dB。以上结论对电子系统的电磁兼容、干扰以及防护都有实际的指导意义。     

FDTD中色散介电常数的时域离散表达方法

针对递归卷积方法只适合于随频率变化比较平滑的色散介电常数情况,提出一种可以把色散(频变)介电常数直接嵌入时域有限差分的算法(FDTD).将随频率变化的色散介电常数用Debye有理函数近似,修正后的离散冲激响应用非等步长的离散时域表达直接和FDTD算法进行卷积.结果表明:用此方法的仿真结果和用递归卷积方法仿真的结果进行比较后发现2种仿真结果吻合很好.表明该方法准确、稳定,适用于色散介电常数随着频率变化非常复杂的情况.     

一种FV-FD混合算法仿真电磁散射问题

提出了一种连接在时间方向采用不同迭代格式的两种算法（FVTD和FDTD）的边界条件,从而实现了一种FV-FD混合算法。用算例仿真了TE波入射下无限长圆柱的雷达散射截面,表明了该方法可以提高计算精度,并大大减少仿真时间和内存。     

求解对角占有线性方程组的一种有效算法

针对线性方程组的求解,通过引入参数矩阵,提出一种求解线性方程组的迭代方法。为保证算法的收敛性,使迭代矩阵的无穷范数最小,确定参数矩阵的参数,得到求解线性方程组的迭代格式,证明了算法求解对角占优线性方程组是收敛的。数值结果表明了算法的有效性。     

包层空气孔为正六边形的塑料光子晶体光纤色散特性分析

介绍了光子晶体光纤的特点和分类。为了进一步分析塑料光子晶体光纤中各参数对塑料光子晶体光纤色散性能的影响,利用RsoftCAD软件中的Fullwave模块对不同参数的塑料光子晶体光纤进行模拟计算,通过时域有限差分（FDTD）法对包层空气孔为六边形的塑料光子晶体光纤色散特性进行分析,给出了塑料光子晶体光纤色散特性随孔间距、孔大小等参数变化的一般规律。通过对塑料光子晶体光纤的包层结构进行多组比较,以便为实际塑料光子晶体光纤的制作与研发提供理论依据。     

声学各向异性介质中的S波

声学VTI介质是人为定义横波在对称轴方向的速度‰的一种模型。传统理论认为当V50=0时可以消除横波能量。论证声学VTI介质的存在,并讨论其特殊的性质,可以看到在声学VTI介质中SV波的相速度和群速度并不是恒为零。用高阶交错网格有限差分方法对不同的声学VTI介质模型进行全波场模拟,同时计算‰取不同值时的群速度和相速度x、z分量。通过对比分析得出波现象：SV波在垂直方向传播时其极化方向是平行于P波传播方向的;由于邻近方向能量的聚集,在对称轴附近SV波的振幅会有较大的值;P波和SV波的群速度的值在某些方向上可以很接近甚至相等。     

色散及非线性对波分复用系统性能影响概述

论述了光纤群速度色散、偏振模色散及光纤中各种非线性效应对光波分复用系统性能的影响,并给出了为减小其影响而应采取的措施。     

双负媒质的GPU-FDTD并行计算研究

本文研究了基于计算统一设备架构(CUDA)的图形处理器(GPU)对双负媒质(DNG)电磁散射规律的并行计算的实施。由于Z变换理论的时域有限差分法可以计算双负媒质中电磁波的散射和传播,同时在空间上具有天然的并行性,因此非常适用于在GPU上实现并行计算。本文引入Drude模型,给出了左手媒质中FDTD迭代公式,研究了基于GPU的并行FDTD方法,最后通过数值仿真实验以及结果证明该方法的正确性和高效性。     

双负媒质的 GPU - FDTD 并行计算研究

本文研究了基于计算统一设备架构（CUDA）的图形处理器（GPU）对双负媒质（DNG）电磁散射规律的并行计算的实施。由于Z变换理论的时域有限差分法可以计算双负媒质中电磁波的散射和传播,同时在空间上具有天然的并行性,因此非常适用于在GPU上实现并行计算。本文引入Drude模型,给出了左手媒质中FDTD迭代公式,研究了基于GPU的并行FDTD方法,最后通过数值仿真实验以及结果证明该方法的正确性和高效性。     

混合溶剂对预聚体法聚氨酯分散液性能的影响

将丙酮(AC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的任意两种按不同比例进行混合,作为有机助溶剂,以甲苯二异氰酸酯(TDI),聚己内酯二元醇(PCL)和二羟甲基丙酸(DMPA)为反应原料,通过预聚体法制备了系列水性聚氨酯分散液.并研究了混合溶剂对分散液粒径、胶膜机械性能和吸水率的影响,又将聚氨酯分散液用作纸张表面施胶剂,分析了其对纸张性能的影响.实验结果表明:由67%DMF和33%AC混合溶剂所制备的分散液平均粒径最小;以100%AC所制胶膜的拉伸强度最大,50%AC和50%NMP混合溶剂所制胶膜的断裂伸长率最大;由100%NMP所制胶膜的吸水率最低;由50%NMP和50%DMF所制PU1施胶纸的湿强度最大;由50%AC和50%DMF所制PU2施胶纸的环压指数最高;由100%NMP所制PU11施胶纸的耐折度最高.     

Preparation of natural brucite nanofibers by the dispersion method

The preparation of natural brucite nanofibers through dispersion by the wet process is described. The test results indicate that brucite fibers can be well dispersed by using sodium dioctyl sulfosuccinate (OT) as the dispersant at a dispersant/fiber mass ratio of 0.15:1, dispersing for 30 min at a water/solid mass ratio of 20:1. The prepared nanofibers were characterized with X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and transmission electron microscope (TEM). It is shown that the prepared single brucite nanofiber is around 30 nm in diameter and the talus of the nonsingle brucite nanofibers is about 50-150 nm in diameter. Natural brucite mineral fibers were treated by the dispersion method to obtain nanomaterials. These fibers have significant advantages over artificial nanofibers both in yield and in cost.     

用对称相位调谐方法测量光纤色散

光纤色散是限制光通信传输距离的重要因素，为此采用一种新方法来测量长的多模光纤色散．该测量技术利用对称相位调谐技术和Mach-Zehnder干涉仪，这种干涉仪能在待测光纤中引起两列反向传播的行波产生不同的传播常数．利用傅立叶变换技术和自相关函数，快速地分析和计算干涉条纹的强度分布信息，可获得准确的测量结果．     

Simulation of faceted dendrite growth of non-isothermal alloy in forced flow by phase field method

Numerical simulation based on a new regularized phase field model was presented to simulate the dendritic shape of a non-isothermal alloy with strong anisotropy in a forced flow. The simulation results show that a crystal nucleus grows into a symmetric dendrite in a free flow and into an asymmetry dendrite in a forced flow. As the forced flow velocity is increased, both of the promoting effect on the upstream arm and the inhibiting effects on the downstream and perpendicular arms are intensified, and the perpendicular arm tilts to the upstream direction. With increasing the anisotropy value to 0.14, all of the dendrite arms tip velocities are gradually stabilized and finally reach their relative saturation values. In addition, the effects of an undercooling parameter and a forced compound flow on the faceted dendrite growth were also investigated.     

方柱绕流对污染物扩散影响的试验

建立透光率-COD浓度-污染物浓度三者之间的关系,通过试验初步研究了方柱绕流对污染物扩散的影响,试验结果表明:1)方柱绕流情况下,污染物纵、横向扩散均受到影响,横向扩散强度减缓,纵向扩散在方柱上游受到阻滞,扩散强度减小,下游受尾迹影响、旋涡的发展,扩散运动加强(方柱中心线处变化最大);2)相同情况下,流量越大,方柱绕流对污染物扩散影响幅度越小;3)污染物扩散受方柱绕流影响变化规律与水流紊动强度受方柱绕流影响变化规律一致.     

Influence of nano-scaled dispersed second phase on substructure of deformed dispersion strengthened copper alloy

The deformation behavior of dispersion strengthened copper alloy Cu-Al2O3 was studied by TEM. The results show that nano-scaled dispersed second phase not only increases dislocation density in matrix, but also has an important influence on the dislocation substructure. The presence of fine dispersed Al2 O3 particles results in a uniform and random dislocation distribution in matrix copper and causes the difficulty in formation of dislocation cell structure and the decrease in the amount of cell structure during deformation. Deformation gives rise to much more dislocations and dislocation cells form more difficultly and the decrease in the cell size with the increase of dispersion degree.