TE103单模谐振腔的计算模拟及优化

对TE103单模谐振腔中电磁波的分布进行了数值计算;推导出了麦克斯韦方程在谐振腔内电磁场分布的数学表达式;采用Ansoft软件对腔体中的电磁分布进行模拟并对腔体的尺寸进行优化．根据模拟的电场的形状以及其它相关的数据来判断此时反应器形状和性能．数值模拟结果表明,空腔有三个大小相近的电场均匀区域,在匹配情况下,谐振腔的固有品质因素相对较高．计算模拟结果与实验结果吻合较好,验证了计算和模拟的正确性,为设计高质量的谐振腔提供了参考依据．     

TE103单模微波谐振腔的有限元数值模拟

采用有限元分析法,推导了TE103单模谐振腔有限元数值模拟的数学模型。运用ANSYS软件进行数值模拟,分析和讨论了微波加热柱状WC-Co时谐振腔和介质内电场分布云图。数值模拟结果表明,空腔有3个大小相近的电场均匀区域,加载柱状WC-Co样品后,由于样品的吸波特性,3个电场均匀区域都有不同程度的缩小,两边的区域明显缩小,中间区域缩小相对不明显,这样就形成了中间电场均匀区域大,两边小的电场分布情况。样品的电场分布为从里到外成梯度的逐渐增强,样品的电场分布不均匀,造成了微波加热不均匀,很好地解释了微波加热WC-Co时容易出现样品开裂的现象。数值模拟结果与实验结果吻合很好。     

微波大尺寸谐振腔的单模化及微扰测Q技术

本文介绍TE_(01)模大尺寸谐振腔的单模化和微扰测Q技术,以及用该腔体构成的电介质参数测量装置和测量方法。给出同一聚四氟乙烯、融熔石英和有机玻璃样品在35GHz和9.37GHz的ε_r和tanδ的测试数据。     

微波等离子推力器圆柱谐振腔等离子体流的数值研究

为了获得微波等离子推力器(MPT)圆柱形谐振腔小型化的设计参数，采用时域有限差分法(FDTD)求解Maxwell方程、有限体积法求解N-S方程、单温度局域热平衡模型求解等离子体数密度、温度等参数的全数值方法，对MPT圆柱形谐振腔在不同微波频率、相同谐振模式情况下的微波等离子体耦合流场进行了数值模拟计算。计算结果表明，提高微波频率可缩小圆柱形谐振腔尺寸。圆柱形谐振腔小型化后，在腔内压强一定的情况下，相应地工质气体的流量减小、消耗的微波功率减小，喷管喉径也减小、从而MPT的推力也减小，且不同微波频率、相同谐振模式情况下，腔内等离子体区温度、压强、电子数密度的变化规律相同。这些结论为今后MPT的小型化设计提供了理论依据。     

各向异性单模圆光纤电磁场的解析表达式

本文采用圆极化波展开法,通过求耦合方程获得各向异性单模圆光纤电磁场解析表达式,对于研究光纤信道防护、光纤传感器应用具有重要的意义。     

重力坝溢流的数值模拟及体型优化

本文讨论溢流曲面的形状优化问题．介绍了如何进一步完善同步迭代法，以求解具有可变区域、流量未知的二维势流的变分问题，在此基础上探讨溢流曲面多目标形状优化和方法。初步应用是成功的，文末给出了示例。     

燃烧器三维流动和燃烧的数值模拟及优化结果

对某大型工业燃烧器进行了三维全尺寸数值模拟。计算结果比较合理的反映了燃烧室内发生的流动以及传热、传质、燃烧等复杂的化学反应过程。针对所计算的结果，指出了该燃烧室存在的结构缺陷并通过分析、比较，提出了一种优化方案对其继续模拟计算，最终达到了优化燃烧，控制高温区的范围，生成的SO2明显增加等主要优化目的。优化后的燃烧器投入使用后，运行情况良好，解决了原燃烧器经常出现的问题。     

矩形压缩谐振腔内基底对电场影响的仿真模拟

针对微波等离子体化学气相沉积金刚石过程中,矩形谐振腔中激发的等离子体稳定性和均匀性差的问题,提出通过用Ansoft软件对矩形压缩谐振腔进行模拟计算来优化设计谐振腔的方法．模拟中,假设除了微波输入端口以外,所有的边界都定义为理想电导体;微波能以平面波的形式,通过矩形波导被耦合到微波谐振腔内;再用高频结构仿真器联合求解满足模型条件的麦克斯韦方程组,得出谐振腔中的电场分布结果．分别模拟了基底深入谐振腔内高度为1．5、2、2．5、3、4mm和基底半径为11、13、15、17mm时,腔体内的电场分布．数值模拟结果表明,压缩谐振腔内的最大电场强度为817V／m左右,较压缩之前的电场强度增高了近一倍,且基底深入谐振腔高度为2mm,基底半径为13mm左右时,装置内电场强度较集中．     

空腔流场及气动噪声数值模拟

采用带有源项的线性欧拉方程修正空腔流动的非定常流场,利用Ffowcs Williams-Hawkings方程对声源流场的声辐射及远场声信号进行求解,研究空腔辐射声场特性及阻尼截断区域中阻尼系数、控制面位置等参数对噪声信号的影响.计算结果表明,空腔内旋涡的形成和溃灭过程会引起声辐射,且具有四极子特性;在计算区域的边界处设置阻尼截断区域可以有效地控制旋涡撞击边界所产生的“假波”,为了保证较好的收敛速度,阻尼强度系数的量级为104;控制面应包围声源流场区域,以确保求解得到的远场声信号的完整性和准确性.     

喷腾型分解炉内冷态流场的模拟与优化设计

为掌握分解炉内流场特性,应用标准k-ε双方程模型和SIMPLE方法对喷腾型分解炉内部三维湍流冷态流场进行了数值模拟与分析.重点分析了带旋流的三次风、柱体的尺寸和中部缩口对分解炉内气体流场特性的影响规律.研究表明:喷腾型分解炉内流场基本为喷射流,其物料的分散主要受轴向风的纵向作用.通过增加分解炉的高度、增设中部缩口和带旋流的三次风,气体运行迹线的长度因旋流效应、尺寸效应和二次喷腾作用而延长,从而增加了气流在分解炉的停留时间.     

凹腔超声速燃烧室燃烧流场数值模拟

对带凹腔结构的燃烧室二维甲烷燃烧流场进行数值模拟,采用迎风三阶精度MUSCL格式求解二维含组分守恒N-S方程,湍流模型采用剪切修正的RNG κ-ε湍流模型,分别分析了凹腔不同长深比和导流槽结构对燃料燃烧的影响．对喷甲烷燃烧工况进行了计算研究,结果表明：凹腔可以提高燃烧效率,却使总压恢复系数降低;凹腔的长深比越大,燃烧效率越高,总压恢复系数越低;导流槽可以在总压恢复系数较高的情况下进一步提高燃烧效率．     

发电机组流场数值模拟及优化分析

发电机组冷却系统流场分析及冷却性能评估有助于确认冷却系统总流量大小、冷却风量分配比例和冷却风流速分布特性,确保风道流量分配均匀和高温区域冷却良好。以某开架发电机组为研究对象,根据冷却系统设计要点对其冷却系统进行了初始布局结构设计,采用流体分析软件STAR-CCM+搭建了开架发电机组冷却系统流场分析模型。结果表明,缸头风道风量占发动机风道总风量的48.77%,箱体底部风量占比为6.7%,不利于发动机缸头和机油的冷却。通过调整导流罩与散热片间距、风扇罩更改为渐扩线形式、箱体开孔与散热片形状及导流的匹配改动、拉盘开孔增大等方式形成了开架发电机组冷却系统结构改进方案。改进后该机组缸头风道风量占发动机风道总风量的61.83%,箱体底部风量占比为13.04%。缸头风道风量及箱体底部风量基本满足发动机缸温及油温的冷却需求。发动机各风道冷却风速度分布均匀,电机冷却较好,空滤器进风均来源于外界冷却风;消声器表面风速分布均匀,不存在流动死区且靠排气管处风速较大。该发电机组冷却系统可对机组实现较好的冷却,保障机组正常且长时间运行。研究结果可为发电机组冷却系统布局设计及结构改进提供参考。

     

双流低频电磁连铸过程中磁场分布的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了双流低频电磁连铸过程中磁场分布规律.建立了单、双流低频电磁连铸中包括铸锭、结晶器、线圈和屏蔽罩的二维轴对称有限元模型.利用ANSYS软件包进行划分网格及计算,模拟出了磁场在连铸结晶器区域的分布.研究了电流频率、电流强度、电流方向和线圈距离对金属熔体内磁感应强度的影响.计算结果表明：单流时,电流频率升高,磁感应强度降低;电流强度增大,磁感应强度升高.双流时,无论电流方向是同向还是反向,同一铸锭的远端磁场强度要大于其近端磁场强度,相邻线圈电流方向为反向时,铸锭内磁场强度高于相邻线圈电流方向为同向的情况;增大线圈之间的距离时,铸锭远端和近端的磁感应强度的差值降低.     

Mode separation of resonant cavity by electromagnetic simulation

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭａｇｎｅｔｒｏｎｓｗｅｒｅｗｅｌｌｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｓｕｃｈａｒｅａｓａｓｍｉ ｃｒｏｗａｖｅｏｖｅｎ ,ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｈｅａｔｉｎｇａｎｄｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍｓｏｖｅｒｔｈｅｌａｓｔｆｉｆｔｙｙｅａｒｓｆｏｒｔｈｅｉｒｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ,ｃｏｍｐａｃｔｓｉｚｅ ,ｒｏｂｕｓｔ ,ａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ .ＭｉｌｌｉｏｎｓｏｆｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｗｅｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄｄｕｒｉｎｇＷｏｒｌｄＷａｒＩＩ ,ａｎｄｔｈｅｙ…     

微波加热Fe3O4过程中电磁场变化数值模拟

采用FDTD方法,利用C语言编写电磁场和温度场耦合程序,对微波单模腔中加热的Fe3O4的电磁场、温度场的变化进行数值模拟.结果显示,在Fe3O4微波加热过程中,电场强度逐渐藏小,而磁场强度逐渐增大;磁损耗功率远大于电损耗功率,因此总的损耗功率和磁损耗功率随时间的变化趋势一致,说明在Fe3O4微波加热过程中磁损耗起主要作用;而Fe3O4微波加热升温的模拟值与实验值的变化趋势相符.