一种新的三维永磁体差分格式

为了在基于PIC方法编制的粒子模拟软件CHIPIC上添加永磁体模拟模块,在永磁体面磁荷模型理论基础上结合磁场边界条件,利用泰勒公式推导出一种关于永磁体计算新的差分格式,用自编制永磁计算模块实现了对永磁体的磁场分布计算。将模拟结果与理论计算值进行对比,其结果表明,模拟计算结果与理论计算结果符合得很好,证明了本数值方法的实现正确性。     

220 GHz共焦波导回旋振荡管的理论研究与模拟仿真

随着毫米波波段回旋管的研究深入,传统的封闭式圆波导谐振腔的弊端越发明显。根据回旋管非线性理论,设计了一只采用开放式准光谐振腔作为高频结构的回旋振荡管,其工作频率为220 GHz、工作电压为60 k V、电流为3 A、横纵速度比α为1.5、工作模式为HE06模。通过采用自主研发的三维粒子模拟软件CHIPIC对其进行数值模拟研究,分析其工作特性,并进一步优化参数。仿真结果表明:所设计的回旋管在磁场为8.57 T的条件下工作,可获得36 k W的峰值功率输出,输出功率效率可达20%。     

一种基于方向特征的裂缝提取算法

针对传统算法提取精度不高和稳定性较差的问题,提出一种基于裂缝方向特征的提取算法.该算法由方向线的提取和修正两部分组成.(1)通过L(1)～L(8)共8个方向模板匹配,提取出8*10单位区域像素的裂缝方向线;(2)依据裂缝的强度和连续性,对该区域及相邻区域的方向线进行筛选和修复.实验结果表明,该算法能在照明阴暗,对比度较差的场合下稳定有效的提取出清晰裂缝,效果满意.     

大渡河桥隧道锚力学响应研究及承载力判定

隧道锚作为悬索桥锚碇形式的一种,具有工程量小、承载力大和对周边环境影响小的特点。为探究大渡河特大桥雅安岸隧道锚在巨大缆力作用下的力学响应规律和预测隧道锚极限承载能力,建立了大型非线性数值模拟模型,系统、细致地监测了施加缆力前后锚塞体单元主应力,锚塞体与围岩的相对位移,以及锚塞体整体位移以及锚塞体后端面的塑性区随缆力施加的变化趋势,并提出了一种基于锚塞体整体位移和锚塞体后端面塑性区的预测隧道锚极限承载能力的分析方法。最终得出施加缆力后,锚塞体最大主应力由大变小,最小主应力绝对值由小变大的力学规律,并通过超缆力分析预测大渡河特大桥隧道锚的极限承载力为7倍缆力。     

基于高层数据模型库的三维粒子模拟程序研究

在高层数据模型库JADLib基础上,研究和开发了三维电磁粒子模拟程序,为具有统一数据接口的高性能粒子模拟计算提供铺垫作用。给出了程序的详细设计思路和实现方法,并使用该程序对多种典型的微波器件进行了模拟计算。结果表明,基于高层数据模型库进行三维粒子模拟程序是有效和实用的。