正六边形电荷在空间中的电场分布

线电荷作为重要的物理模型,其电场分布的研究具有重要的物理意义.本文借用正六边形的对称性,采用有限长直导线电场公式和电场叠加原理分别求解了正六边形线电荷对称轴和非对称轴上的电场和电势分布.同时为了更加直观简洁的了解电场分布,本文还借用了Matlab仿真软件,绘制了正六边形线电荷的电场和电势分布,通过分析获得变化规律.对称轴和非对称轴上的电场方向分布呈反对称分布,电场强度主要集中在正六边形线电荷附近.对称轴上的强度高,但分布范围小于非对称轴上的分布范围.两种轴上的电势呈对称分布,非对称轴上线电荷附近电势最高.

轴向运动正六边形板的自由振动

本文研究了在轴向运动激励下正六边形薄板的横向自由振动问题。应用Reddy三阶剪切变形板理论刻画板的力学状态,采用6节点三角形单元离散求解域,利用虚功原理建立系统的动力学有限元方程。数值算例选取2种典型布置形式,并分别考虑固支和简支2种边界条件。通过求解系统方程得到了前四阶固有频率,经与ANSYS计算结果对比,验证了本研究方法的准确性。研究发现,速度通过离心力和科氏力影响系统固有振动,且速度与各阶频率反相关。正六边形板的第二和第三阶振动分别有2种模态,速度为零时其固有频率相同,但随着速度的增大逐渐分离。本文揭示的若干动力学现象可为轴向运动正六边形薄板的设计和优化提供参考。

基于正六边形网格通信可视域的机动节点站选址方法

战术信息通信系统组织筹划时需要考虑复杂地形环境对通信保障的影响。顾及地面障碍对无线通信信道的遮蔽情况,首先提出一种基于正六边形网格的通信可视域生成算法;其次以生成的通信可视域范围和相关地形影响为约束条件,构建一种基于通信可视域的机动节点站覆盖选址模型;最后改进了粒子群算法对覆盖选址模型进行优化求解。实验结果表明:正六边形网格通信可视域覆盖率比原有覆盖率提高7个百分点以上,且差值不大于2个百分点;选址结果收敛于8个站点,总覆盖率达93.48%。生成的选址参考方案可为战场信息通信网络规划和应急通信保障提供有效支持。

正六边形蜂窝型空间盒式结构受力性能对比分析

为了研究正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系在大跨度中高层建筑中的受力性能,根据工程实例,运用ANSYS有限元结构分析软件建立了不同平面楼盖结构布置的有限元分析模型,对比研究了正六边形蜂窝型空间盒式结构体系与正交斜放型空间盒式结构体系在竖向静力试验作用下的结构反应,研究了两种不同盒式结构楼盖的最大挠度、自振频率和整体刚度。研究结果表明,在竖向荷载作用下,正六边形蜂窝型空间盒式结构体系呈现三向传力特性,结构性能表现较好。相比正交斜放型空间盒式结构体系,正六边形蜂窝型空间盒式结构体系的楼盖跨中挠度较小,其整体性、稳定性更佳。依据模态分析方法,通过对比两种结构体系的自振频率与周期,得到了正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系的整体抗侧移刚度与空腹夹层板楼盖抗弯刚度均大于正交斜放型空间盒式结构的结论。从经济性层面上比较,得知在相同使用功能要求情况下,正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系的用钢量要远小于正交斜放钢混结构盒式结构体系的用钢量,更能节约建造成本。

面向战役仿真的正六边形地形环境建模研究

参考地形量化传统的分类方法,依据合理简化的原则,研究了战役仿真中的战场地形环境信息表示问题.力求通过对地形环境信息的再组织,建立满足战役级作战仿真需求的地形环境模型.该文给出了基于正六边形的地形环境模型(HBTM-Hexagon-Based Terrain Model)及其创建过程,说明了其区域划分、数据组织和信息映射算法.该模型比较合理的减少了数据冗余,从而能更加有效的支持战役层推演仿真的进行.

基于正六边形格网的最短路径算法

本文在分析了现有算法的一些不足之处的基础上,结合正六边形的特点及水流扩散思想,提出了基于正六边形格网的最短路径分析算法。该算法在最短路径搜索过程中,对同一正六边形格网而言,它至起点的累计代价值,不需要进行数据比较和修正。与经典的Dijikstra算法相比,该算法大大节约了搜索的时间。

基于正六边形元胞自动机的行人疏散研究

在分析、比较现有疏散仿真模型的基础上,提出一种基于正六边形元胞自动机的行人疏散模型。该模型中疏散空间被分成相等的正六边形,每个行人有包括静止在内的7个运动方向。给出速度等级的概念用来描述行人的疏散速度。在疏散过程中行人选择出口的决策由到出口的距离、视野内行人数量和密度决定。为展示恐慌心理对疏散过程的影响,定义了恐慌系数。通过实验仿真了有恐慌和无恐慌2种情景下的疏散过程,结果表明,该模型可真实地反映实际的疏散过程,可为真实的行人疏散和评估公共建筑设计起到一定的参考作用。

正六边形超高层建筑横风向气弹效应研究

为研究正六边形超高层建筑横风向风致响应和气动阻尼比,开展了一系列多自由度气弹模型风洞试验。测量模型顶部风致位移和加速度响应,基于随机减量法识别了横风向气动阻尼比。结果表明,在顶角迎风时,正六边形超高层建筑易于出现大幅涡振现象,在立面迎风时没有出现涡振现象。顶角迎风时,横风向气动阻尼比随折算风速增大呈现出"先增大到最大正值、再迅速转为最小负值,再平稳回升到零值附近"完整过程。而立面迎风时,横风向气动阻尼比与折算风速近似呈线性关系。最后,建立横风向气动阻尼比的经验评估公式。相关研究可为正六边形超高层建筑的抗风设计和规范完善提供参考。

一种正六边形嵌套分形超宽带天线的设计

针对当前超宽带天线存在的方向性差、增益小的现状,提出了一种正六边形嵌套分形的超宽带天线。天线利用嵌套分形结构的自相似性和空间填充特性,有效拓展带宽,缩减天线尺寸。通过对天线维数进行仿真分析,选择带宽满足超宽带指标的四维和五维天线;对四维天线和五维天线的E-H面方向图及增益进行对比得知,五维天线较高增益由方向图畸变产生,故选择方向性更好的四维天线为此次设计的目标天线。目标天线尺寸仅为20 mm×23 mm×1.6 mm,带宽为2.7~10.6 GHz,增益为1.8~7.8 dBi,且天线实现了良好阻抗匹配。与引文其它天线相比,目标天线具有较小的尺寸,同时具有良好的方向性和较高的增益。天线实测结果与仿真基本吻合,验证了其研究与应用价值。

二维稳态热传导问题的正六边形流形元研究

发展了用于分析二维稳态热传导问题的多边形数值流形方法(numerical manifold method,NMM).根据热传导问题的控制方程、边界条件以及多边形NMM的温度近似函数,采用修正变分原理导出了多边形NMM求解稳态热传导问题的总体方程,给出了多边形单元上的域积分策略.考虑到NMM中数学覆盖系统可不与物理域边界一致以及规则单元的精度优势,采用Wachspress正六边形数学单元对两个典型热传导问题进行了仿真,计算结果与参考解能较好地吻合,表明多边形NMM可以很好地模拟平面稳态热传导问题.

压电复合材料中正六边形孔边裂纹反平面问题

基于压电复合材料力学,通过引入合适的数值保角映射函数,运用Stroh公式和复变函数方法,研究了压电复合材料中含正六边形孔边两不对称裂纹的反平面问题。首先由压电复合材料反平面问题的本构方程和力-电平衡方程推导出其控制方程,结合留数定理和Cauchy积分公式,求解出电不可通和电可通边界条件下裂纹尖端场强度因子和能量释放率的解析表达式。数值算例分析了正六边形的孔洞边长、裂纹几何尺寸以及机电载荷对等效场强度因子和能量释放率的影响规律。研究结果表明:正六边形孔洞边长和裂纹长度的增加会导致等效场强度因子的增大;在电不可通和电可通边界条件下,能量释放率随着正六边形的边长、裂纹的长度和机械载荷的增加而增加。在电不可通边界条件下电位移既可以促进又可以抑制裂纹的扩展,而在电可通边界条件下电位移对裂纹扩展没有影响。

压电压磁复合材料中正六边形孔边裂纹的反平面断裂问题

基于线性磁电弹性理论,利用Schwarz-Christoffel(CS)变换技术和Stroth公式,首次系统研究了压电压磁复合材料中含带两个不对称裂纹的正六边形孔口问题在部分渗透磁电边界条件下的解析解.当忽略磁场时,磁电非渗透裂纹和磁电渗透裂纹两种极端情况下的解析解答可退化为文献已有研究结果.数值结果揭示了正六边形孔口尺寸、裂纹长度以及力电载荷和磁载荷对能量释放率的影响规律.研究结果表明:减小孔口边长和裂纹长度可以提高材料的可靠性;机械载荷总是促进裂纹扩展;在磁电非渗透和磁电部分渗透边界条件下,负电场和负磁场会延缓裂纹的扩展,而正电场可以增强或阻碍裂纹的扩展,这取决于所施加的电场和磁场的强度以及机械载荷的水平;在磁电渗透边界条件下,电场和磁场对裂纹的扩展没有影响.

平面正六边形晶格振动的色散关系

基于晶格动力学理论,考虑原子在平面内的中心弹性力作用时,推导了平面正六边形晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中沿Γ-М、М-К和Γ-М三个对称方向的色散关系表达式,沿每一对称方向有四支格波,其中两支声学波和两支光学波。讨论了最近邻原子间作用以及次近邻原子间作用对色散关系的影响。结果表明:只考虑最近邻原子间作用时,Γ点两声学模频率为零、两光学模频率简并,К点高频声学支与低频光学支频率简并,而М点声子频率非简并;沿三个对称方向都存在一支频率为零的声学波和一支频率不变的无色散光学波,并且Γ-М方向的声学波和光学波间具有频隙,另外两个方向的格波间无频隙。当计及次近邻原子间作用时,晶格振动的频率升高,三个对称方向的四支格波都表现出明显的色散性,沿Γ-М方向声学支与光学支间的频隙减小,由此可见次近邻原子间作用对色散关系有显著影响,但是对Γ点声子频率的大小和简并无影响,对К点声子频率的简并也无影响。

有关正六边形点阵结构数字图像的研究

传统连续图像信号的采样过程采用的是矩形点阵结构。当连续图像信号的频带处于一个圆形区域之内时 ,正六边形点阵结构的采样密度比矩形点阵结构的采样密度要降低 13.4 %。但目前图像输入输出设备只支持矩形点阵结构的数字图像 ,所以首先讨论了满足 Nyquist采样定理的正六边形点阵结构的采样矩阵 (空间采样间隔 ) ,及矩形点阵结构数字图像和正六边形点阵结构数字图像之间的转换。另一方面由于正六边形点阵结构的数字图像是不可分离信号 ,这给图像处理造成许多的不便。为此提出了一种基于可分离滤波器阵列的图像分解方法 ,降低了计算复杂度 ,得到类似矩形图像小波变换所得的多尺度分解结构 ,并给出重构图像的实验结果。

一种正六边形检测方法的研究

提出了一种基于几何特征的正六边形检测方法。在简述Hough变换原理和正六边形特点的基础上,把正六边形的检测分解成直线和圆的检测,以及线段长度和直线夹角的计算。利用检测到的直线,在图像平面内建立直线方程,依据直线方程,计算相邻两条直线的夹角和交点,求出每条边的长度,同时检测6个交点是否均匀分布在同一圆周上。在螺栓头部正六边形检测实验中,角度测量误差为0.38%,边长测量误差为0.85%。结果表明,该方法是有效的,能准确地检测出图像中的正六边形。

由正六边形和矩形围成的孔径的夫琅禾费衍射的研究

从基尔霍夫衍射积分公式出发,利用曲线坐标关系和已知的矩形夫琅禾费衍射,首次推导了由正六边形与矩形围成的复合孔径的夫琅禾费衍射的精确解,其次用Matlab软件作出了几种该类图形的夫琅禾费衍射的光强分布,并进行了分析,得到了相应的结论.

新型有序分布正六边形小区结构的设计

分布式通信系统可以抑制干扰,增大容量。为了在现有的系统中引入分布式处理的增益,该文提出了有序分布的正六边形小区通信系统。该系统可兼容现有的120o定向天线覆盖的蜂窝结构,利用3个相邻基站的共同覆盖形成有序分布的正六边形小区。该文分析了该结构下的共道干扰和中断容量,提出了优化小区容量的设计参数。仿真结果显示,相同条件下,采用中断容量设计的有序分布的正六边形小区通信系统容量相对于采用信噪比准则设计的同类系统及广义分布式天线系统都有显著的增益。

基于正六边形部署的WSN密钥预分配方案

针对无线传感器网络能量、计算能力、存储空间以及带宽等局限性问题,提出了一种新的无线传感器网络密钥管理方案。该方案采用正六边形对网络进行分区,在覆盖全网的同时有效的减少了重叠区域。节点仅需预分配数量较少的密钥,就能够以很高的概率建立共享密钥,即使存在大量的移动节点仍能保持较高的连通概率。理论与仿真数据表明方案在连通性和安全性方面具有较好的性能。

基于正六边形网点的平移旋转加网机制研究

针对柔性版印刷加网角度的特殊性,结合正六边形网点的优点,提出了基于正六边形网点的平移旋转加网机制,并设计了加网阈值矩阵以及平移旋转机制,然后采用Matlab编程方法实现对标准灰度图的加网,从而验证了该加网机制的可行性。最后通过理论分析与实验计算,证明该加网机制中的旋转机制比较成功,而平移机制容易产生龟纹。

基于自适应波束形成算法的正六边形面阵的提出与实现

在自适应阵列天线波束形成系统中,平面相控阵栅格排列方式一般有两种:矩形栅格排列和三角形栅格排列。由于矩形栅格组成的天线阵,阵元数量较多,阵元间距小,导致天线成本高,不利于辐射单元的安装。针对上述情况,提出一种采用等边三角形栅格排列的正六边形相控阵天线结构,来有效的减少平面相控阵天线的阵元数目,增加阵元间距。