驻波移相有源电力滤波器在环形配电网中的应用

针对环形配电网中由功率因数校正电容与馈线电感之间谐振导致的背景谐波电压放大问题,提出了一种在环形配电网中点安装驻波移相有源电力滤波器(SWPS-APF)的谐波抑制方案,其抑制原理是通过移动谐波电压驻波的相位使驻波波腹靠近或恰好落在馈线始端,从而实现背景谐波的衰减。所提方案分为驻波左移和右移两种策略,两者具有不同的适用范围,但涵盖了所有工况。相比于传统的阻性有源电力滤波器(RAPF)方案,该文所提方案抑制背景谐波的效果明显,并且所需的补偿容量也更少。最后,仿真分析和实验结果均验证了该方案的有效性。

C波段9 MeV小焦点驻波电子直线加速结构设计

高能X射线检测是重要的无损检测手段之一,X射线源的焦点尺寸对检测精度有着重要影响。为了满足高分辨率无损检测对高性能加速器X射线源的需求,本文设计了一个C波段小焦点驻波电子直线加速结构。基于静电聚焦和射频相位聚焦原理,对加速结构进行了物理设计,使用Superfish和Parmela对加速结构进行射频设计和束流动力学计算,使用CST电磁场模拟优化腔链结构,并对束流动力学设计结果进行验证。加速结构共包括3个聚束腔单元和19个光速腔单元,总长度约为548 mm,加速结构的束流能量达到9.11 MeV,焦点尺寸为0.45 mm,俘获效率为35.8%。

水声材料声振特性的驻波管测量方法

提出了一种基于驻波管的测量方法,以获得水声材料在静水压条件下的声学和振动特性参数。设计了带有气压补偿功能的低频发射换能器,作为驻波管的声源,通过水柱将换能器的平面活塞振动耦合到水面下的被测样品。在被测样品背衬上安装加速度计,测量样品背面振速;同时在管壁中嵌入一对水听器,测量水柱声压。导出样品声波入射面的振速和声压,进而计算出样品前表面和背衬面之间的振速传递系数(去耦系数)、样品的输入阻抗和声压反射系数。建立低频驻波管测试系统,声管尺寸为内径300 mm、外径600 mm、高3 m,工作频率范围100~1000 Hz,利用水层样品和多层穿孔橡胶样品开展了实验研究。实验结果显示,测量数据与仿真计算数据吻合较好,验证了测量方法的有效性。

驻波型直线超声波电机接触特性有限元建模与分析

超声波电机接触摩擦是影响电机性能的关键环节,建立超声波电机的接触模型对电机性能优化具有重要作用。现有对驻波型超声波电机接触问题的研究,大多采用解析法,需要采用较多的简化假设,难以准确反映电机实际结构及真实接触情况。针对这一问题,采用有限元法,对驻波型直线超声波电机接触特性进行建模和分析。首先,考虑定子复合结构,建立定子三维有限元模型,分析定子在外加电压作用下的振动响应,得到定子振动位移表达式。在此基础上,考虑定子与动子的结构和接触特点,建立定、动子接触三维有限元模型。基于所建立的模型,分析了定、动子的接触状态、接触压力分布,并研究了驱动电压大小和预压力变化对接触特性和电机性能的影响。最后,搭建试验测试平台,测量了电机的输出特性,并与理论计算值进行对比,对比结果验证了所建立的定、动子三维有限元接触模型。

突变截面驻波管和极高纯净驻波场的实验研究

突变截面驻波管属于失谐驻波管,即其高阶共振频率不是一阶共振频率的整数倍。通过对STAS的优化设计,利用STAS的失谐性质在一阶和二阶共振频率下激励分别获得了180 dB和177 dB的极高纯净驻波声场。尽管声压级已经很高,但在接下来的对一阶和二阶共振频率激励下的声波波形畸变和谐波饱和情况进行的实验研究中仍然没有观察到谐波饱和现象。与此同时,对三阶共振频率激励下的声场进行了实验研究,由于三阶共振频率激励下的大振幅非线性声场的二次谐波频率接近六阶共振频率,在声压级达到170 dB时观测到了三阶共振频率激励下的声波波形畸变和谐波饱和现象。

声表面驻波局部图案化微操控方法

针对目前声表面驻波微操控方法在微流道的完整宽度上形成驻波图案,缺乏实现区域化操控的可行性的问题,量化分析了短脉冲激发的声表面波在声学微操控结构中产生与控制局部微粒图案的方法。通过对单指对叉指换能器机械波形的加式合成,建立了短脉冲激励下的波形传播解析模型,结合有限元方法建立立式声表面波微操控器件的全截面仿真模型,研究对激励信号施加脉冲延迟和频率调制时,微操控器件的时均基底位移以及微流道内声场分布的变化规律。为验证理论模型,制作微操控器件进行实验测试。结果表明,通过修改激励信号的相对时延和有效脉冲时间,可以有效地控制声场中生成驻波区域的位置及宽度,二者均呈线性正相关,与理论及仿真结果相符。

超声电喷推力器的驻波特性

为研究超声电喷推力器(UAET)驻波尺寸特性的相关变化规律,建立发射极液面的液体振动数值模型,并开展驻波尺寸测量试验对数值模型进行验证。对比驻波间距的测量值与计算值发现,两者在变化趋势上可认为一致,且计算误差在6.55%以内。在此基础上,利用数值模型对不同波源频率、振幅下的驻波相关参数进行计算。实验结果表明,随波源频率升高,驻波间距、高度以及半径均下降,其影响机制在于频率主要对波纹形成时间产生影响;而振幅的升高对间距几乎不产生影响,仅会导致驻波高度和半径升高,其影响机制在于振幅对波纹形成应力产生影响。

共振激励和重力作用下一维水平弦垂直振动驻波理论与实验研究

本文用本征函数展开法和拉普拉斯变换求解了重力作用下水平放置的一端固定、另一端以极小振幅作垂直简谐振动的一维弦的竖向振动波动方程,得出解析解,得到弦(弹性绳)共振形成驻波时的所有本征频率,且本征频率和驻波波腹大小、位置均与重力无关.实验上测量了驻波波腹的数目随共振频率变化的关系,利用理论推导出的波动方程中波速的表达式及测量弹性绳振动时的张力和绳子的长度,算出绳子的质量线密度,与实验值吻合,从另一角度验证了一维弦的横振动所满足的波动方程理论的正确性.

ETA物理教学法在大学物理实验教学中的应用——以弦振动与驻波实验教学为例

ETA物理认知模型是关于物理认知规律的研究总结。根据ETA物理认知模型,完整的物理认知由实验物理(Experimental Physics)认知、理论物理(Theoretical Physics)认知和应用物理(Applying Physics)认知构成。按照ETA模型的认知规律教学为ETA物理教学法。本文以“弦振动与驻波实验”为例,根据ETA物理教学法的思路构建教学内容和教学过程,对理论、实验、应用及其之间的关系进行深层次的理解,以提升大学物理实验教学的深度和广度,培养学生的物理认知能力,养成其物理精神。

驻波演示仪的制作

本文分别介绍了横驻波演示仪和纵驻波演示仪的制作方法及其演示步骤

从视觉到听觉:利用吉他与智能手机拓展弦上驻波实验教学

相比于传统的视觉上观测弦上驻波实验,文章讨论了使用吉他和智能手机从听觉角度验证了琴弦上驻波的一些特性。利用手机音频分析APP,可以直观定性地演示张力和线密度对弦上驻波基频的影响;同时,驻波基频与高次谐波之间的频率关系,以及驻波基频与弦长之间的关系也可以定量表征。定量测量的结果与弦上驻波理论一致。使用吉他和智能手机拓展驻波实验教学,为学生理解驻波的特性提供了听觉延伸,并为传统的实验教学增添了乐趣。

大学物理“驻波”课程思政的设计与实施

以驻波为例,开展大学物理课程思政教学实践.首先以北斗搭载的铷原子钟精确计时引入新课,进行科技前沿渗透和爱国主义熏陶,激发民族自豪感,永攀科学高峰的责任感和使命感.借助Mathematics软件演示驻波的形成,培育信息素养,激发探索求知欲.然后启发式讲授驻波的特征,渗透物理学科方法、学科思想、学科思维.最后布置延伸拓展作业,要求查阅资料,小组协作完成,体现了教学过程的高阶性、创新性和挑战度,提升自主学习能力、逻辑思维能力、团结协作和沟通表达能力.把显性思政和隐性思政渗透到课堂教学的每一环节,有利于实现知识能力与素质的有机统一,落实立德树人根本任务.

基于阻尼合金层的轴箱弹簧驻波效应抑制研究

高速列车轴箱弹簧是转向架结构传声的主要路径,其驻波效应会对转向架高频隔振特性乃至车内噪声产生显著影响。因此,基于弹簧驻波效应机理,采用有限元法建立轴箱弹簧有限元模型,探究轴箱弹簧在0~2000Hz频率区段内的模态应变能分布特点,提出在轴箱弹簧簧条内侧敷设阻尼合金层的结构设计方案,调查阻尼合金层厚度对抑制特性的影响。结果表明,由于轴箱弹簧质量分布惯性作用的影响,其高频段会产生明显的驻波效应,对轴箱弹簧隔振性能产生显著影响。在轴箱弹簧簧条内侧贴附阻尼合金层可以有效提升其阻尼性能,2 mm厚阻尼合金层可将轴箱弹簧模态损耗因子从0.001提升至0.005,峰值密集区和峰值稀疏区选取的振动峰值抑制量分别可达16.3 dB和13.4 dB,三分之一倍频段抑制量最高可达6.8dB。该研究结果可为高速列车振动与噪声控制提供指导和支撑。

部分外场势垒中具双幂非线性项的非线性Schr?dinger方程驻波解的强不稳定性

研究一类在N维空间中具双幂非线性项的非线性Schr9dinger方程驻波解的强不稳定性.首先,利用Gagliardo-Nirengberg不等式、紧性引理和Brézis-Lieb引理得到驻波解的存在性.再借助不规则的Virial恒等式构造出与方程相关的发展不变流形.最后,通过对发展不变流形的研究获得驻波解的强不稳定性.

一类非齐次非线性Schrödinger方程驻波的轨道稳定性

该文主要研究一类非齐次非线性Schrödinger方程在质量次临界条件下驻波的存在性和轨道稳定性.通过一个变分原理,讨论了约束变分问题极小化序列的紧性,并由此得到驻波的存在性,进一步证明了驻波的轨道稳定性.

驻波压力场速度波腹位置射流雾化的数值模拟

为研究驻波压力场速度波腹位置射流的雾化特性,基于八叉树结构形式的网格自适应方法与多尺度仿真算法构建了射流雾化的数值模拟方案,通过在计算域边界施加扰动构建了一阶横向驻波压力场。在此基础上实现了振荡压力场与雾化的多物理场耦合计算,研究了驻波压力场速度波腹位置射流雾化的响应特性,基于气体动力学理论阐述了速度波腹位置射流雾化的响应机理。结果表明:基于自适应网格与多尺度仿真算法建立的雾化数值模拟方案可以实现雾化过程较为准确的求解,是研究雾化过程的有力工具;反压振荡与雾化的耦合求解算法可以研究振荡压力场下的雾化特性,对于进一步认识非定常雾化特性并揭示热声耦合机理起到重要的作用;射流处于速度波腹位置时,圆柱射流发生变形变成扁平液膜,并伴随气流的运动发生周期性摆动,破碎长度减小,破碎程度加剧。

浅析DAM数字中波发射机三类故障之“驻波比”故障

本文试图分析GZ—GS10k—Ⅶ型 DAM10kW数字循环调制中波广播发射机"驻波比"故障保护电路的工作原理。

带混合色散项的四阶Hartree方程驻波解的存在性与稳定性

本文主要研究了如下带有混合色散项的四阶 Hartree 方程驻波解的存在性与轨道稳定性iψt-Δ2ψ+uΔψ+(|x|-γ*|ψ|2ψ=0,其中 0d →ℂ 是复值函数。在L2-次临界情况下,基于波形分解和广义 Gagliardo-Nirenberg 不等式,证明了该方程驻波解的存在性与轨道稳定性。In this paper, we study the existence and orbital stability of standing waves for thefourth-order Hartree equation with mixed dispersion terms iψt-Δ2ψ+uΔψ+(|x|-γ*|ψ|2ψ=0, where 0d →ℂ is the complex-valued wave function. Inthe L2-subcritical case, based on the generalized Gagliardo-Nirenberg inequality andthe profile decomposition, we prove existence and orbital stability of standing wavesfor this equation.

弦振动驻波形成机理分析

针对两端固定的弦线产生的驻波现象,从波动传播过程出发建立各列波的波函数,利用叠加原理计算弦振动方程.分析弦振动函数本身存在的规律,利用形成驻波的必要条件顺利把函数简化成驻波方程形式,并发现振源的位置改变会影响弦线的振动情况.从两端固定的弦线上形成驻波的现象出发,分析得出振源位置应满足的条件.

驻波法测声速原理教学的讨论

针对驻波法测声速实验,本文说明了现行教材中原理阐释的不完善之处,并基于大学物理的基础理论知识,从驻波共振的角度出发,以清晰简明的方式重新梳理实验原理,使学生对此实验原理有更清楚的认识。