傅里叶变换求解一维PT对称delta势阱中的束缚态

具有PT对称性的系统是量子力学研究前沿热点.一维PT对称delta势阱中束缚态问题是PT系统最简化模型,对其精确求解是具有科研价值的教学问题.本文通过求解一维PT对称delta势的定态薛定谔方程研究了PT对称性对系统束缚态以及本征能量的影响.首先,采用傅里叶变换对一维PT对称delta势的定态薛定谔方程进行了求解并讨论.其次,通过数值手段确定了一维PT对称delta势阱中束缚态的轮廓以及系统的本征能量.最后,分析和探讨了PT对称势强度与本征能量的关系.本文把量子力学教学中传统的厄米delta势阱本征值问题扩展到非厄米delta势阱问题,是对量子力学教学必做习题的有益且及时地扩展.

激子极化激元凝聚体中的二维亮孤子

在非保守非线性系统中,产生孤子的基本物理机理是系统的动能与非线性、以及增益与耗散达到双动力学平衡.如何在该系统中产生稳定的自由高维孤子是目前孤子理论具有挑战性的前沿课题.本文提出了一种在激子极化激元玻色-爱因斯坦凝聚体中实现二维自由亮孤子理论方案,即通过时间周期调制相互作用以及增益与耗散双平衡的物理机理产生稳定的二维自由空间亮孤子.为此,首先通过拉格朗日量变分法得到了二维亮孤子参数的动力学方程,得到其动力学稳定的参数空间.其次,数值模拟广义增益耗散Gross-Pitaveskii方程的含时演化,验证了二维亮孤子的稳定性.最后,加入高斯噪声模拟真实实验环境,发现在实验可观测的时间范围内,二维亮孤子是稳定的.本文的实验方案打开了在非保守系统中研究高维自由空间亮孤子的大门.

Floquet scattering through a parity–time symmetric oscillating potential

We investigate the scattering of a particle from a trapping potential that is subjected to weak,parity–time symmetric periodic drivings.Using the Floquet theory,we derive the scattering matrix and calculate the transmittance of the incident particle.When the driving is purely coherent,our calculation recovers the known result and the transmission spectrum shows the familiar,bound-state-induced Fano resonances.When the driving is purely incoherent,we find the Fano resonances still occur,but the lineshape of each resonance is reversed compared to the coherent-driving counterpart.Intriguingly,the transmission resonances disappear when both the coherent and incoherent driving fields are present with equal amplitudes.This phenomena can be seen as a manifestation of the non-reciprocal coupling of Floquet channels in the frequency domain.Notably,when the frequency up-conversion is absent,the transmission is such as if there is no driving at all,even when the driving strength increases.

入土切割对甘蔗切割过程影响的仿真试验

采用ANSYS/LS-DYNA显式动力学仿真软件及反求技术,建立甘蔗-切割器系统仿真模型,进行甘蔗材料参数反求,获得了适用于动力学仿真的甘蔗材料模型,且进行了物理试验验证;通过建立土壤-甘蔗-切割器系统的动力学仿真模型,进行动力学仿真试验,建立相关数学模型,研究了土壤的软、硬程度及切割状态对甘蔗最大切割力及切割破头的影响,结果表明,土壤的软硬程度对甘蔗的最大切割力影响小,对甘蔗轴向剪应力影响大;甘蔗两刀切断比一刀切断的最大切割力小,甘蔗入土切割比非入土切割的最大切割力大,但轴向剪应力小,甘蔗入土一刀切断的平均轴向剪应力比非入土一刀切断的小43.3%,甘蔗入土两刀切断的轴向剪应力比非入土两刀切断的小49%,入土切割是降低甘蔗切割破头的有效途径。

单圆盘甘蔗切割器切割破头率影响因素的试验

利用甘蔗切割综合试验台,对影响甘蔗切割破头率的因素进行了室内试验。采用数理统计方法及优化、仿真技术,建立了相应的数学模型,探讨了田间因素和结构因素对甘蔗破头率的影响机理。在频率、振幅取最小值和软、硬2种土壤条件下,分别对因素进行了优化,结果表明频率、振幅对破头率影响大,因素较优组合为:刀片刃角21°,刀片切割角30.5°,刀盘倾角11.5°,刀片4片。破头率小于11%。

单圆盘甘蔗切割器影响破头率的运动学仿真

利用有限元软件ANSYS对甘蔗切割进行有限元分析,制定了单圆盘甘蔗切割器切割甘蔗的坏切割状态判别标准,通过物理试验制定了刀盘压破蔗头的判别标准。利用动力学仿真分析软件ADAMS进行了切割器连续切割多根甘蔗的运动学仿真,定量研究了影响切割状态和压破蔗头的各因素及交互作用对破头率的影响机理。结果表明,小频率和小速比、小振幅和少刀片的组合有利于降低破头率,当频率、振幅为零,速比为24,倾角为15°,刀片数目为2片时破头率为6.7%。

一刀切断甘蔗动力学仿真试验

采用ANSYS/LS-DYNA显式动力学仿真软件,建立甘蔗-切割器系统的动力学仿真模型,且进行了甘蔗切割物理试验验证。利用四因子二次通用旋转组合设计方法和甘蔗-切割器系统仿真模型进行一刀切断甘蔗的仿真试验,建立影响因素与切割力和剪应力的数学模型,研究了切割力和剪应力各影响因素及其交互作用的影响规律,且对影响因素进行优化,获得了一刀切断甘蔗时可靠性为95%的最佳切割力总区间。结果表明,刀片刃角为17.5°,切割角为27.73°,刀盘倾角为28°,切割速度为16 m/s时,可靠性为95%的最佳切割力范围为235.82~297.98 N。

甘蔗切割器切割质量影响因素的试验研究

为了降低甘蔗切割器切割甘蔗的宿根破头率(后面简称破头率),提高切割器的切割质量,该文采用二次回归正交旋转组合试验方法及试验台试验、建立数学模型,研究了甘蔗切割器切割质量的影响因素,同时,对甘蔗切割器切割质量的影响因素进行了综合优化。结果表明试验因素对切割质量有较大的影响,试验因素综合优化结果能有较降低破头率,在干地或湿地切割甘蔗时,破头率小于14%,有效提高了切割器的甘蔗切割质量。

小型甘蔗剥叶机剥叶质量影响因素的试验研究

利用甘蔗剥叶试验台,采用二次回归正交旋转设计的实验方法,对采用两种不同剥叶元件的小型甘蔗剥叶机剥叶质量影响因素(剥叶滚筒转速、输入输出辊转速、输入辊到剥叶滚筒的距离、输出辊到剥叶滚筒的距离)进行物理模拟实验,并对试验数据进行数理统计分析、数学建模和计算机优化等,建立起影响因素与甘蔗剥叶率之间的数学模型,初步进行了影响机理分析,同时对因素进行优化。试验表明:因素优化组合条件下含杂率降低,其中菱形剥叶胶指和尼龙剥叶刷剥叶元件含杂率分别为0.42%和0.182%。

弯、直蔗剥叶质量影响因素的试验

采用二次通用旋转组合设计、数理统计分析方法及计算机优化技术,以直、弯蔗为研究对象,对影响剥叶质量的主要因素进行室内模拟剥叶试验,建立相应的数学模型,研究各因素及交互作用对剥叶质量的影响规律及机理,同时对甘蔗剥叶机剥叶质量影响因素进行了优化。结果表明,试验的各因素对直蔗和弯蔗剥叶质量影响规律存在较大的差异,试验因素的综合优化结果能有效提高剥叶质量,直蔗含杂率和折断率分别为0～0.78%和0～8.43%,弯蔗含杂率和折断率分别为0～0.5%和0～18%。

双刀盘甘蔗切割器工作参数的试验优化研究

采用二次回归正交旋转设计的试验方法,模拟甘蔗在湿土和干土里的固定情况,对双刀盘甘蔗切割器切割甘蔗破头率的影响因素(刀盘转速、前进速度、切割角、刀片数量、刀片刃角、刀盘前倾角)进行了室内物理模拟试验;运用数理统计分析、数学建模及计算机优化方法,建立了在湿土和干土两种条件下的影响因素与甘蔗破头率之间的数学模型;在湿土和干土综合条件下,对影响因素进行优化,结果使甘蔗破头率降至8.18%以下。

电磁振动排种器仿真研究

采用机械系统动力学自动分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立电磁振动排种器的仿真模型;通过仿真试验对影响排种器排种性能的参数激振频率、激振力幅值、激振力作用角进行研究,确定其最优组合。同时,验证了改装设计的正确性,并为电磁振动排种器的进一步改进设计提供了重要依据。

凯斯A8000甘蔗联合收割机切割质量影响因素的试验

针对凯斯A8000甘蔗联合收获机实际操作参数对切割质量影响大的问题,采用二次回归通用旋转组合设计和田间物理试验方法,对其切割质量影响因素(实际操作参数)进行了研究,探明了各影响因素对切割质量的影响规律和影响机理,且优化了影响因素。结果表明:随刀盘转速x1增大,甘蔗破头率先减小后增大,随前进速度x2的增大,甘蔗破头率y增大;使用大的刀盘倾角时,小深度的入土切割有利于降低甘蔗破头率,但采用大深度的入土切割,甘蔗破头率增大;使用小的刀盘倾角时,贴地切割对降低甘蔗破头率最有利。使用小的刀盘倾角时,因素优组合为:刀盘转速为516.4r/min,前进速度为4km/h,刀盘的离地高度为0,相应可靠性为99%的甘蔗破头率预测区间为(3.9%~8.12%)。使用大的刀盘倾角时,因素优组合为:刀盘转速为544r/min,前进速度为4km/h,刀盘的离地高度为-2.78cm,相应可靠性为99%的甘蔗破头率预测区间为(5.85%~9.34%)。

3SY-140型甘蔗碎叶机振动仿真

通过建立虚拟样机及仿真,对3SY140型甘蔗碎叶机振动机理进行了研究,找出了甘蔗碎叶机振动大及轮轴轴承易损坏的原因,同时,采用新的甩刀排列方案和动平衡措施,使甘蔗碎叶机振动量降低42%,轴承承受的动载荷降低46.8%。

自旋S_(z)旋转至S_(n)的相似变换可视化

电子的自旋是没有经典物理对应的纯粹量子特性,其基本性质是自旋空间中的自旋在任意方向上取值为±/2.而找到一个演示电子自旋该性质的可视化例子是量子力学教学的重点和难点.本文通过构造三种不同的旋转算符,利用相似变换把S_(z)旋转到自旋空间任意方向中的S_(n),进而视图化验证自旋S_(n)本征值取±/2,且比较了三种旋转算符在验证上述自旋基本性质上的优缺点.

甘蔗割铺机圆盘切割器工作参数优化及影响分析

以降低宿根破头率为目的,利用广西农机研究所研制生产的4GZ-9型甘蔗割铺机为实验样机,采用田间试验的方法,对其切割器的工作参数进行了实验研究;探讨了切割速度、刀盘倾角、刀片数量、切割角、刀片刃角及收割机前进速度对宿根破头率的影响,并建立了相应的数学模型。以计算机优化为手段,得到切割器较优工作参数组合,使宿根破头率降至2.11%。

双圆盘甘蔗切割器影响破头率的运动学仿真研究

通过大型通用有限元分析软件ANSYS,建立了甘蔗切割有限元模型,制定了双圆盘切割器坏切割状态判别标准;并采用计算机仿真技术建立切割器连续切割甘蔗的运动学仿真模型,进行连续切割甘蔗的运动学仿真试验,研究了影响切割状态的各因素对产生破头率的影响机理。

甘蔗切割器切割功率与破头率关系的试验研究

为了减少甘蔗切割器的切割功率耗损、切割损失并满足切割甘蔗破头率小的要求,在双刀盘甘蔗切割试验台上,通过对刀盘转速、台车行走速度、刀盘前倾角、刀片刃角进行四因素与二指标(切割功率、破头率)进行试验研究,采用二次回归旋转组合设计、综合平衡法等分析方法,得出四因素的优化值下切割功率与破头率最小。最优组合是:刀盘转速581.7r/min,行走速度0.818m/s,刀盘前倾角16°,刀片刃角7.5°。优化后的破头率和切割功率分别是3.259%和1.708kW。

5BF-3型水果分级机性能影响因素的试验研究

以5BF-3型辊-带水果分级机为试验设备,以类球形水果柑橘为对象,以提高水果分级精度为目的,应用四因子二次回归通用旋转组合设计方法,对影响水果分级精度的因素进行了试验研究。采用数理统计方法及优化技术,建立数学模型,探讨结构和工作因素对分级精度的影响机理,同时进行综合优化。结果表明,人工拣选阶段输送链速度和分级木棍轴转速对分级精度影响较大,因素优化后分级机的分级精度大于96%。

甘蔗碎叶机的试验研究

研制甘蔗叶还田机械技术的关键是如何使碎叶工作部件能及时将地上的蔗叶捡拾起来,进行有效切割粉碎,且不伤甘蔗宿根。为此,介绍了甘蔗碎叶机工作原理和有关工作参数。通过田间正交试验和理论分析,得出了碎叶部件工作参数的最优组合,为甘蔗碎叶机碎叶部件的优化设计提供了依据。