水滴产生的环形波包实验

实验研究了水滴形成的一种环形波包(由包络调制的载波构成)的传播过程.它是一个局域化的波包,以恒定速度传播,弥散很小.实验测量了波包和载波的传播速度、载波的波长、振幅以及波形.测得的波长λe和波包的传播速度Cge正好处于群速度色散曲线极小值点附近,这可能是波包在传播中弥散很小的主要原因.

入射喷口宽度对环形射流激波聚焦起爆爆震的影响分析

为了研究射流入射喷口宽度对环形激波聚焦爆震起爆的影响,本文以氢气和空气混合物为例,对不同射流入射喷口宽度的环形激波聚焦爆震起爆过程进行了数值模拟,结果表明,当入射温度为一定值时,不同宽度的环形射流入射喷口对应着不同入射压力pin的临界值,当pin大于该临界值时,其形成的激波聚焦才能够形成高温、高压区域,从而起爆爆震波;随着入射喷口宽度的增加,射流的入射强度增大,其对应的临界入射压力随之减小。

环形激波聚焦流场特性的数值研究

针对环形激波聚焦过程产生的高温、高压特性,采用间断有限元方法模拟了环形激波在同轴圆柱形激波管内的聚焦流场特性。计算结果表明,采用间断有限元方法能够有效地捕捉激波聚焦过程形成的二次激波、涡环、三波交点和球面双马赫反射等主要流动特征。此外,通过改变环形管道内外半径对聚焦流场进行模拟发现,环形管道外径对中心轴线上聚焦峰值压力的大小和位置影响较小,环形管道内径对中心轴线上聚焦峰值压力的大小和位置影响较大。计算结果可以为工程应用提供一定的理论指导。

环形激波绕射、反射和聚焦流场的间断有限元模拟

采用间断有限元方法对环形激波在圆柱形激波管内绕射、反射和聚焦流场进行了数值模拟。将二维守恒方程的间断有限元方法发展到轴对称Euler方程,并对环形激波绕后台阶流动进行了数值计算。计算结果表明,采用间断有限元方法能够有效地捕捉运动激波在圆柱形激波管内传播的复杂流场结构;在聚焦点附近,数值解具有较大的梯度变化,表明该方法对间断解具有较强的捕捉能力,在聚焦点附近不会产生振荡或抹平间断现象。

一种用于RM不稳定性研究的竖直环形激波管的设计与验证

设计并加工了一套竖直环形同轴无膜激波管,可用于环形汇聚激波诱导下的Richtmyer-Meshkov不稳定性实验研究。与前人工作相比,本文在流体界面的形成以及流场的观测方法上做了较大的改进。通过实验和数值方法,对该竖直激波管产生的环形柱状汇聚激波的参数进行测量和分析,验证了同轴激波管形成柱状汇聚激波方法的可行性和可靠性。在界面形成方面,采用细丝约束肥皂膜技术形成正八边形气体界面,并利用数值方法考察了细丝对界面发展的影响。结果表明在界面发展的前期,细丝的影响几乎可以忽略。利用连续激光片光结合高速摄影相机对流场进行观测,获得了正八边形air/SF6气体界面在环形汇聚激波及其反射激波冲击下的演化过程,并与数值结果进行了对比,获得了较好的一致性,进一步验证了汇聚激波的对称性以及细丝约束肥皂膜技术用于形成多边形气体界面的可靠性。

TSV结构对环形物质波波导的影响

由于需要外部电源的接入,传统芯片上的环形结构的物质波波导无法形成完全封闭的环形结构,其产生的环形磁阱存在天然缺陷,阻碍了对冷原子的有效操控。利用硅通孔(TSV)技术能够在垂直于原子芯片表面方向接入导线,有望降低接入导线对环形磁阱的影响。本文通过有限元方法对基于TSV技术的环形原子物质波波导进行仿真研究,对导线加载电流时的磁场进行仿真分析,并系统研究了TSV横截面形状、通孔深度、通孔间隙等因素对环形导线所产生磁阱的影响。最终结合仿真结果,设计一种在加工工艺上切实可行的基于TSV结构的环形波导原子芯片。

基于环形缝隙介质谐振器的OAM天线

利用轨道角动量（OAM）进行复用传输是目前的研究热点。复用需要多个模式同时工作,而当前OAM天线模式单一,无法复用。一种新型利用环形波的天线被证明可以携带2个模式的轨道角动量波束,2个端口同时馈电,并通过电桥网络移相,在20 GHz实现双模式轨道角动量复用,且仿真结果良好,通过增加双反射面结构,较好地提高天线的辐射效率。对该结构进行加工并测试,其S参数与远场方向图同仿真结果相似,实现了OAM双模式复用,具有一定的理论意义和使用价值。

射流宽度对激波会聚起爆的影响分析

为了研究射流入射喷口宽度对环形激波聚焦爆震起爆的影响,以氢气和空气混合物为例,对不同射流入射喷口宽度的环形激波聚焦爆震起爆过程进行了数值模拟。结果表明,当入射射流的温度为一定值时,不同宽度的环形射流入射喷口对应着不同入射压力Pin的临界值,当Pin大于该临界值时,其形成的激波聚焦才能够形成高温、高压区域,从而起爆爆震波;随着入射喷口宽度的增加,射流的入射强度增大,其对应的临界入射压力随之增大。

微极各向同性弹性板中的Rayleigh-Lamb波

研究了无应力作用条件下,均匀、各向同性、圆柱形微极结构弹性板中波的传播.导出了对称和斜对称模式下波传播的特征方程.对短波这一极端情况,无应力圆板中对称和斜对称模态波的特征方程退化为Rayleigh表面波频率方程.并得到薄板的计算结果.给出了位移和微转动分量,并绘制了相应图形.给出了若干特殊情况的研究结果及对称和斜对称模态特征方程的图示.

环形射流初始压力对激波聚焦起爆的影响分析

为了研究射流入射压力对环形激波聚焦爆震起爆的影响,以氢气和空气混合物为例,对不同射流入射压力下环形激波聚焦爆震起爆过程进行了数值模拟,结果表明,当环形射流入射强度足够大时,其形成的激波聚焦能够形成高温、高压区域,从而直接起爆爆震波;爆震管推力壁对激波具有反射加强作用,有助于爆震波的形成;环形射流入射压力存在一个临界值,低于此值时,则不能起爆爆震波.

微极热弹性无限板的轴对称自由振动

研究了在应力自由和刚性固定边界条件下,无能量耗散的均匀、各向同性微极热弹性无限板的轴对称自由振动波的传播,导出了相应的对称和斜对称模态波传播的闭合式特征方程和不同区域的特征方程.对短波的情况,应力自由热绝缘和等温板中对称和斜对称模态波传播的特征方程退化为Rayleigh表面波频率方程.根据导出的特征方程得到了热弹性、微极弹性和弹性板的结果.在对称和斜对称运动中计算了板的位移分量幅值、微转动幅值和温度分布,给出了对称和斜对称模式的频散曲线,并示出了位移分量和微转动幅值和温度分布的曲线.能够发现理论分析和数值结论是非常一致的.

基于红外成像技术的铝箔封口密封完整性检测研究

提出一种检测精度和检测效率高的铝箔封口密封完整性检测方法。首先,采用红外成像技术,获取铝箔封口部位的红外图像。然后,对所获的红外图像进行预处理,并以环形对称Gabor小波对其进行特征提取。最后,用最近邻分类器对所获图像进行识别与分类处理。实验证明,此密封性检测方法所运用的环形对称Gabor小波较传统的Gabor变换的算法识别率高、速度快,为后续的铝箔封口生产线中的密封不良产品的自动筛选、剔除提供了技术保证。