联合时频分析:以单孔中电荷穿透深度和电流空间分布为例

近年来,联合时频分析再次成为研究热点。超级电容器功率密度高和寿命长,但为了优化平衡功率密度和能量密度,需考虑两个关键因素:(1)多孔基质的比表面积;(2)孔内空间电解质可抵达性。本文采用联合时频分析方法,研究孔内电荷穿透深度及电流空间分布。具体开展了如下工作:(i)在复正弦电流激励下,推导单孔的时域响应和频域响应解析解,由此定义了描述电荷扩散行为的时频特征。(ii)采用联合时频方法,分析了内部参数和外部参数对孔内电荷穿透率的影响,揭示了孔内电荷有限扩散和无限扩散之间的演变规律。(iii)基于穿透率临界值,定义了孔内部参数的临界值,由此判断孔内电荷半无限扩散和有限扩散。本文提出联合时频分析方法,实现了多孔电极中复杂物理化学过程的信息融合,联合时频分析最终殊途同归,并提高诊断可靠性。

煤矿不等长工作面微震事件空间分布特征及其影响因素

【目的】煤矿工作面倾斜长度变化或者调采是增大工作面突水风险的重要因素之一,探究不等长布置方式给工作面回采带来的危险及影响因素,是深化煤矿水害防治研究、保障工作面安全回采的关键问题之一。【方法】以冀中能源峰峰集团九龙煤矿15240工作面为工程背景,依据大量微震监测数据,基于STA/LTA模型识别微震事件并进行可视化输出,依据频次变化、平面分布范围、垂向分布特征等多维信息,深入分析了不同阶段的微震活动性和空间分布特点。【结果和结论】结果表明:不等长工作面回采过程中,微震事件呈现显著的时空分布阶段性特征。窄面阶段,处于采动初期,微震主要集中于宽面端附近前阶段窄面区域边缘;宽面阶段,处于采动中期,微震活动向后方宽面区域内部蔓延;进入斜面阶段后,微震则集中分布于巷道转弯处及物探异常区附近。由窄变宽区域、调采区域,呈现底板事件活动性增强、扰动深度增大的特点,是加强水文地质观测的重点区域。回采扰动与上覆煤层抬升引起的应力重新分布、巷道围岩卸压失稳,以及两者的耦合作用是导致不同阶段微震事件产生和分布差异的根本原因。研究揭示了不等长工作面回采引发微震活动的基本规律,为类似工作面矿压监测、底板破坏深度、微震监测水害动态预警等提供了新的理论指导和数据支持,为增强煤矿安全生产能力提供重要的技术支撑。

风机叶片雷击上行先导的起始物理机制与临界长度判据

作为风机叶片防雷研究过程中的关键物理问题,关于叶片上行先导起始机制及其判据的研究尚待深入。该文利用线电荷和头部点电荷的等效模型模拟雷电下行先导电荷分布,考虑到叶片附近空间电荷的运动、扩散与中和现象,计算了叶片表面电荷密度曲线,发现正电荷集中分布在叶片尖端。利用有限元仿真软件COMSOL计算发现,在雷电下行先导通道内电荷与叶片表面电荷的共同影响下,叶片尖端附近电位发生明显的畸变。基于叶片上行先导发展过程的简化模型,提出了临界长度判据:在叶片尖端上部存在空间背景电势大于流注区域电势的区域,当该区域长度大于临界长度时,稳定连续的上行先导起始。雷电参数(雷电流幅值,下行先导侧面距离等)和风机叶片参数(叶片长度,接闪器半径等)对临界长度无影响;临界长度随空气相对密度、湿度的增加而减小,随海拔的增加而增大。仿真结果与长间隙放电观测数据相符合,验证了该判据的有效性。

双层聚合物发光器件中的输运特性研究

基于载流子电导是空间电荷限制与空间电荷在器件内部指数减小的假设,通过引入电荷空间分布的特征长度及有效迁移率,并考虑注入电流为热电子电流和隧穿电流,由此对器件的输运特性进行了详细讨论.结果表明电荷空间分布的特征长度对器件中的载流子浓度、电场强度及电流有很大影响;器件功能层厚度对器件的电场强度影响较大,对器件I-V特性影响不大.

单层单极聚合物发光器件中的输运性质

假设载流子浓度按指数关系变化,认为注入电流为热电子电流和隧穿电流,通过引入电荷空间分布特征长度和有效迁移率,讨论了单层单极聚合物发光器件内部的输运性质.结果表明:(1)电荷空间分布特征长度对器件中的电场强度,电流有很大影响;(2)载流子迁移率在注入电极附近减小,而在另一电极附近增加.本文对这些现象给予了解释.

立体电场例析

在近几年全国与各地的高考物理试题中,我们看到常常以点电荷的立体电场为背景的相关试题.这类试题从多侧面、多角度、全方位的对电场中场强与电势的分布特征、场强与电势的关系、电场力做功与电势能的变化规律等进行考查,要求考生从立体的角度全面的认识电场的性质,这对考生的能力要求明显提高.因此我们在高考备考复习中,对常见一些典型电场在了解其平面分布特征后,要向立体延伸,具有一定的空间想象力,建立正确的电场图景.

立体电场例析

在近几年全国与各地的高考物理试题中,常常看到以点电荷的立体电场为背景的相关试题.这类试题从多侧面、多角度、全方位的对电场中场强与电势的分布特征、场强与电势的关系、电场力做功与电势能的变化规律等进行考查,要求考生从立体的角度全面的认识电场的性质,这对考生的能力要求明显提高.因此在高考备考复习中,对常见一些典型电场在了解其平面分布特征后,要向立体延伸,具有一定的空间想象力,建立正确的电场图景.