快速时域有限差分方法计算矩形缺陷接地结构

Courant-Friedrich-Levy(CFL)稳定性条件会限制传统时域有限差分(FDTD)时间步长的选择,因此,采用传统FDTD对矩形缺陷接地结构(RDGS)传输系数(S21)进行计算,需要耗费大量的计算时间。为了节省计算时间,提高计算效率,采用无条件稳定的Crank-Nicolson格式FDTD(CN-FDTD)对RDGS传输系数进行计算,详细讨论了CN-FDTD时间步长与计算效率和计算精度的关系。数值结果表明:当CN-FDTD时间步长取值远大于CFL时间步长时,其计算结果与传统FDTD计算结果仍然吻合,同时计算效率能提高77.2%。比较了CN-FDTD和ADI-FDTD的计算误差,在时间步长取值相同的情况下,CN-FDTD的计算误差要远小于ADI-FDTD。

矩形缺陷轮廓的成品率模型(英文)

现有成品率及关键面积估计模型中,假定缺陷轮廓为圆,而实际缺陷轮廓为非规则形状.本文提出了矩形缺陷轮廓的成品率模型,该模型与圆模型相比,考虑了缺陷的二维分布特性,接近真实缺陷形状及IC版图布线和成品率估计的特点.比较了新模型与真实缺陷及其圆模型引起的成品率损失,表明新模型在成品率估计方面更加精确,这对成品率精确估计与提高有重要意义.

含矩形缺陷结构纤维全缠绕气瓶的爆破压力预测

采用数值模拟与理论分析相结合的方式对含矩形缺陷纤维全缠绕气瓶的力学行为进行分析。基于Hashin准则进行损伤模式表征以及损伤起始判定,并使用参数退化的损伤演化法则,使用FORTRAN语言编写了适用于ABAQUS/Explicit求解器的VUMAT子程序。选择缠绕顺序为[90°_2/18.9°_2/90°_2/28.9°_2/90°_2]纤维全缠绕气瓶为研究对象,分析矩形缺陷深度对于纤维缠绕气瓶应力水平影响。基于缺陷深度对筒体各层周向及轴向应力的影响,采用修正方法提出含缺陷纤维全缠绕气瓶爆破压力预测模型,模型预测结果与有限元模拟结果一致。对含不同缺陷深度的爆破压力做出预测,分析结果表明,当缺陷深度大于1.26 mm时,爆破压力迅速下降,影响气瓶正常使用。

采用ADI-FDTD计算矩形缺陷接地结构传输系数

由于传统时域有限差分(FDTD)时间步长的选择受限于Courant-Friedrich-Levy(CFL)稳定条件,采用传统FDTD去计算矩形缺陷接地结构(RDGS)的传输系数耗时很长。为了提高FDTD计算效率,该文将无条件稳定的交替方向隐格式FDTD(ADI-FDTD)应用于RDGS传输系数的计算,并讨论了时间步长对计算效率和计算精度的影响。计算结果表明:ADI-FDTD的时间步长为CFL步长6倍时,其计算结果仍与传统FDTD计算结果吻合,计算效率可提高76.7%。针对ADI-FDTD方法,给出了时间步长和计算误差之间的关系,以便在工程中使用。

受压缺陷矩形板振动分析

采用简易高效的方法分析受压缺陷矩形板的振动问题。首先应用奇异摄动理论计算受压缺陷板的后屈曲 ,然后给出后屈曲平衡路径上的微振动方程 ,计算振动频率 ,提出了受压缺陷板振动频率和轴压、残余应力与残余变形关系的一个显式表达式。探讨了焊接残余变形、残余应力对矩形板振动频率的影响。最后给出了计算实例 ,并与试验结果进行了比较。

真实缺陷的矩形模型及其关键面积计算

在集成电路(IC)中,为了进行有效的成品率估计和故障分析,与光刻有关的缺陷形状通常假设为圆模型.然而,真实缺陷的形状多种多样.本文提出一种真实缺陷的矩形模型及与之相关的关键面积计算模型,该模型既考虑了真实缺陷的形状又考虑了IC版图布线的特点.在缺陷引起故障概率预测方面,仿真结果表明新模型比圆模型更接近真实缺陷引起的故障概率.

激光远场激发表面波在开口缺陷处的散射回波

为了实现激光超声技术对表面缺陷的定量检测,采用有限方法模拟了激光激发的表面波与表面开口矩形缺陷作用的复杂过程,比较了近场和远场两种不同激发方式下相同接收点的位移信号,发现远场激发下各种模式转换波和反射表面波能充分分离,有利于分析表面波与缺陷作用的复杂过程。在远场激发方式下分别探讨了表面波与缺陷前沿和后沿的作用过程,提取缺陷产生的散射回波特征,并用惠更斯原理分析其产生原因。最后研究了缺陷深度和宽度变化对散射回波特征的影响。结果表明,散射回波特征点到达时间差与缺陷深度和宽度有线性关系。该研究为反问题估算缺陷尺寸提供了理论依据。

含等壁厚体积型缺陷油气管道的剩余强度评价

为了研究管道等壁厚矩形减薄缺陷的角度对剩余强度评价的影响,基于塑性失效的准则,采用有限元法对缺陷管道进行剩余强度评价。研究矩形缺陷的角度、深度、长度和宽度对管道失效压力的影响;将有限元结果与DNV RP-F101标准计算结果进行对比分析,并引入角度修正系数以考虑缺陷角度的影响。结果表明:随着角度的增加,管道失效压力逐渐增加,长度的变化对管道影响降低,宽度的变化对管道影响上升;DNV公式中角度修正系数的引入充分考虑了角度的影响,修正后误差明显降低。这对管道的检测与防护具有一定的参考价值。

基于有限元的双点含角度腐蚀缺陷油气管道剩余强度评价

基于塑性失效的准则,利用ANSYS有限元分析方法对缺陷管道进行剩余强度评价。研究双点腐蚀缺陷的角度、深度、长度对管道失效压力的影响。结果表明:随着角度的增加,管道失效压力逐渐增加;随着深度的增加,管道失效应力逐渐降低;腐蚀缺陷长度增加,失效应力降低。

钢板缺陷的脉冲漏磁检测系统设计及试验

基于脉冲漏磁检测技术检测钢板缺陷,实现钢板表面和背面缺陷的区分。利用设计的钢板脉冲漏磁检测系统,提取了钢板表面和背面缺陷的信号,分析在脉冲信号激励下的缺陷漏磁信号特征。根据信号电压峰值和电压谷值同步曲线区分缺陷,编写了基于Labview的检测程序,实现了钢板表面和背面缺陷检测和区分。在实验室条件下,通过设计的脉冲漏磁检测系统,对刻有矩形槽的钢板进行了检测。试验结果表明,基于脉冲漏磁检测技术,利用电压信号峰值和谷值同步采样曲线,可对钢板表面和背面缺陷进行检测和区分。

缺陷特征对漏磁场检测的影响规律

以漏磁探测器为研究对象,基于漏磁检测原理,采用有限元分析法就缺陷特征对漏磁场检测的影响开展研究。结果表明:漏磁场垂直方向分量Bz峰值随提离值的增大而减小;缺陷宽度为2~3 mm时Bz变化较小;底板厚度6~10 mm时,Bz峰值随底板厚度的增加近似呈线性减小趋势;底板厚度10~12 mm时,Bz峰值随底板厚度的增加而快速减小,最小峰值为2.9 mT;检测方向对漏磁场影响明显,垂直长轴方向的磁感应强度B和Bz峰值远大于平行长轴方向的值,因此在实际漏磁检测中对于发现的异常缺陷应从不同的检测方向进行复验。

电子束团驱动矩形光栅增强Smith-Purcell辐射的研究

随着微纳加工工艺的进展,微纳周期结构的电磁特性成为了研究的热点。基于周期光栅结构的Smith-Purcell辐射机理,本文研究了矩形缺陷金属透射光栅的Smith-Purcell辐射机制,结果显示具有矩形缺陷的光栅能产生更强的辐射。这种通过构造矩形缺陷来提升辐射功率的方法在基于自由电子的太赫兹辐射源方面具有重要应用。

基于三维数值模拟的焊缝缺陷漏磁场分析

以压力容器等焊接设备对接焊缝为对象,提出了一种基于数值模拟的焊缝缺陷漏磁场的分析方法。通过仿真分析,对比分析了不同焊接工艺(单面焊和双面焊)无缺陷、焊道上分布矩形槽缺陷及热影响区分布矩形槽缺陷时的漏磁场特征,评述了单面焊同时分布两个矩形槽缺陷对漏磁场分布的影响规律。数值模拟结果表明:双面焊这种结构对于焊道上分布矩形槽时的漏磁场的影响更大;两个缺陷同时存在时,缺陷之间的距离是影响缺陷漏磁场分布的主要因素。

提取带权关键面积的新算法(英文)

导体故障分析是一种列举与缺陷有关的集成电路版图中可能出现桥连的技术,计算带权关键面积是限制其性能的主要因素.文中提出了一种基于数学形态学和真实缺陷矩形模型提取带权关键面积的新算法,该算法不需要将版图上的线网拆分为矩形,也不需要合并矩形对的带权关键面积.实验结果验证了新算法的有效性.

一种双包层结构的PCF模型及其特性分析

为了优化光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)的双折射现象,设计了一种双包层结构的PCF,通过采用非对称矩形纤芯实现光子控制。分析了矩形缺陷区域存在的问题,得到了设计PCF的损耗和色散理论模型。结构对比得出:设计模型的两正交偏振态折射率差较大,双折射现象良好;设计模型表现为负色散,能够补偿光纤中的正色散损耗。仿真实验和参数特性验证了设计模型的有效性。

采用CN-FDTD研究不同介电常数对PRDGS传输特性的影响

周期性矩形缺陷接地结构(PRDGS)广泛应用于微波电路中以改善电路性能。采用无条件稳定的CrankNicolson格式FDTD(CN-FDTD)计算了介电常数和矩形单元尺寸对PRDGS传输特性的影响,在矩形单元尺寸一定时,随介电常数增大,PRDGS的阻带中心频率发生左移,而其宽度和深度保持不变;在介电常数一定时,随矩形尺寸增大,PRDGS的阻带宽度和深度会增大,其中心频率基本不变。比较两种方式计算的阻带中心频率,平均相对误差不超过1.72%,当CN-FDTD时间步长远大于CFL时,计算效率可提高77.2%,对PRDGS的分析设计有一定指导。