构建“等效势场”中粒子运动轨迹求解悬链线形状

构建粒子在“等效势场”中的运动轨迹,用来类比求解恒定重力场中的悬链线形状,并加以拓展应用,定量求解了在平方反比引力场和恒定重力场、静电场的复合场中的悬链线的形状.

任意应力应变关系材料J积分估算的等效原场应力法

在EPRI弹塑性断裂分析工程方法 (J积分等于弹性J积分及塑性J积分之和 )及其给出的用Jp 表达式中的全塑性解的基础上 ,文中导出以等效原场应力σeff为参量的塑性J积分Jp 的计算式及J积分计算式 ,这一方法被称为J积分估算的等效原场应力法。该方法具有下列几个优点 ,①J积分计算精度几乎和EPRI工程方法的J积分计算精度相等。②可用于任何应力应变关系的材料 ,包括Ramborg Osgood关系材料和任意单调加载非ROR关系材料 ,例如长屈服平台钢。计算过程相当简便 ,计算结果精确。

用电离层特性参量提取等效风场信息

导出了利用中低纬电离层特性参量获取电离层F层峰区高度上等效风场（包含电场和风场信息在内）的基本方程,并尝试用该方法从电离层特性参量（峰高和临频）提取等效风场信息.利用武汉站 DGS-256电离层数字测高仪数据及由美国 Massachusetts Lowell大学最新版的剖面反演程序换算得到F层峰高,获得了武汉地区夏季至日点附近、冬季至日点附近、冬季地磁特别宁静的九天和冬季平均等效风场的初步特征.并利用 Fejer经验电场模式计算冬季电场引起的垂直漂移,估计电场和风场对武汉地区的垂直等效风场的贡献大小.结果表明:等效风场呈现出白天与夜晚幅度和方向的差异、至日点附近冬季与夏季白天的幅度差异以及明显的凌晨凹陷现象;平均情况下,垂直等效风场幅度和方向的变化主要是由中性风引起,受电场的影响不大.

武汉地区垂直等效风场季节变化

利用一种从电离层特性参数 (F层峰高和临频 )提取垂直等效风场的新方法 ,基于武汉地区数字测高仪数据 ,分析 2 0 0 0年武汉地区等效风场随季节的变化。结果表明 ,2 0 0 0年武汉地区垂直等效风场呈现明显季节变化 :冬季和夏季有相似的幅度变化趋势 ,但夏季主要垂直向上 ,冬季主要垂直向下 ;春季幅度小 ,秋季存在大的向下垂直漂移 ;秋季和冬季出现明显的凌晨凹陷现象 ,在冬季更为显著。借助经验电场模式估算仅由中性风引起的垂直漂移 ,并与由经验模式HWM93预报的水平风场引起的垂直漂移作比较 ,发现除少数时段外 。

井地联合瞬变电磁等效电流环场与纯异常场近似性研究

井地联合瞬变电磁勘查方法将地面和井中装置组合起来,充分利用已有钻孔,兼顾地面面积性测量和沿钻孔深部测量的双重优势,可获取更丰富的矿体信息。为研究瞬变电磁井地联合装置条件下地面和井中瞬变响应特征,这里首先描述了矿体受激发所产生的涡流场的建立与消失过程,根据毕奥-萨伐尔定律可以推导出自由空间中圆形电流环的磁场三分量表达式,根据本征电流等效模拟法可以计算出纯异常场,针对常见的水平板体、垂直板体、倾斜板体三种不同模型,采用商业化软件MAXWELL进行了板体响应模拟计算,分析了电流环场逼近纯异常场的合理性和近似程度,为基于电流环的异常场特征研究和解释方法的推演提供了借鉴。

基于等效原场应力的失效评定曲线

首先针对油气管道的断裂数据,阐述R6的选择2曲线因使用假设h(n)h(n=1)≈1带来的不足,通过分析说明该假设不但会使评定结果出现保守情况,而且可能使评定结果出现非保守情况。然后根据计算J积分的等效原场应力方法推导基于等效原场应力的失效评定曲线。文中推导的基于等效原场应力的失效评定曲线形式上类似于R6的选择2曲线,但评定精度接近基于严格J积分定义的失效评定曲线。同时,该评定曲线同样适用于任意应力应变关系材料,包括Ramborg-Osgood(R-O)关系材料和任意单调加载非R-O关系材料,例如长屈服平台钢,在工程上十分适用。

基于波场等效的节理面刚度参数取值研究

节理岩体中的节理面往往有一定厚度,如果采用无厚度的线性节理模型分析,其刚度参数的确定非常困难。通过分析弹性波穿过节理面时的波场效应,建立了基于节理后振动强度相等的波场等效法,用于确定带厚度节理的刚度参数,并分析了各因素对弹性波在节理上传播的影响。结果表明:线性节理面的刚度参数是节理岩体的固有属性,与外界荷载无关,采用波场等效法计算刚度参数可行;在弹性波范围内,这种等效参数与入射波频率、入射角等因素关系不大。该方法可用于有厚度节理面动强度参数的确定与分析,完善现有的节理面刚度取值方法。

用惠更斯面等效原理证明零场定理(英文)

场等效原理是电磁学的基本定理之一,但场等效原理特别是零场定理很难被人理解,人们很难想象在一个区域中的场等效为原问题的场,而在另一个区域中却为零场。用惠更斯面等效原理证明了零场定理,该方法简单明了,易于理解,是一个很好的证明方法。

大型工业电子束脱硫脱硝装置辐射等效剂量场模拟与系统参数优化

为优化大型工业电子束脱硫脱硝装置和配套大功率电子加速器工程参数,应用Geant4模拟分析了不同出射能量的单能电子束在烟气中的径迹和偏转后电子束在烟气中的等效剂量场。计算得到1.75MeV电子束更符合1 000MWe级火电机组烟气系统工程设计需要,计算结果将为工业化设计提供参考。

二次相位采样问题的等效输入场算法

分析了采样定理与二次相位采样问题的关系；基于菲涅耳衍射公式，推导了离焦位置光场的计算方法，避免聚焦计算中遇到的二次相位采样问题。提出了等效输入场算法思想，将聚焦过程中遇到的插入元件等效为对源场的调制，从而不需要计算插入位置的光场，解决在离焦位置有任意多个相位板的传输计算中的二次相位采样问题。将由等效输入场算法得到的输出光强与由基于菲涅耳积分公式的光场解析式计算得到的光强进行对比，在0～100mm范围内的各离焦位置，两者相对误差小于10^-13，从而证实了等效输入场算法的正确性。

基于匀场等效的非匀磁场曝露评估

过度曝露于电磁场会对人体健康造成不良影响,因此,电磁环境的准确评估是输变电工程建设与维护中的重要问题之一。目前,对工程作业人员实际承受的非匀磁场曝露缺少有效评估方法,现有研究多基于均匀磁场曝露假设展开,存在过评估。针对这一不足,本文以本专业人员熟悉的空心电抗器磁场评估为算例,提出了非匀磁场曝露评估的匀场等效法。搭建了符合中国成人平均身材尺寸的人体模型,结合空心电抗器周围磁场分布特点,计算人体模型位于不同曝露位置时体内感应电场极值与身体承受最大磁场的比值,确定非匀曝露系数。将非匀曝露系数与匀场曝露系数比较,得到空心电抗器周围的等效匀场分布。经计算,匀场等效法确定的曝露危险区域比传统方法小三分之一。本文研究的方法为评估实际输变电工程电磁环境提供了新思路。

Millstone地区垂直等效风场的气候学变化

基于1976—2006年美国Millstone非相干散射雷达的电离层观测数据,分析了美国Millstone地区不同太阳活动条件下,包括中性风场和电场漂移共同贡献的垂直等效风场的变化特征.结果表明,Millstone地区的垂直等效风场表现出比较明显的周日、太阳活动和季节变化特征.晚间垂直向上的等效风较强,白天等效风较弱,甚至接近于零.在不同太阳活动和季节变化条件下,Millstone地区的等效风场都表现出类似的周日变化特征,低太阳活动条件下,晚间表现出较大的向上漂移.这种周日变化和太阳活动变化特征与Millstone地区受到极区热源驱动大气循环的调制以及离子曳力的增减有关.春季和秋季有相似的幅度和相位变化趋势,表现出分点对称性;冬季晚间向上漂移比夏季弱,且随着太阳活动增强,差异更加明显,这再次体现了极区热源驱动大气循环的影响.

等效场变换理论及浅海声辐射计量

针对声辐射计量往往受测试环境、声源几何形状、材质和运动状态限制的问题,提出了一种获取特定空间内任意声源辐射声场的理论——等效场变换理论(equivalent field transformation,EFT),并得出观测空间权系数的选取标准和判别依据:当观测空间上的声收发合置装置在权系数的加权下,目标空间中的声场与待测点单位无指向性点源激发的声场一致时,便可通过观测空间上的观测值与权系数获得目标空间内任意声源在待测点的声场。进一步给出了EFT的在自由场、浅海环境所能测量的声场范围。通过仿真试验分别在自由场和浅水环境使用EFT获取了有限长线源的辐射声场,结果与理论值吻合。

一阶速度-应力Biot双相各向同性介质弹性波波场分离数值模拟

提出一种等价的一阶双曲型速度-应力Biot双相各向同性介质弹性波波动方程,以实现双相介质混合波场中纯快慢纵波和纯横波波场分离的问题.应用散度和旋度理论证明双相介质等价方程波场分离的可行性,采用高阶交错网格有限差分法构建高精度正演算子,推导其PML吸收边界条件和稳定性条件,并对均匀双相介质和层状非均匀双相介质模型进行数值模拟试验,准确得到固流相混合弹性波场、被完全分离的纯纵横波波场,同时边界吸收效果良好,数值模拟精度较高.计算结果还表明,固流相中的快慢纵波相互伴生因而无法实现分离,且归属于纯纵波波场,流相慢纵波能量比固相慢纵波能量强,这对认识双相介质弹性波的传播规律以及完善双相介质理论具有重要意义.

等效地球半径经典公式推导与应用中的某些数学问题

用"场方程保持不变"取代"曲率差保持不变"作为定义"等效地球"的基本准则,基于此准则,不但同样导出了"等效地球半径"的两种经典公式以及用"等效地球半径"计算绕射场与折射场的所有计算公式,而且还指出定义"等效地球"的"曲率差保持不变"准则的有效性与局限性.

[111]方向电场诱导的硅的倍频效应

理论上研究了硅晶体在[111]方向电场的作用下等效二阶极化率张量与C3V点群晶体的二阶极化率张量的形式相同;在此基础上研究了硅的[111]方向电场诱导的倍频效应,可以使入射光垂直于{110}面入射,从而研究硅的场致倍频效应随基频光偏振方向的变化。设计了底面为(110)面的半球形硅样品,为从实验上研究[111]方向电场诱导的硅的倍频效应,提出了一种实验方案。

薄板状导体地-井瞬变电磁场数值模拟及晚期响应特征

瞬变电磁在导电板状体中的感应涡流进入晚期后涡流分布状况已经趋于稳定,并按指数规律衰减。在等效数学模型中,利用等效涡流法计算晚期瞬变电磁响应更为简便,该方法能计算1~4块任意组合体和有导电围岩或覆盖层的响应情况,具有一定的适用性。本文推导了晚期瞬变电磁等效涡流场感应电压的计算方法,通过对4种典型地电模型进行数值模拟和晚期异常特征分析,得出以下结论:①在断电延时较短时,导电体异常响应幅值较大,当钻孔从异常体中心位置穿过时,异常形态为单峰正异常响应;随着时间推移,电磁响应逐步衰减。②当钻孔位于矿体边界位置时,水平矿体产生三峰对称状异常,异常峰值为负异常;倾角为45°时,矿体异常形态出现非对称正负异常,矿体顶侧出现负异常,底侧出现正异常。③相同产状条件下,简单组合板状体异常幅值较单板状体的异常幅值增大,其异常形态符合单板状体的异常响应特征。此项研究成果对利用正演拟合完善地-井瞬变电磁法的后期解释工作以及工区布置参数的确定,如回线大小、剖面长度、发射电流大小等,具有一定的意义。

一种新的风电场节能评价指标

目前风电场主要采用综合场用电率来评价风电场的节能运行效果。由于综合场用电率随发电量的变化较大，因此评价风电场的节能运行已不再准确。为了合理评价风电场的节能运行水平，本文提出了等效综合场用电率，为风电场进行节能运行的分析和决策提供了重要依据。

等效方法与等效原理

给出了等效的功能性定义,提出了结构、功能等效原理,用媒质等效法简单地导出了单色平面电磁波在良导体表面上的反射、折射特性。

压电压磁材料中正n边形孔边裂纹分析

基于电磁复合材料力学,运用Stroh型公式和复变函数方法,针对压电压磁材料中含正n边形孔边裂纹反平面问题进行了研究。利用Schwarz-Christoffel变换技术,结合Cauchy积分公式和留数定理,导出了磁电全非渗透型边界条件下任意正n边形裂纹尖端场强度因子和能量释放率的解析解。当缺失磁场时,所得解退化为已有结果,以此验证方法的有效性。通过数值算例,对比分析了n=3,n=4和n=5三种特殊情形对应的孔口边长、裂纹长度和受到的力、电和磁载荷对等效场强度因子和无量纲能量释放率的影响规律。研究结果发现,正n边形孔洞的尺寸和裂纹长度均会促进裂纹扩展,且前者的影响更显著一些;正n边形边的数量增加会阻止裂纹的扩展;在磁电全非渗透型边界条件下,机械载荷始终促进裂纹的扩展,电位移载荷可以促进或抑制裂纹的扩展,磁载荷对裂纹的扩展贡献较少。本研究结果适用于任意正n边形孔边裂纹求解问题,为压电压磁材料元器件的优化设计和断裂特性分析提供了新思路。