柔性轴-盘转子系统的等频线及其振动特性研究

主要研究柔性轴-盘转子系统频率突变问题,探究系统参数与频率突变的关联规律。首先以数学方法推导柔性轴-盘转子系统的动力学模型,采用有限元法和假设模态法对系统进行离散化,导出微分方程组,并验证了所建立动力学模型的正确性。为研究固有频率的突变现象,对无量纲参数(转轴半径r_(i)、转盘外半径r_(D)、转盘厚度h_(D)和转盘位置l_(D))进行参数化分析,发现了柔性轴-盘转子系统的固有频率的等频线现象。在等频线上,零转速条件下的系统固有频率对参数r_(D)或l_(D)的变化不敏感,基本保持不变。用坎贝尔图和模态图进一步揭示在等频线上的r_(D)和l_(D)的参数变化对柔性轴-盘转子系统振动特性影响的差异。

基于高频雷达二阶海洋回波的风速反演算法研究与应用

基于高频电磁波与海洋表面的散射机制,以雷达二阶散射截面方程为理论依据。首先,进行了从高频雷达二阶海洋回波谱中反演饱和风速的算法理论近似,讨论算法运用的前提条件;其次进行了饱和风速与二阶谱峰频率的关系式推导;然后,利用高频地波雷达模拟海洋回波谱数据对算法进行了可行性验证,证明该算法特定风速范围内有较好的反演结果;最后,将算法应用于实测高频地波雷达海洋回波多普勒谱进行了饱和风速反演,并进行了反演结果分析与误差分析。结果分析表明:该算法在满足理论近似条件的前提下能有效提取海面饱和风速信息。

二维声子晶体线缺陷的自准直波分束效应

利用二维声子晶体缺陷与自准直模式的耦合,设计2种线缺陷结构,实现自准直声波分束,并采用有限元数值模拟软件对其进行仿真.仿真结果表明,改变线缺陷中散射体的半径和线缺陷的大小,就能够改变反射和透射波束的能量比例,从而实现可控分束,将分束装置串联还可以实现多路可控分束.

对全入射角负折射二维光子晶体结构和电磁参量的研究

利用二维光子晶体的等频线分析原理和平面波展开方法,得到了使二维光子晶体产生全入射角负折射(All-Angle Negative Refraction,AANR)现象时,入射电磁波的频率取值范围.同时,分析了AANR频率范围随着结构参量(晶格类型、介质棒半径与晶格周期的比值)和电磁参量(介质柱介电常量、本底介电常量、入射电磁波偏振方向)变化的行为.结果表明:固定组成光子晶体的一种介质的介电常量,另一介质的介电常量只有达到一定阈值,才有可能使光子晶体出现AANR现象.在给定两种介质介电常量的条件下,存在使AANR频率范围最大化的结构参量和电磁参量.

声子晶体中波传播的自准直效应

本文针对不同介质形成的周期性阵列结构进行了不同频率的波传输计算,发现波在阵列声子晶体结构中的传输特性与光在光子晶体中的自准直类似,具有波传播的自准直效应。进一步计算发现,波在声子晶体中传输的自准直特性与外部介质和阵列结构的材料属性密切相关,也与阵列结构单胞中金属柱的截面几何特性相关。波传播的自准直效应产生的频率范围随模量比的增加出现先增加后减小的现象,并且随密度比的增加而减小。设置合理的模量比、密度比等材料性质和截面几何性质,能够实现对阵列结构自准直效应中的波传播频率范围的控制,其中,等频线是周期性结构阵列自准直效应的重要设计依据。

基于光子晶体自准直效应的新型1×3分束器

设计了一种基于正方形晶格二维光子晶体自准直效应的1×3分束器。使用平面波展开法对正方形晶格椭圆介质柱光子晶体进行分析,计算出其等频线,讨论自准直光波频率和传播特性。逆时针旋转椭圆介质柱到一定角度,同样使用平面波展开法计算其等频线并分析光波传播特性。根据以上分析,基于自准直效应,使用不同偏转角度的椭圆介质柱光子晶体设计出1×3分束器。使用时域有限差分法对工作状态下光波在分束器中的传播特性进行分析,并给出了电场分布图,实现了1×3分束功能。此结构的分束器期望能推进光子晶体在光集成回路中的应用。