数字型太赫兹带通滤波器的逆向设计及优化

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结构,迭代寻优至最优结构图案.本文利用搭建的逆向设计框架设计了中心频率为0.51 THz、带宽为41.5 GHz、插入损耗为–0.1071 dB的太赫兹带通滤波器.与传统的人工正向设计相比,逆向设计方法可解构出窄带、低插入损耗、带外抑制强、极化稳定性强的带通滤波器.

磁场诱导的TmFeO_(3)单晶自旋重取向

TmFeO_(3)具有磁光效应、多铁性和自旋重取向等丰富的物理特性,在凝聚态物理和材料物理领域具有重要的研究价值.本文利用时域太赫兹低温磁光谱,研究TmFeO_(3)单晶在1.6 K温度下自旋共振频率随外加磁场的变化规律,并表征其内部复杂的相互作用.结果表明,随磁场增加TmFeO_(3)单晶的准铁磁共振向高频移动,而准反铁磁共振在临界磁场(2.2—3.6 T)转变为准铁磁共振,通过磁结构分析和理论拟合,证实单晶磁矩发生了磁场诱导的自旋重取向.本研究有助于深入理解稀土正铁氧体在外磁场、温度场综合作用下,内部磁结构的调控机制,开发相关的自旋电子学器件.

基于双向光学引伸计的材料弹性常数测量

当前,光学引伸计虽然应用较为广泛,但仍然存在泊松比测量精度不高的不足,主要原因是难以同时获得具有高精度的轴向应变与横向应变.因此,本文提出将基于双向视场分离技术的远心光学引伸计应用到材料泊松比测量中.利用该引伸计,可以同时采集试件两个方向四个视场的表面信息;通过测得的双向应变—荷载曲线,得到准确的材料泊松比和弹性模量.基于该引伸计,开展了水泥试件压缩试验、不锈钢试件与环氧树脂试件拉伸试验,分别得到试件的弹性模量与泊松比.结果表明:与电测法的数据对比,该引伸计具有较高精度与较好稳定性的特点,在准确测量材料弹性常数方面具有广泛的应用前景.

一种新型错位曲面搅拌桨的设计和仿真

为了改进汽车水性金属漆的搅拌效果,在六直叶涡轮搅拌桨叶的基础上,设计改进了一种新型的错位曲面搅拌桨叶.利用ANSYS CFX软件,分析了搅拌罐内部流场、速度场、流动方向、剪切速率场的分布情况.计算结果表明,这种改进搅拌器桨叶相比于原始桨叶的流体流动速度更大,流动形态有所改善,剪切效果也显著增强.该研究为进一步优化和实验研究提供了必要的理论依据.

一种车漆搅拌器曲面桨叶的设计和优化

在标准Rushton涡轮桨的基础上,设计出一种新型的曲面桨叶,并针对所设计曲面的扭角这一参数进行优化,以搅拌桨的能耗、剪切效果以及主体对流扩散这三个混合性能作为优化问题的评价指标,期望在较低能耗的情况下获得较大的剪切速率和较强的主体对流扩散能力。利用理想点法与平方和加权法对扭角进行优化,求出较好的非劣解,确定叶片扭角为4°时,搅拌桨拥有优良的综合性能,对比流场仿真结果,改进后的搅拌桨综合性能比初始标准桨提高了28.2%。

影响车漆搅拌器搅拌效果的几个设计因素分析

在标准Rushton涡轮桨的基础上,从不同形状的搅拌罐底、挡板形式以及桨叶的非对称结构布局三个方面分别探究其对搅拌效果的影响,利用ANSYS CFX软件对不同结构搅拌桨的搅拌功率、流体速度、流动方向以及剪切速率进行对比分析.研究结果表明:流线型蝶形罐底有助于降低功耗,挡板能够消除打漩现象并增强剪切速率,不对称的结构布局能够破坏周期流中的规则区,改善搅拌效果.

二值化数字散斑功率谱理论研究

散斑质量评价的关键在于构建能够描述散斑特征参数与数字图像相关方法测量误差关系的模型。现今缺少描述散斑图案与其功率谱之间关系的理论分析模型。基于此,从随机过程分析角度出发,先构建了二值化散斑的自相关函数与散斑占空比、散斑半径、灰度值等参数的关系。依据Wiener-Khintchine定理得出了二值化散斑功率谱的理论解析形式。利用数值实验的方式对理论分析结果进行了验证。结果表明:理论推导的结果在功率谱主瓣以及其附近的几个旁瓣上与数值实验结果较吻合,功率谱主瓣极值与实验结果契合程度高。该模型可以应用于后续的散斑误差分析工作。