摘要：提出了一种新的基于磁性吸波体材料的具有低频透射和高频宽带吸收特性的超材料吸波体.该超材料吸波体在1 GHz的透射系数为-0.5 dB,具有较好的低频透射特性,可以实现对低频信号的相互通信;在频率大于8.4 GHz的频段,吸收率均大于80%,基本覆盖整个X波段和Ku波段,实现高频宽带吸收.此外,由于该超材料吸波体的单元金属周期结构具有较好的四重旋转对称性,因而是极化无关的.该透射吸收超材料吸波体设计简单,实用性强,具有较强的潜在应用价值.

摘要：该文针对蜂窝模式和端到端模式混合网络,提出了一种端到端分布式功率控制方法。该算法以最大化系统频谱效率为目标,以凸优化工具为基础,提出了分布式功率控制的具体算法。在算法设计中考虑了混合网络中不同通信模式之间的有害干扰,提出了有效的干扰避免方法,从而提高了系统吞吐量。仿真结果对算法的收敛性和性能进行了验证。

摘要：陷光是改善薄膜太阳电池光吸收进而提高其效率的关键技术之一.以非晶硅(α-Si)薄膜太阳电池为例,设计了一种新的复合陷光结构:在Ag背电极与硅薄膜之间制备一维Ag纳米光栅,并通过保形生长在电池前表面沉积织构的减反膜.采用有限元数值模拟方法,研究了该复合陷光结构对电池光吸收的影响,并对Ag纳米光栅的结构参数进行了优化.模拟结果表明:该复合陷光结构可在宽光谱范围内较大地提高太阳电池的光吸收;当Ag纳米光栅的周期P为600 nm,高度H为90 nm,宽度W为180 nm时,在AM1.5光谱垂直入射条件下α-Si薄膜电池在300—800 nm波长范围内总的光吸收较无陷光结构的参考电池提高达103%,其中在650—750 nm长波范围内的光子吸收率提高达300%以上.结合电场强度分布,对电池在各个波段光吸收提高的物理机制进行了分析.另外,该复合陷光结构的引入,还较大地改善了非晶硅电池对太阳光入射角度的敏感性.

摘要：环形光束的锥形衍射效应对于微粒的操控具有重要的应用价值.本文建立了环状高斯光束的锥形衍射模型,并基于Berry理论给出了线偏振态下环形光束锥形衍射出射光场的计算公式.理论仿真了环状光锥形衍射出射光场的偏振特性,得出环光锥形衍射出射光场的内、外亮环具有相互正交的偏振分布特性.搭建了线偏振态下环状高斯光锥形衍射的实验系统,实验验证了出射光场的偏振特性.针对环形光束锥形衍射出射光场具备的偏振特性,设计了一种组合偏振片,理论和实验研究了该组合偏振片对环光锥形衍射出射光场的调控.结果表明,随着组合偏振片方位角的变化,锥形衍射出射光场的内、外环强度发生周期性的变化.

摘要：针对近年出现的新概念光学读出双材料微梁阵列红外成像技术,提出了具有热变形放大效果的无硅基底回折腿间隔镀金的微梁单元结构,并建立了其热机械模型,在模型分析基础上,成功的设计制作了100×100像素的焦平面阵列(focalplanearray,FPA).在构建的红外成像系统中,实现了对室温物体——人体的热成像,噪声等效温度差约为200mK.实验结果与热机械模型的分析一致.

摘要：凝胶推进剂虽然兼具有液体推进剂流量可控和固体推进剂长期可储存等优点,但凝胶喷雾液滴蒸发燃烧问题却一直困扰着凝胶推进剂研制及燃烧室设计工作,阻碍了凝胶推进剂实际工程应用.设计实现了凝胶单液滴蒸发燃烧实验系统,通过某型有机凝胶偏二甲肼(UDMH)单液滴在四氧化二氮蒸气中的蒸发燃烧实验现象,进一步深入分析了凝胶液滴蒸发燃烧机理.根据实验中凝胶单液滴在不同阶段的蒸发特性,建立了有机凝胶喷雾液滴在胶凝剂膜形成、膨胀、破裂三个不同蒸发阶段的多组分蒸发模型,采用初步选定的模型参数及物性参数对凝胶单液滴在高温气体环境中的蒸发全过程进行了仿真计算,并与常规液体液滴的仿真结果进行了对比分析.结果表明,凝胶喷雾液滴表面胶凝荆含量在蒸发初期增加比较缓慢,但在某临界时刻后的极短时间内迅速升高至形成胶凝剂膜的质量分数95%,导致表面质量流率迅速下降至0,表面温度则快速上升至UDMH推进剂沸点.胶凝剂膜形成后,液滴半径及表面UDMH蒸气质量分数出现了实验现象中凝胶液滴反复膨胀-破裂的震荡现象,液滴表面温度维持在略高于沸点的某温度范围内,凝胶液滴内部的沸腾蒸发明显强于液体液滴表面稳态蒸发流率,使得凝胶喷雾液滴生存时问小于常规液体液滴.

摘要：自然界中,鸟类迁徙、鱼类群游等群体智能运动具有一定的规律.例如,鸟类迁徙以领导者和跟随者模式的直线运动为主,鱼类中以环绕运动为主.自然界的这种群体直线运动与环绕运动具有十分重要的理论研究价值和广泛的工程应用前景.本文针对群体环绕运动进行研究,考虑个体只能获取局部目标信息这一特性,设计均值估计器进行群体目标状态估计,建立环绕运动算法,确保实现群体圆形编队且保持队形.通过李雅普诺夫理论分析,证明每个个体在有限时间内能获取所有目标平均位置信息,且能基于群体圆形编队队形进行目标环绕和追踪,队形随目标状态变化.有关结果通过仿真得到进一步验证.

摘要：基于提高水力能量的利用效率可有效提高钻速的认识,提出了自激振荡式旋转冲击钻井方法。采用大涡模拟的方法分析了自激振荡式旋转冲击钻井工具水力元件的工作机制。采用正交试验方案设计法,对水力元件的结构参数进行了数值模拟优化,并据优化结果研制了自激振荡式旋转冲击钻井工具。现场试验结果显示,优化后的自激振荡式旋转冲击钻井工具的提速效果明显优于优化前,表明所采用的分析和优化方法正确可行。研究结果为自激振荡式旋转冲击钻井技术的发展提供了依据。

摘要：设计制备了一种由双层半绝缘GaAs:EL2晶体组成的新型超快光电导功率开关.由于触发状态下双层GaAs晶体之间满足动态分压关系,使该开关在强电场偏置下触发时,双层GaAs晶体既能先后发生高增益过程,又能相互抑制对方进入锁定状态,开关输出为近似方波的双峰脉冲.因此,这种开关的工作方式既具有非线性模式特有的所需触发光能小、上升速度快等优点,又具有线性模式特有的重复工作频率高、使用寿命长等优点.偏压6500 V时用脉宽8 ns、能量3 mJ的1064 nm激光触发,输出电脉冲的上升沿为13.2 ns,下降沿为54.6 ns,脉宽为148.4 ns,第一个波峰高885 V,第二个波峰高897 V.随着外加偏置电压的提高,上升时间基本不变,脉宽和下降时间均略有减小,双峰峰值均明显增大.

摘要：物理过程参数化方案的不确定性是目前气候系统模式不确定性的重要来源之一.随着模式内在复杂度攀升,模拟场景多样化,参数化方案中基于先验的和人工的物理参数选取方法已经逐步成为限制模式模拟能力的瓶颈之一.为此,本文设计并提出了初选与寻优相结合的两步法参数优化方案.初选阶段用全因子采样方法对不确定参数空间进行初始敏感性分析,估计最优解所在区域;寻优步采用单纯型下山法,基于初选阶段确定的参数组合快速寻优.将两步法应用于中国科学院大气物理研究所(英文缩写:IAP)大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(英文缩写:LASG)格点大气模式第2版:GAMIL2,选取其深对流方案和云量方案中的3个重要参数开展寻优,优化以综合减小模式降水、风场、温度、湿度、位势高度以及辐射通量的误差为目标.这些变量用GAMIL2标准版本标准化后形成单一的目标.结果显示,优化后的目标函数值比GAMIL2标准版本改进了7.5%.机理分析表明,调优后的参数优化了大气中的水汽凝结作用,进而减少模式的湿度偏差,改进云量的模拟效果;同时水汽凝结作用的变化通过大气内部动力和热力相互作用及响应影响温度、位势高度和风场的模拟.