摘要：运用四阶Runge Kutta法直接求解非线性介质内椭圆高斯光束传播方程组的方法分析增益介质内的克尔透镜(Kerr lens)效应 ,结合在增益介质外运用的线性ABCD矩阵寻找自洽解 ,对半导体可饱和吸收镜 (SESAM)启动的高功率KLM钛宝石激光器谐振腔的像散、稳定性、光束参数、自聚焦效应和克尔自聚焦强度与腔参数的关系进行了系统的理论计算 .计算结果与实验结果相符合 .该计算为SESAM启动的五镜腔KLM激光器的设计和调整提供了理论依据 .

摘要：气体中空间电荷的分布与电晕放电的机理紧密相关,获取电晕放电过程中空间电荷分布对深入研究电晕放电起始、自持过程有着重要作用,但是如何准确获得电晕放电过程中的空间电荷分布一直是国际上尚未解决的难题.本文基于声脉冲法提出一种电场信号解耦算法,推导了空间电荷在声场中被调制产生的电场信号与声脉冲信号和空间电荷密度之间的数值关系,讨论了不同测量情况下声发射系统的设计要求;搭建了一套可用于实时测量针板电极电晕放电空间电荷分布的非接触式测量系统,该系统主要包括声脉冲发生模块、空间电荷模块及电场信号解耦算法模块.运用该系统实现了声脉冲激发作用下电场信号的测量,通过提出的电场信号解耦算法得到了空间电荷密度,对其测量结果与电晕电流法测量结果进行比较,验证了电场信号解耦算法的有效性.该算法可以应用于空间电荷一维、二维和三维测量系统中.

摘要：本文利用位于美国新墨西哥州距离接近并且天气背景相同的四种下垫面(沙漠草原、稀疏灌木林、稀树草原和浓密灌木林)站点的通量观测资料,探讨了几种典型干旱下垫面的能量分配差异,并分析了其对微气候的反馈机理.结果表明,四种下垫面叶面积指数和粗糙度在由沙漠草原指向浓密灌木林的梯度方向上呈现增加的趋势,低覆盖度下垫面表现出更强的湍流输送阻力.总体来看,高覆盖度下垫面的净辐射、感热和潜热相对更高,尤其在生长季更明显.利用Penman-Monteith公式以及净辐射结合波文比两种方法诊断了在不同下垫面更替中湍流通量各影响因子的贡献.随着植被覆盖程度的提高,净辐射的变化对感热和潜热的变化起着决定作用,且为正贡献;地表阻抗和空气动力学阻抗变化引起的贡献相反.此外,沙漠草原和稀疏灌木林的地表温度和气温均高于浓密灌木林,主要源于稀疏植被增大的空气动力学阻抗和波文比引起的增温贡献,同时抵消了净辐射减小引起的降温效应,表明在相同气候和天气背景下,不同下垫面的陆面过程确实会对近地层微气候有明显的反馈作用.

摘要：利用分子动力学方法,对双壁碳纳米管在拉伸条件下的弹性性能进行模拟,研究了直径在1nm以上的4根双壁碳纳米管,模拟了它们的应力-应变关系以及泊松比.计算结果表明,在弹性范围内,双壁碳纳米管的应力与应变呈非线性关系,切线弹性模量大致从720GPa减小至570GPa,出现软化现象;随着拉伸应变的增大,泊松比从0·3变化到0·17,但结构尺寸对泊松比的影响不大.

摘要：针对MIMO车联网系统中V2I和V2V共享频谱的情形,提出了一种IRS辅助的联合波束成形设计方法。在保证V2V用户数据速率需求、V2I基站发射功率受限和IRS反射相移模约束等条件下,以最大化V2I用户的信道容量为目标,联合优化基站端发送预编码和IRS端的反射相移矩阵。采用最小均方误差规则、矩阵分析理论和内逼算法把非凸且变量耦合的优化问题转换为解耦后的凸优化问题,并提出一种交替迭代优化算法获得原问题的解。对所提算法的性能进行仿真,分析了IRS反射单元数、IRS部署位置和车速对车联网频谱效率的影响。仿真结果表明,所提算法收敛性较好,若在基站附近部署IRS,利用所提的联合波束成形方法能最大限度地提高车联网频谱效率。

摘要：以临近空间高超声速飞行器以及航天器再入大气环境飞行过程"黑障"问题的研究为背景,进行了多相交流电弧放电实验装置的物理设计,建立了六相交流电弧等离子体实验平台(MPX-2015),在背景压力为500 Pa的亚大气压条件下获得了最大直径和长度分别达到14.0 cm和60.0 cm的等离子体射流.研究了工作气体流量、真空腔压强、电极间距以及弧电流等因素对等离子体自由射流和冲击射流特性的影响规律.结果表明:在实验参数范围内,真空腔压强对等离子体的射流特性影响最为显著,等离子体自由射流的长度和直径以及冲击钝体条件下的鞘套有效工作长度和厚度均随着压强的降低而增大;提高沿电极环缝注入的工作气体流量或弧电流亦有利于等离子体鞘套尺寸的增加.上述工作有助于进一步开展临近空间飞行器与其周围复杂介质环境间复杂的气动热效应和"黑障"问题的研究.

摘要：微纳光纤的端面反射特性是影响其传输特性及实际应用的重要因素之一.本文提出了一种基于光环形器的微纳光纤端面反射特性测量方法.该方法克服了3dB耦合器直接测量法的不足,通过引入气凝胶固定和功率补偿,可有效地消除微纳光纤尾纤飘摆、光源输出不稳定及其内部损耗等不利因素,从而提高测量的准确度.采用该方案实验测量了微纳光纤的端面反射率及其与光纤直径和传输波长间的关系.实验结果与数值模拟结果相符,表明该方法可有效地用于微纳光纤端面反射率测量及其与各特性参数之间关系的分析,这对于微纳光纤激光器、放大器、耦合器及滤波器等光学微型器件的设计制作具有重要意义.

摘要：从多层快速多极子算法的内存组成出发,建立了内存与未知数之间的关系,首次提出了网格划分尺寸与入射波长之比和多极子模式数对内存的影响。入射频率不变而网格划分尺寸减小时,聚合配置量内存与总未知数成正比,稀疏矩阵内存与相关未知数数目成平方关系,总内存迅速增加。网格不变而频率降低时,若分层数相同,稀疏矩阵内存不变,聚合配置量内存随频率降低而减小;若分层数降低,稀疏矩阵内存平方递增;若频率成偶数倍关系,聚合配置量占用内存不变,总内存振荡增加。改进模式数的精度控制后,提高了精度,但聚合配置量内存相应增加,总内存随之增加。

摘要：基于消息传递平台(message passing interface,MPI),从多层快速多极子算法(multilevel fast multipole algorithm,MLFMA)实施过程出发,实现了飞行器雷达散射截面(radar cross section,RCS)的并行计算,提出一种新的并行设计方案。改进了基于立方体组的并行处理技术,减少了最细层计算的通信量;考虑到内存的主要组成部分,为提高算法并行效率,采用一种用于积分方程中近组作用矩阵的并行处理方法,对其采用按行平均分配到各计算结点的方法组建相关矩阵元素,使该部分通信量为零,各节点可独立计算并节省内存;同时优化了其他物理量的内存分配。算例说明,所提方法可明显提高计算效率,并具有精度好、负载均衡优良的特点。

摘要：轮轨界面撒砂增黏作为保障列车安全可靠运行的重要手段,是一个动态复杂的过程,涉及颗粒从撒砂装置加速后的喷射行为、喷射后砂颗粒进入轮轨界面的弹射行为、破碎后增黏及摩擦磨损行为。基于列车运动中轮轨的相对运动关系,设计研发1∶1全尺寸列车轮轨增黏撒砂过程模拟装置,构建撒砂过程可视化检测分析技术,实现不同列车速度(0~120km/h)、横风速度(0~15 m/s)、撒砂器类型、喷嘴安装位置、增黏颗粒特性、撒砂参数等多参数下列车轮轨增黏撒砂过程的真实模拟与检测。利用文丘里撒砂器进行砂颗粒喷射行为与颗粒利用率试验,结果表明,在无横风条件下,砂颗粒的喷射轨迹基本呈现锥状,随砂颗粒粒径增大,颗粒喷射速度呈现降低趋势,喷射过程中随流性变差,更难进入轮轨界面,降低砂颗粒利用率;随着横风速度增大,砂颗粒喷射轨迹的最大偏移角度也逐渐增大。未来可利用研发设计的列车轮轨增黏撒砂过程模拟装置与检测技术进行列车增黏撒砂影响因素与关键参数的研究,为现场列车撒砂增黏性能优化提升和制定撒砂增黏技术标准提供关键支撑。