摘要：在磁共振成像设备中,为了消除目标区域内的高阶谐波磁场分量,传统方法采用无源匀场,但该方法匀场精度较低,针对性较差,适用于全局匀场,而有源匀场则可以通过优化线圈分布来产生所需要的特定的磁场分布.但是,由于匀场线圈线型的复杂度会随着线圈阶数的增加而增加,难以满足设计需要,因此本文提出了一种用于磁共振成像超导匀场线圈系统的多变量非线性优化设计方法.该方法基于边界元方法,将匀场线圈所产生的磁场与目标磁场之间的偏差作为目标函数,线匝间距、线圈半径等作为约束条件,通过非线性优化算法,得到满足设计要求的线圈分布.通过一个中心磁场为0.5 T的开放式双平面磁共振成像超导轴向匀场线圈的设计案例,说明本方法具有计算效率高、灵活性好的特点.

摘要：针对具有平均流管道消声器的声学特性,采用边界元方法对一具有低马赫数流动的三维膨胀消声管道进行了数值模拟。为了求解方便,在计算中应用普朗特-格劳尔特变换将具有平均流的声传播方程化简为Helmholtz方程的形式。通过与其他文献的计算结果对比,发现该处理方式是有效的,且马赫数对低频范围内的传递损失特性影响甚微。当频率增加,随着流动马赫数的变大,消声管道的传递损失曲线向低频方向偏移,最大传递损失的变化程度与频率相关。此外,还进一步分析了膨胀腔内的高次波与声波频率和传递损失之间的关系。该计算结果可为管道消声器的降噪设计提供一定的理论依据。

摘要：用边界元方法计算了某一摩托车排气消声器的消声性能。结果证明该边界元单元模型正确,计算方法合理。用声模态分析和声压分布图分析的综合方法分析了消声器产生消声低谷的原因,并利用长管道驻波的控制方法加以控制。这一方法对控制以轴向尺寸为主的消声结构的消声低谷非常有效。探索了一种消声器的设计和模拟分析方法。

摘要：基于混合边界元三维互连阻抗提取方法,针对其离散线性方程组的特点,提出有效的稀疏矩阵组织和矩阵行列调整技术,以及一种预条件迭代求解技术,这些技术结合起来形成了一种有效的三维互连阻抗提取算法.该算法在保证计算精度的同时,速度优于MIT最新的提取算法FastImp.最后通过2个典型互连结构的数值实验验证了该算法的有效性.

摘要：针对经典边界元方法对掠入射角度下的散射估计精度较低的问题,发展了一种边界无网格模型.此模型将散射体视为具有无限延伸的形式,避免了经典边界元法中薄板形式所导致的声压差问题,而且更加符合实际房间中散射体的存在形式;模型利用无网格算法实现数值仿真,可对任意表面形状特别是曲面散射体具有更高的仿真精度。利用边界无网格模型计算了不同形状散射体的散射系数及散射声场,并将结果与解析方法、测量实验进行了对比.对比结果表明,边界无网格模型可以准确预测散射体的散射性质,特别是对掠入射角度的估计要优于经典边界元法.研究结论可应用于室内声学散射体特征预测及优化设计,对提高声场扩散及室内音质水平具有重要意义.

摘要：壳体声接收基阵的被动宽带检测性能是基阵优化设计的一个重要准则,然而优化过程需要波束形成器输出端噪声的先验信息.针对壳体声接收基阵承受近场离散噪声源干扰的问题,提出了一种数值计算基阵噪声响应的新方法,即利用边界元理论和SYSNOISE软件对噪声场进行数值计算,并将得到的波束形成器输出端噪声信息应用到提高基阵被动宽带检测性能的优化设计中.利用这种方法,一方面使得波束形成器输出端的噪声计算不再局限于基阵结构简单规则的情况,另一方面克服实际测量噪声场耗费大、不易推广等困难,使得壳体声接收基阵的宽带检测性能在其物理建造前就可以进行优化设计,获得良好的性能预报.以11元共形阵为例,对基阵各个阵元的噪声响应进行数值计算,并在此基础上对该共形阵进行基于提高被动宽带检测性能的优化设计.仿真结果表明,优化出的加权系数有效地提高了波束形成器输出的信噪比,使壳体声接收基阵获得良好的被动宽带检测性能.

摘要：鉴于高气压下的沿面介质阻挡放电发生器在工业应用以及等离子体电磁屏蔽技术领域的重要应用前景,在梳状电极结构的沿面介质阻挡放电发生器基础上设计了两种电极结构的等离子体发生器,并通过边界元方法得到两种结构类型沿面放电发生器的静态场强分布。从计算结果来看,相比较于梳状电极结构的沿面放电发生器,改进后的放电发生器在空间的分布更有利于在高气压下产生较厚的等离子体层。实验结果表明:这两种结构形式的发生器放电效果明显优于梳状电极结构的发生器。

摘要：为了提高轴承的稳定性,将增加浮环和改进几何形状两种方法结合起来,设计了错位浮环轴承,并采用边界元方法,研究了在各种偏心率下错位浮环轴承的稳定性,得到了错位浮环轴承的轴颈表面、轴承表面及浮环内外表面的压力随偏心率的变化而变化的规律。结果表明,在各种偏心率下,错位浮环轴承提高了轴承的稳定性,与错位轴承相比,错位浮环轴承减少了内摩擦力,为减少磨损提供了有利条件。

摘要：本文由边界元方法出发,将适用于单连通空间Laplace问题的边界积分方程推广到带环量的多连通空间中,并对离散边界积分方程中的矩阵元积分式解析化,以避免在翼型尾缘处尖点附近直接利用数值积分计算矩阵元导致的数值振荡,对于以翼型表面压力分布为收敛目标的反设计问题,利用Newton-Raphson迭代求解满足该目标压力的非线性方程组,从而构造关于二维不可压缩流动翼型反设计问题的一个简便有效的隐式迭代算法。我们采用不同的数值算例对该算法予以检验,数值算例显示本文提出的隐式反设计算法收敛范围和来流攻角无关,且明显大于依赖于来流攻角的显式反设计算法的收敛范围,另外该算法精度高且具有很快的收敛速度。该翼型反设计算法有望在可变形翼型气动性能的研究中得到应用。

摘要：分析了基于边界元法(BEM)的分段线性电介质区域中任意导体结构寄生电容参数提取的一些关键问题和技术,采用面向对象设计的方法对该算法进行了设计和C++实现。采用该算法计算和分析了几个导体系统的寄生电容矩阵,并将结果与相关三维寄生电容分析软件进行了比较,结果表明该算法具有很好的精度。