摘要：基于变换热力学,导出了具有非共形任意横截面的柱形热斗篷热导率表达式,并在此基础上设计了具有非共形横截面的柱形热斗篷.全波仿真结果表明,热斗篷迫使外部热流绕过斗篷,导致隐身区域热通量为零,从而具有热保护功能;同时,热流绕过斗篷后将恢复原来的温度场分布,使其具有完美热隐身功能.此外,基于所导出的变换媒质热导率表达式,设计并求解了具有规则共形和非规则共形横截面的柱形热斗篷,发现它们同样具有热保护和完美热隐身功能.这表明通过选择适当的边界函数,所得变换媒质热导率表达式可用于设计任意横截面柱形热斗篷,具有普遍的适用性,这种技术在计算机芯片、卫星和航天器等的热保护中有潜在应用.

摘要：针对人员位置相对固定的场景中实时人数统计的管理需求,以普通高校实验室为例,设计并实现了一套基于更快速的区域卷积神经网络(Faster R-CNN)和交并比(IoU)优化的实验室人数统计与管理系统。首先,使用Faster R-CNN模型对实验室内人员头部进行检测;然后,根据模型检测的输出结果,利用IoU算法滤去重复检测的目标;最后,采用基于坐标定位的方法确定实验室内各个工作台是否有人,并将相对应的数据存入数据库。该系统主要功能有:①实验室实时视频监控及远程管理;②定时自动拍照检测采集数据,为实验室的量化管理提供数据支撑;③实验室人员变化数据查询与可视化展示。实验结果表明,所提基于Faster R-CNN和IoU优化的实验室人数统计与管理系统可用于办公场景中实时人数统计和远程管理。

摘要：轨道角动量(OAM)涡旋电磁波大多通过复杂的系统生成,为简易地获取OAM电磁波,设计一种圆极化螺母型贴片天线。通过控制2个馈电点的相对位置,生成特定模式的OAM圆极化涡旋电磁波。理论推导和模拟仿真结果证明了该螺母型贴片天线的有效性。与传统形状的贴片天线相比,该天线结构小巧紧凑,改善了空间辐射相位分布与谐振特性。

摘要：如何灵活地控制和操纵热流是目前研究的热点.本文根据变换热力学方法,导出了具有任意横截面形状热集中器的材料参数表达式,并在此基础上设计了具有圆形、椭圆形、正五边形等规则横截面形状的热集中器和具有共形、非共形任意横截面形状的热集中器.全波仿真结果表明,这些热集中器使等温线和热通量向其压缩区弯曲,靠近热源的一侧热扩散加快而相反的一侧热扩散减慢,在很小的区域内表现出对热量的集中作用,这一特点在热能工程中有潜在应用.此外,研究了圆柱形热集中器的层化实现方法.结果显示,热集中器可通过将同性材料沿角向分层交替填充来实现.这项工作对热集中器的设计及制备具有指导意义.

摘要：基于二维LC网络,设计了一种零电磁材料聚焦器,导出了该器件等效节点电压分布矩阵,研究了聚焦区域为三角形、四边形、六边形、八边形的电磁聚焦器,并在此基础上仿真了形状和尺寸对其聚焦特性的影响。结果表明:当聚焦区域小于两倍波长时,该器件的特性与聚焦区域的形状无关;当聚焦区域逐渐增大时,焦点的能量也随之增强;当聚焦区域大于两倍波长时,主焦点逐渐消失,同时将产生多个副焦点。

摘要：超材料放大装置能够将物体任意放大,其在小目标识别和检测中有广泛的潜在应用。为了促进该装置的实际应用,基于变换光学原理提出了一种新的简化材料参数设计方法。该方法通过选择适当的变换方程,使得材料参数的径向和角向分量为常数而仅轴向分量随半径变化,同时还能确保装置的外边界与自由空间阻抗完全匹配。全波仿真结果验证了该方法的有效性和放大装置的良好性能。此外,分析了材料损耗和参数抖动对装置性能的影响,扩展了变换光学理论的应用,为超材料器件的参数简化提供了一种新的、可行的解决方案。

摘要：如何灵活地控制和操纵热流是目前研究的热点.本文基于拉普拉斯方程提出了一种设计任意形状热斗篷的方法.对于形状规则的热斗篷,在特定边界条件下求解拉普拉斯方程得到了斗篷区域材料的热导率分布解析表达式;对于不规则形状的热斗篷,通过数值求解拉普拉斯方程得到了斗篷区域材料的热导率参数分布.全波仿真结果表明,所设计的二维和三维任意形状热斗篷内部隐身区域的热通量为零,从而具有热保护功能;同时,热流绕过斗篷后温度场恢复原来的分布,实现了完美隐身功能.这项研究为解决热斗篷内外边界非共形问题提供了一种可行的方法,对热保护器件的设计和制备有指导意义.

摘要：如何灵活地控制和操纵太赫波是目前研究的热点.根据电磁波传输理论,导出了等离子体辅助平板波导的场分布和色散关系表达式,计算了其传输特性,并通过全波仿真进行了证实.结果表明,等离子体辅助平板波导具有带阻特性,上边带截止频率等于等离子体频率,等离子体层越薄,下边带截止频率越高,带宽越窄;阻带内存在两种不同的物理机理,一种与等离子体和中间媒质的谐振耦合有关,另一种与表面波的形成有关.此外,本文还研究了等离子体频率及碰撞频率对传输特性的影响,提出了通过改变等离子体频率调谐平板波导滤波器特性的方法.同时,采用褶皱金属结构实现了等离子体层,设计了平板波导传感模型,通过改变凹槽内的材料的介电常数仿真了其传感特性,结果表明当材料的介电常数变化0.1%时,平均截止频率变化1.8GHz;通过检测截止频率的变化,传感器能明显分辨氮、汽油、液态石蜡、甘油和水,证实了其优良的太赫传感特性.这项工作对研究太赫波的传输及太赫器件的设计和制备具有指导意义.

摘要：轨道角动量作为一种新的、安全和高效利用频谱的传输复用方式引起了科学界的关注。基于均匀圆阵列,设计了一种工作在X波段的宽带多模轨道角动量天线。该天线由旋转排列的三角形均匀圆阵列组成,其特点是正负模式数的产生除了与馈电方式有关外,还与均匀圆阵中阵元的旋转方式相关。仿真结果表明,在X频段该天线-10 d B带宽范围为9. 33~10. 37 GHz,带宽达到1. 04 GHz,总的效率为52%;在相同阵元数量的情况下,该天线产生的模式数多于矩形贴片天线。该天线具有馈电网络简单、带宽宽和模式数大等优点。

摘要：证明了两块表面具有亚波长凹槽结构的金属板平行放置构成的褶皱金属结构平板波导与等离子体辅助平板波导存在相同点和不同点；并且设计了凹槽深度渐变的对称褶皱金属结构平板波导来实现传输模和表面模的相互转换。研究表明，由于在波导中间区域场分布和能量主要集中在褶皱表面，放入其中的理想导体圆柱不影响其场分布和传输特性，即深度渐变的对称褶皱金属结构平板波导具有隐形效应；褶皱金属结构平板波导阻带上边带截止频率随放入褶皱内样品的介电常数呈线性变化，能够用于介质传感；以柴油、液态石蜡和橄榄油等样品的检测为例，证实了其太赫兹传感特性。该工作对研究褶皱金属结构平板波导的应用，探索其在太赫波的传输、调控以及太赫器件研制等方面具有指导意义。