列车对矩形隧道中电磁波传输特性影响的带脊波导分析法

通过从矿井隧道的实际情况出发，把求解矿井隧道中存在列车时的电磁波传播特性问题归结为求解矩形正脊波导截止频率的问题。由矩形正脊波导中主模TE10波模的分布结构特征，用准静态方法近似的计算出等效电容和等效电感，从而计算出谐振频率fc，也就是矩形正脊波导的截止频率。并通过计算结果分析了矿井中列车的位置、高度和宽度对截止频率的影响。     

热声热机谐振管截止频率选择机理

通过波导管理论的推导，对热声热机中谐振管的截止频率选择机理进行研究，导出谐振管中传播一维平面波的频率传播范围，阐述热声热机谐振管中一维平面波的传播机理，即谐振管截止频率选择的理论依据。理论研究结果表明：对于同样等效直径的矩形谐振管，其截止频率远大于圆形谐振波导管的截止频率；对于等效半径为2mm的微型热声制冷机的谐振管，当声速为343m／s时，谐振管的截止频率为50248Hz，实际的工作频率5500Hz，远小于谐振管的截止频率；在热声热机谐振波导管中只存在一维平面波传播，有利于合理布置热声热机的其他部件，达到优化热声热机的目的。     

用FDTD分析部分介质填充同轴传输线的截止频率

介绍用二维时域有限差分法(2D-FDTD)分析波导本征值问题的基本原理和计算过程,实例计算了T形分割矩形波导和同轴矩形波导的截止波数,并与文献值进行了比较,其结果与文献报道值吻合的较好,表明方法的有效性.计算了内十字形外矩形截面的方形同轴电缆线的高阶模式的截止频率,获得内十字形外矩形截面的方形同轴电缆线添加部分介质后的归一化截止频率谱图,并给出了其填充介质后各主模式的截止频率.     

矩形截面的均弯波导管

本文用耦合传输线理论研究了矩形截面的均弯波导管中各模式相互耦合的规律,确定了各模式的阻抗参量和导纳参量,并计算了E面和H面矩形均弯波导中主模式的截止频率和波导波长。     

圆波导结构截止频率的时域分析法

本文提出了一种修正的适合于研究圆波导结构的ＦＤＴＤ分析方法，用于求解此类波导结构ＴＥ０ｎ和ＴＭ０ｎ模式的截止频率和场分布，有杉此方法可将这类三维问题在一维空间中加以处理，大大提高了计算效率和减少存贮量，本文对各类典型圆波导结构的截止频率进行了计算和分析，同时分析了网格剖分对计算结果精度的影响，并与已知的理论结果和其它数值方法的计算结果进行了比较，证实了这一方法的可靠性。     

用FDTD法计算部分介质填充波导的截止频率

给出用时域有限差分（FDTD）方法计算电磁场问题的差分格式，详细介绍了FDTD法分析介质填充波导截止频率的计算过程。实例计算了空心矩形波导的截止频率，并与理论值进行比较；计算了填充部分介质时矩形波导和双脊波导的截止频率，获得了三脊波导的归一化截止频率谱图，给出填充不同介质时各主模式的截止频率。     

用于非规则波导传输特性分析的高效坐标变换法

针对传统数值方法在非规则波导的数值计算中存在边界处理复杂、计算效率低等问题,提出了一种高效分析非规则波导传输特性的坐标变换法。首先根据变换函数,将非规则截面区域映射为一个简单的规则截面区域,为保证变换前后Maxwell方程组满足形式不变性,变换后的规则截面区域需填充适当的各向异性媒质,媒质参数由Jacobian变换矩阵确定,由此将非规则截面波导转化为一个与其等效的规则截面波导;其次借助有限元法对简单的等效规则波导进行求解,可有效降低边界处理算法的复杂度和剖分网格密度,提高数值计算效率。对椭圆波导和矩形脊波导的计算结果表明,使用该方法能够在保证足够计算精度的同时,节省计算资源达50%以上。     

波导截止特性和衰减常数的有限差分分析

文章提出用有限差分法计算波导截止频率、截止波数、衰减常数,推导出用有限差分法计算相关参数的计算公式,编程计算了矩行波导、L型波导和单脊型波导的TE、TM波的截止频率、截止波数及衰减常数,计算结果与解析解非常吻合,证明文章提出的计算方法是正确和可行的。     

矩形物体布局的并行算法

分析了矩形物体布局串行算法的计算复杂性，设计出基于ＳＩＭＤ－ＣＲＥＷ共享存储模型的矩形物体布局的并行算法，通过比较和实例分析验证了该并行算法的有效性和快速求解能力。     

用有限差分法分析列车对隧道中电磁波传播特性的影响

文章推导出复杂边界条件下二维Helmholtz方程的差分公式，实例分析了列车对矩形隧道和半圆形隧道中电磁波截止频率的影响、列车-矩形隧道中主模的衰减常数。实例计算结果表明：有限差分法的计算结果与有限元法计算结果完全一致，有限差分法是分析列车-隧道中电磁波传播问题的一种有效方法。     

子阵结构FDA阵列模糊函数建模与研究

基于模糊函数的优化是频率分集阵列FDA雷达波形设计的重要手段，针对现有文献中缺乏对子阵结构频率分集阵列模糊函数研究的问题展开分析。首先建立了窄带条件下发射简单脉冲的FDA阵列数据模型，对比了FDA阵列与相控阵的方向图特性；在此基础上，基于信号经匹配滤波器输出的时域卷积出发推导出FDA阵列在三种接收信号处理机制下的复型模糊函数；然后，对采用不同频控函数的交叉子阵FDA阵列的发射方向图特性、模糊函数特性分别展开分析，并用仿真验证了采用正弦频控函数的FDA阵列具有较好的干扰抑制性能的结论，从而为后续基于子阵FDA阵列的模糊函数设计雷达波形以实现干扰抑制的一系列研究奠定了重要基础。     

压电陶瓷矩形薄板振子的弯曲振动研究

在矩形薄板四边自由及简支两种边界条件下，导出了振子共振频率方程的解析表达式，研究了弯曲振动压电陶瓷矩形振子共振频率与其振动模式、几何形状及尺寸之间的相互关系．矩形截面压电陶瓷细长棒的弯曲振动以及细长条矩形振子的条纹模式弯曲振动，可以由本文理论直接导出．实验结果表明，振子弯曲振动共振频率测试值与理论值符合较好     

基于矩形开口谐振环的低频天线阻抗变换器

设计了一种低频波段使用的新型阻抗变换器，该阻抗变换器在0.1~3 GHz频率范围内实现由输入150 Ω到输出50 Ω的阻抗匹配。矩形开口环结构具有良好的谐振特性，通过在阻抗变换器底部开矩形开口环的方法实现单一频点的陷波特性。新型阻抗变换器其原理是基于巴伦阻抗变换器的阻抗转换特性和矩形开口环结构的谐振特性,仿真结果显示新型阻抗变换器在1.1 GHz频点与2.2 GHz频点的S12参数均在-15 dBi以下，S11参数均在-0.5 dBi以上。经过仿真验证，随着矩形开口环结构长度与位置的变化，可以实现陷波频点在0.1~3 GHz频率范围内自主调控。文中采用HFSS软件进行仿真优化，绘出S参数图，实物测试结果验证了设计结构的有效性。陷波阻抗变换器作为天线匹配终端，在射频信号采集、超宽带天线及阵列阻抗匹配等领域有很好的军事应用前景。     

单向复合材料矩形截面圆柱弹簧的自由振动

把自然弯扭梁理论推广到材料为各向异性的情况,并得到了单向复合材料矩形截面杆件的圣维南扭转翘曲函数的解析公式.在此基础上,进一步导出了单向复合材料非圆截面圆柱螺旋弹簧的运动微分方程,它们由14个1阶偏微分方程组成.方程中不仅考虑了转动惯量、轴向和剪切变形的影响,而且首次考虑了簧丝横截面的翘曲变形对弹簧固有频率和振动模态的影响.由于方程呈现出很强的刚性,这里采用改进的Riccati传递矩阵法对弹簧的自由振动微分方程进行求解.计算表明,对于单向复合材料矩形截面圆柱螺旋弹簧,翘曲变形对其自由振动特性具有重大的影响,是必须考虑的重要因素.最后,研究了各种设计参数对此类弹簧固有频率的影响.     

各向异性介质填充矩形波导的FDTD分析

从麦克斯韦方程推导出用时域有限差分（FDTD）法分析电各向异性介质填充波导问题的差分公式;在MATLAB平台上,编程实例计算了电各向异性无耗介质完全填充矩形波导TE波部分模式的截止频率,计算值与理论值吻合较好;分析计算了矩形波导尺寸变化及电各向异性非单轴介质加载厚度对TE波截止特性的影响。     

Winkler地基上变厚度自由矩形板固有频率的Galerkin解法

采用挠度试函数,给出用Galerkin法求解Winkler弹性地基上四边自由的变厚度矩形板的自振频率方程和算式。     

背馈式长方形贴片天线的Minkowski分形结构仿真

利用HFSS V11高频电磁仿真软件对一款谐振频率为2.45GHz的长方形背馈式贴片天线的Minkowski分形结构进行仿真,仿真结果与正方形侧馈式贴片天线的Minkowski分形结构相似,谐振频率随分形迭代次数下降,进而能降低天线的尺寸,且方向图随迭代次数基本不变,符合使用要求。     

FRP夹层板固有频率分析

为了提高特种航空集装箱的运输效率,减轻劳动强度,进行集装箱箱板的改进研究,由原来的铝合金板改为FRP夹层板,并对其进行固有频率分析.借助波纹型夹心正交各向异性夹层板的控制方程组化为仅包含一个位移函数的方法,得到Z字型加强筋夹层板在四边简支条件下自由振动的固有频率.并结合实际运用有限元方法对复合材料集装箱底板进行模态分析,得到集装箱底板在其实际边界条件下的固有频率及其固有模态,提供了集装箱夹层板的设计依据.从分析结果可以看出,复合材料夹层结构的固有频率相对原均质结构固有频率有所提高,在集装箱运输及作业过程中发生共振的可能性相对降低,因此夹层结构与原结构相比具有更好的动态性能.     

脉冲涡流检测中参数影响的仿真分析与实验研究

脉冲涡流检测过程中传感器尺寸及激励参数对检测结果影响较大,对其进行优化设计可提高检测系统的性能。在分析矩形脉冲涡流传感器工作原理的基础上,采用ANSYS仿真软件建立了脉冲涡流的仿真模型,仿真分析了传感器尺寸变化对铝板中涡流衰减规律的影响,激励脉冲频率和占空比变化对缺陷检测灵敏度的影响,仿真结果表明:当激励线圈长度增加时,涡流在铝板中的衰减速度变慢,而当激励线圈宽度和高度增加时,涡流在铝板中的衰减速度变快;激励频率与占空比对缺陷检测灵敏度的影响与被测试件厚度有关,对于厚度较大的板材,应适当降低激励频率并提高占空比。最后采用实验的方法对仿真结果进行了验证,实验与仿真结果相一致,证明了仿真结论的正确性。     

基于特征值法的矩形薄板的动力稳定性试验研究

对边周期荷载作用下的矩形薄板,当外荷载的激振频率与板的自振频率满足特定的条件时,板发生参数共振失去稳定,其振动幅值迅速增加并在临界频率处产生跳跃式的下降。本文通过设定不同幅值的激振力进行扫频试验,根据参数共振的特点,提出运用时域分析法计算得到了板动力失稳的上下临界频率,验证了特征值法在求解理论不稳定域和非线性响应的正确性。试验结果表明当外荷载的作用频率是板自振频率的两倍时,板发生参数共振失去稳定；板在动力失稳的过程中经历了三个阶段,由稳定的暂态振动过渡至失稳的参数共振最后恢复至稳定的暂态振动；此外,非线性响应结果表明几何非线性限制了板动力失稳时振动幅值无限增长的趋势,并牵引其向大频率方向振动。