介质阻挡放电中螺旋波斑图局域波长特性研究

采用双水电极介质阻挡放电装置,在大气压氩气放电中得到螺旋波斑图,并对其局域波长特性进行了研究.实验发现,螺旋波波长具有保持不变的特性.由于多普勒效应,螺旋波局域波长将随平均波长而发生变化.当其改变超出某一临界值时,螺旋波斑图的局域条纹则会产生断层,使其重新恢复到螺旋波平均波长附近.为进一步证实此特性,实验给出了螺旋波局域波长的相对变化量随平均波长变化的关系曲线.     

负折射材料中电磁波的传播机理研究

该文从理论上研究了负折射材料表面的反射与透射特性,给出了归一化的反射透射功率与入射角之间的关系曲线.当入射波为垂直和（TE波）时,得到了发生负折射时的全内反射角随参数和材料折射率的变化关系.介质中的一个本征波透射到法线的另一侧,其功率流方向与传播的波矢方向相反.     

位置扰动对激发介质中螺旋波动力学行为的影响

本文在Greenberg-Hastings激发介质元胞自动机模型规则网格基础上施加位置扰动,以此模拟激发介质中激发元之间相互作用距离的改变。计算机数值模拟结果表明:对于在规则网格下产生的稳定螺旋波,施加位置扰动后发现,螺旋波斑图的稳定性与元胞位置扰动的幅度有关,不同幅度的元胞位置扰动导致稳定螺旋波发生两种不同的变化:漫游后形成新的稳定螺旋波;漫游后从系统中消失。通过波头运动轨迹和系统激发比率的变化来简要分析产生这些现象的原因。     

介质阻挡流光放电中的螺旋波与靶波

采用双水电极实验装置,对大气压氩气介质阻挡放电中的靶波与螺旋波斑图进行了观察测量.实验发现靶波与螺旋波可以互相转变,且有2种不同的转变路径:靶波→单臂螺旋波→靶波→单臂螺旋波;靶波→单臂螺旋波→双臂螺旋波→靶波.     

震荡和间歇矩形周期驱动实现螺旋波的抑制

研究了一类激发介质Fitzhugh-Nagumo模型的螺旋波抑制问题.通过对整个系统注入弱的矩形周期信号来改变系统的动力学特性.不同周期的矩形信号驱动会导致丰富的斑图,恰当的驱动周期和信号幅度可以将系统控制到稳定均匀态,最有效的驱动周期接近系统的本征周期.进一步考虑了时空噪声对螺旋波动力学的影响,结果表明,螺旋波发生了破裂.     

结冰输电线舞动的气动特性分析

为了探讨结冰输电导线发生舞动时的气动条件,从输电导线的动力学方程导出特征方程,并应用复变函数理论对特征方程进行了分析。结果表明:当气动升力曲线初始斜率为负且绝对值足够大、气动升力曲线初始斜率为正且足够大、气动阻力曲线初始斜率为正且足够大、气动力矩曲线初始斜率为正且足够大时,均可产生负阻尼或负刚度,从而使输电导线发生舞动。     

介质阻挡放电中螺旋波斑图的臂数变化

本工作利用介质阻挡放电装置,观察到单臂螺旋波、多臂螺旋波与靶波,发现在参数不变的情况下,不同臂数的螺旋波斑图可以相互转化.利用唯象模型模拟了不同臂数螺旋波的演变过程,结果显示:拓扑缺陷(断层)向螺旋波中心移动时,会引起螺旋波臂数的改变,若断层与螺旋波拓扑荷同号,螺旋波臂数增加,若断层与螺旋波拓扑荷反号,螺旋波臂数将减少.     

基于共振隧穿结构的压力传感器稳定性研究

基于共振隧穿结构的压力传感器的优点是灵敏度高且可调,但是稳定性不好,分析了影响振荡稳定性的原因,提出调整I-V特性曲线负阻区宽度及斜率的方法以提高器件的稳定性.利用共振隧穿结构在负阻区域的滞后(Hysteresis)和平台效应(Plateau-like),通过改变结构参数,如量子阱宽度、掺杂浓度等,加宽负阻区域,减小斜率,达到提高器件稳定性的目的.     

煤层中双重孔隙介质渗流理论的应用

 考虑煤层气稳定解吸和不稳定解吸特征,提出了两类窜流方式不同的双重孔隙介质煤层不定常渗流模型——双重孔隙介质煤层拟稳态和不稳态窜流不定常渗流模型.用有限体积法对其求解,并分析了两类模型在不同地质参数情况下的特征曲线.结果表明,稳定解吸和不稳定解吸现象的存在都延缓了煤层中压力波的传播;解吸系数的增大使煤层压降变缓,且在压力和压力导数曲线上表现为边界距离的增大.对于不同的煤层,当窜流系数过大或过小,或煤层储能系数过大时,计算得到的理论曲线不能表现出双重孔隙介质特征.这与现场测试资料曲线较难出现双重孔隙介质特征一致,从而找到了现场煤层测试难以出现双重介质特征问题的根源.     

间歇线性反馈抑制螺旋波和时空混沌

采用间歇线性反馈的方法研究了一类激发介质中螺旋波和时空混沌的抑制问题．采用系统的采样变量与Logistic混沌信号来驱动系统．数值计算表明：选择恰当的采样周期，在非常小的反馈增益和无噪声下，大约50～80个时间单位后就可以消除Fitzhugh-Nagumo和Panfilov模型所对应的稳定旋转的螺旋波和时空混沌，系统达到稳定均匀态（0，0）．在时空噪声下，稳定旋转的螺旋波变得膨胀稀疏，可观测到螺旋波破裂和新的斑图．     

可激发系统及其对应时空斑图综述

可激发介质的时空动力学研究一直是非线性研究领域的热点.由于其在很多实际系统中广泛存在,相关的研究结果有着重要的应用价值.当外界刺激或扰动低于激发阈值时,可激发系统会很快回到稳定态;当外界刺激超过阈值时,系统将远离定态,做弛豫振荡.在可激发系统的研究中,大部分集中在可激发系统产生的螺旋波斑图方面.螺旋波斑图是一种普遍存在于自然界中的时空斑图,物理、化学、生物体系中都存在这种动力学形式(大都是可激发系统).在实际系统中螺旋波的产生和破碎大都是有害的.比如,螺旋波是产生心动过速的主要原因,螺旋波的破碎对应着心颤(房颤、室颤)等严重的生理疾病.开展对螺旋波的动力学特征、产生和控制的方法研究非常有意义.本文对以上几个问题进行总结归纳,希望对研究者有所帮助.     

心肌组织螺旋波和回卷波的数值分析

利用数值方法，研究激发介质的波形结构，通过计算得到平面螺旋波及其破碎图形，空间回卷波及其扭曲图形，根据波形图案解释了BZ化学反应和阿米巴细菌聚集的实验现象，描述了心肌激发介质内部的波形构造。     

2个可激系统的螺旋波同步行为

研究了2个可激系统的同步行为．2个可激系统用支持螺旋波的FitzHugh-Nagumo模型描述,在没有延迟的情况下,变化可激参数可以改变同步时耦合参数的范围．研究发现,螺旋波同步对应的耦合参数的下限近似和单点动力学的恢复时间长度成线性关系;也给出了同步时耦合参数范围和时间延迟的关系．     

自组织理论的概念、方法和应用

介绍了自组织理论的基本概念、研究方法,以及在生命系统上的一些应用,包括自组织理论的热力学基础、确定性的动力学方法、随机性描述方法和多个体模拟方法.以可激发系统中的螺旋波为例进行了案例分析,并介绍了自组织理论的新进展和在不同领域的新应用.     

一维Tyson反应扩散模型的数值分析

目的 探索有限区域激励介质在反应和扩散机制同时作用下所产生的化学波。方法 在一维Ｔｙｓｏｎ反应扩散模型性质分析的基础上,通过数值计算方法给出了不同扩散系数下,反应区域内反应物和催化剂浓度的空间分布值及区域内若干点的催化剂和反应物的浓度随时间的变化值。结果 得到了浓度分布,从而可以分析出反应扩散系统长时间的存在状态和稳定的周期时空结构,及反应扩散模型中参数对化学波的产生和发展的影响。结论 随着扩散系     

BEC中非线性薛定谔方程的数值研究

通过数值求解非线性薛定谔方程，来分析温度在绝对零度时束缚在谐振子势阱中弱相互作用玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的特性．在一维的情况下，利用定态薛定谔方程，得到了一维谐振势下的基态波函数，同时求得单粒子的基态能量，进一步，利用含时薛定谔方程，研究了宏观波函数随时间的演化，特别是当势阱随时间变化或受扰动的情况．研究表明，一维情况下，不论正散射长度还是负散射长度的原子都可以形成BEC，且非线性相互作用在一定范围内时负散射长度原子的解具有孤立子的性质。     

非均匀介质地震波传播交错网格高阶有限差分法模拟

采用常规的二阶声波方程有限差分方法对于非均匀介质进行了数值模拟时 ,其数值模拟精度较低。而采用一阶双曲型标量波动方程 ,则无须对介质的弹性常数进行空间求导。根据Taylor级数展开式 ,推导出了交错网格一阶空间导数的任意偶数阶精度展开式和相应差分系数计算式以及一阶双曲型标量波动方程交错网格任意偶数阶精度差分格式 ,并给出了该差分算法的稳定性条件。用该差分算法对均匀介质模型、非均匀介质模型和Marmousi模型进行了数值模拟试验 ,并与伪谱法进行了对比。结果表明 ,一阶双曲型标量波动方程交错网格高阶差分法的模拟精度与伪谱法的精度非常接近 ,计算效率高 ,且适合于模拟非均匀介质、复杂构造和复杂地质体的地震波场     

瞬态波在非均匀损伤混凝土介质中的传播

研究了瞬态波在非均匀损伤混凝土介质中的传播,将连续非均匀损伤混凝土介质进行分层均匀损伤的近似处理,利用波谱系数传递矩阵和信号处理手段,计算了3种典型损伤模型对近似脉冲输入信号的时域响应.计算结果表明,由于损伤的存在,将导致响应波的波幅增大,波形畸变,损伤越大,这种增大和畸变的影响程度越明显.     

弹性波在非均匀介质中传播的波幅研究

对弹性波在非均匀介质中传播时的波幅进行了研究.利用积分变换,用解析方法求解了一维非均匀区域的不同性质对弹性波传播时波幅变化的影响;将非均匀区域离散成均匀的薄层,结合相邻层的连续条件,建立了数值解法的波幅传递矩阵.通过实例计算,将数值解结果与解析解结果进行比较,数值解结果具有较高精度,为工程实际中的无损检测提供了理论和计算分析依据.