多组元复合介质的高阶非线性极化率

如果复合介质内的电场是均匀的,即各组元内的局域电场的空间涨落充分小,就可以用复合介质的有效非线性介电函数作泰勒展开的方法,导出n组元复合介质的有效高阶非线性极化率的公式。公式在低密度极限下对三组元的复合体系作了应用。     

强非线性复合材料中的原胞有效媒质近似

本文提出了原胞有效煤质近似（ＣＥＭＡ）来研究强非线性复合导体的有效非线性响 应．在该复合介质内，各组分的电流密度与电场关系满足，式中ｘ是非线性响应．这 个原胞模型由两种原胞组成，一种是由核和壳组成的复合原胞，另一种是由单相组成的简单原 胞．研究的基础是把变化原理和有效媒质理论相结合应用于集合原胞系统中．ＣＥＭＡ提出了一 个适用于强非线性复合介质的一般形式．     

非线性复合介质电导的有效介质近似

在强外场作用下,复合介质的电输运性能服从非线性的本构关系。复合介质非线性电导率的计算相当复要,在线性复合介质的理论框架内,已发展了多种有效介质近似方法。利用有效介质近似,可以导出计算有效输运系数的简洁的解析公式。只要颗粒浓度在逾渗临界点以外以及颗粒和杂质的输运系数之比为有限的情况下,有效介质近似的计算都可以给出相当可靠的理论结果,因此,对于工程应用来说,有效介质近似是十分有的工具。本文在非线性复合     

颗粒复合介质的非线性响应

本文应用变分的方法[1]研讨了一组强非线性导电颗粒复合介质的有效非线性响应。我们假定各组元的电流密度(J)——电场(E)关系为J=x|E|~4E,即五次非线性响应。数值给出了在稀释极限下有效电导随浓度及各组元电导的关系。同时研究了非线性次数对系统的有效电导产生的影响。     

强非线性复合介质的电导性质研究

应用伽辽金方法研究了强非线性复合介质的电导性质；讨论了杂质和基质都服从Ｊ＝σ｜Ｅ｜２Ｅ的本构方程；在只保留最低阶近似的情况下，导出了这类复合介质的非线性有效电导率的近似解析公式．     

复合纳米颗粒膜的有效极化率研究

应用复合二元颗粒材料的空间平均电场 、平均电位移 之间的关系及复合介质的非线性光学性质,表示出复合介质的有效介质函数 。假设在线性极限下第i组份的 为常数时,应用微扰理论,导出了复合介质的非线性有效极化率 ,该结果与MG近似理论和EMA近似理论比较应用范围更广。用该理论对Cu纳米颗粒嵌入（SiO2）基质中组成Cu-SiO2薄膜进行相应分析,其结果与Hamanaka的实验结果相吻合。     

有效介质近似自洽条件的研究

运用了两种自洽条件:(1)在长波长极限下,非均匀复合介质的净极化为零,(2)非均匀复合介质的有效电场等于单个颗粒中局域场的平均值,研究了具有不同的电导张量和几何微结构的二组元无规对称分布的椭球颗粒所构成的系统的有效介质近似方程EMA1和EMA2,讨论了逾渗阈值(临界体积分数)fC随退极化因子的变化情况,说明EMA1方程能更好地解释无规非均匀介质的输运性质.并且探讨了将这两种自洽条件应用于一种颗粒浸在另一种基质中反对称分布的Maxwell Garnett型的非均匀复合介质,得出有效电导率的公式.     

复合纳米颗粒膜的有效极化率研究

应用复合二元颗粒材料的空间平均电场、平均电位移之间的关系及复合介质的非线性光学性质,表示出复合介质的有效介质函数εe=F(ε_1,ε_2,f1).假设在线性极限下第I组份的ε_I(I=1,2)为常数时,应用微扰理论,导出了复合介质的非线性有效极化率x_e,该结果与MG近似理论和EMA近似理论比较应用范围更广.用该理论对Cu纳米颗粒嵌入(SiO_2)基质中组成Cu-SiO_2薄膜进行相应分析,其结果与Hamanaka的实验结果相吻合.     

基于改进介质微扰法的水膜厚度测量理论研究

为了解决圆柱腔内壁水膜厚度的测量问题,对水膜厚度测量公式进行校正,分析了交变电场下电介质内的极化过程,推导了交变电场作用下电介质内电场的表达式.由于在交变电场作用下,谐振腔内壁水膜内的电场会发生变化,用准静态法近似介质微扰公式不再适用,基于推导的交变电场作用下电介质内的电场方程,对谐振腔介质微扰公式进行了改进.利用HFSS软件分别仿真分析了同轴腔和圆柱腔在不同频率、不同介质下微扰前后介质内电场大小的变化,将仿真数据和理论计算数据进行对比,证明了交变电场作用下电介质内电场方程的正确性.基于改进后的介质微扰公式,建立了圆柱腔内壁水膜厚度和谐振频偏之间的关系模型,将仿真数据与介质微扰公式改进前后理论数据进行对比分析,结果表明:在同一水膜厚度下,使用改进后微扰公式得到谐振频率较实际仿真数据更加吻合,谐振频率的理论与仿真误差至少提高了35.7%.     

非线性材料的拉普拉斯方程的建立

通过外场中非线性材料极化矢量和电磁之间的关系,建立了均匀静电场中均匀介质内非线性介质球满足的非线性拉普拉斯方程,以便求解静电势与外电场和非线性极化率的关系.     

计算二维复合介质电势分布的半解析方法

运用 Bergman理论讨论了嵌入体为平行排列的无限长圆柱形的二维二元复合介质系统 ,发展了一套计算二维复合介质电势分布的半解析的第一性原理计算方法 .针对该系统 ,求解了单个嵌入体时系统的算符本征值和本征函数 ,并以此作为基函数 ,利用本征函数展开多个嵌入体时的电势 ,给出了展开系数的一般结果和算符矩阵元的一般形式 ,建立了基于第一性原理计算的电势分布公式 ,这一公式为以后半解析计算复合介质中的电场分布创造了条件 .作为算例 ,计算了在圆柱体排列为正方结构和六角密堆结构时电势分布 .     

可变导热系数的颗粒复合介质传热性质的研究

讨论了可变导热系数的复合介质的传热性质。当介质的导热系数是温度的函数时，热传导方程是非线性偏微分方程，作者采用基尔霍夫变换把它变成拉普拉斯方程，于是可以找到原问题的近似解析解。文中考虑一个最为简单的例子：由圆柱形的杂质构成的二维系统，杂质浓度很低，可以忽略颗粒之间的相互作用，杂质具有可变导热系数，基质的导热性质不随温度变化。在此基础上，用朗道方法导出计算可变导热系数的复合介质的有效导热系数的公式。     

一种计算复合介质有效电容率的新方法

本文从简单模型出发，提出一种计算复合介质有效电容率的新方法，分析了理想平行板电容器内两相复合介质的介电特性，计算了不同结构下以体积比1：1混合的两相复合介质有效电容率，并对不同结构下的有效电容率的值做了统计处理，然后将该方法推广到计算任何体积比情况下的有效电容率，在模型中引入可调节参数γ提高了计算方法的适用性，计算结果表明，不同的γ值能够使本文的计算结果分别和一些著名的经典公式符合得很好。     

SVM-PSO混合算法的光学电压传感器内电场优化

对光学电压传感器内电场的优化多采用有限元计算结合穷举搜索,无法反映电场分布与传感结构参数之间的非线性映射关系,且计算与搜索费时、效率低,容易落入局部陷阱。提出基于支持向量机(SVM)与粒子群(PSO)的电场优化混合算法,通过PSO优化SVM的参数以建立电光晶体内电场分布的模型,再由PSO对模型求解得到最优电场分布。以介质包裹结构为例,构建包裹介质的介电常数、厚度以及长度与晶体内电场分布之间的非线性映射关系,且求解过程能够有效地避开局部陷阱,优化后晶体内电场均匀度提高了20.8%、训练时间节省了89%。最后通过实验验证了模型的有效性。     

采用SVM-PSO混合算法的光学电压传感器内电场优化

对光学电压传感器内电场的优化多采用有限元计算结合穷举搜索,该方法无法反映电场分布与传感结构参数之间的非线性映射关系,且计算与搜索费时、效率低,容易落入局部陷阱.为此,提出基于支持向量机(SVM)与粒子群(PSO)的电场优化混合算法.通过PSO优化SVM参数,建立电光晶体内电场分布模型,再由PSO对模型求解得到最优电场分布.以介质包裹结构为例,构建包裹介质的介电常数、厚度,以及长度与晶体内电场分布之间的非线性映射关系.该求解过程能够有效地避开局部陷阱,优化后晶体内电场均匀度提高了20.8%,训练时间节省了89%.最后通过实验验证了模型的有效性.     

用变分法研究复合介质的非线性响应

本文用变分法研究在低密度极限下，非线性颗粒悬浮在线性基质中组成的复合介质的有效非线性响应。     

玻璃中半导体量子点的有效电场

玻璃中的半导体量子点通常是球形的纳米微粒，退极化因子在各方向均为l／3；借助于介质极化理论的一些一般结果，得到球形量子点内的有效电场；量子点内的有效电场与玻璃中的电场成正比，比例系数决定于玻璃和半导体量子点的介电常数．     

电场辅助K^＋－Na^＋交换玻璃光波导的制作与优化

在激光玻璃中使用电场辅助K^ -Na^ 离子交换法制作了平板光波导，发现实验结果与以往电压-时间乘积经验公式计算结果之间存在较大误差，不能忽略空间电荷分布产生内电场效应的影响，并将以往经验公式中的辅助电压项用辅加电压与玻璃内电场之差代替，使用改进后的理论模型计算的不同辅加电压范围和交换时间下的光波导扩散深度与实验数据一致。     

园柱形介质极化时电荷与电场的分布

借助于介质极化的等效模型．可以导出园柱形介质极化时的电行分布与场强公式．作为公式的应用，可以解决几种普通物理范围内难以计算的电场分布问题．     

电介质绝缘老化和击穿的随机模型

从自由电子碰撞电离微观机理出发，导出介质内缺陷长大的速率公式，进一步利用非平衡态统计物理理论 由于放电而引起缺陷不断长大的随机微分方程，求出了击穿几率，寿命分布函数和寿命与电场之间的关系，建立了宏、微观之间的联系，所得民实验和经验公式符合得很好。