等离子体频率特性对电磁波反射的影响

应用(FD)2TD数值方法对电磁波作用于等离子体上的反射系数幅值和相位进行了研究,并与解析解进行了比较,证明了该方法的正确性.应用该数值方法计算了等离子体频率分别为10、20和30 GHz三种情况下的电磁波反射系数和相位,以及碰撞频率分别为5、10和20GHz三种情况下的电磁波反射系数和相位,并分析了反射系数和相位的变化规律,结果表明:等离子体频率对反射系数幅值和相位的影响较大,但总趋势基本一致;而碰撞频率对反射系数幅值和相位的影响很小,大部分情况下几乎可以忽略不计.     

随机激光中环形随机腔的谐振特性分析

采用时域有限差分法(FDTD)直接求解Maxwell方程组,分析了二维随机激光器中环形随机腔的构成、形成条件及光波模式特性等.计算表明:随机激光器中形成环形随机腔的散射体临界浓度为30%;随机腔中模式数随散射体粒径增大而增加,且光波模式向低频方向漂移;模式频率间隔只受散射体粒径影响而与散射体浓度(占容比)无关,粒径增大时频率间隔变小;模式特征与散射体的类型无关,最优散射体折射率在2左右.由计算结果可知,可以根据增益介质的特性来选择散射体的参数以得到随机激光的最佳输出特性.     

印制线拐角的频域分析

分析了印制线直角拐角特性阻抗的不连续性及其对传输特性的影响,提出一种设计印制线拐角的新方法.基于时域有限差分法,研究了4种常见印刷电路板(PCB)印制线直角拐角的传输特性和反射特性.结果表明:印制线直角拐角传输特性改善的次序依次为直角拐角、圆拐角、内外斜切45°拐角和外斜切45°拐角,最佳拐角为45°外斜切直角弯曲;印制线拐角特性阻抗与其外斜切45°直角拐角最佳斜切率有依赖关系;对于标称特性阻抗50Ω的微带线,在小于8 GHz的频率范围内,其外斜切45°直角拐角的最佳斜切率约为0.535.     

西安市黑河水库左坝肩渗漏与防渗三维数值模拟研究

针对西安市黑河水库左坝肩渗漏这一重大工程实际问题展开研究与计算 .应用三维有限差分方法对左坝肩单薄山梁的初始渗流场、蓄水后的渗流场进行数值模拟 ,分析渗漏方式、计算相应的渗漏量 ,说明断层是集中渗漏通道 .同时 ,建立帷幕灌浆防渗仿真模型 ,模拟防渗帷幕对渗流场的作用效果 ,并对不同帷幕下限高程的帷幕方案的防渗效果进行对比择优 .计算结果对实际工程的决策与治理提供重要的依据     

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     

耦合空间混响的时域有限差分法模拟

耦合空间与主厅的耦合能够影响主厅的声学特性．文中运用时域有限差分法，在低频范围内模拟了耦合窗面积的改变对主厅中不同位置的耦合常数和声能衰减的影响．发现在耦合空间体积与主厅体积比为1／3的条件下，当耦合窗面积与隔墙面积比小于10％时，耦合空间对主厅的声能衰减有较大影响；主厅的声能衰减曲线和耦合常数随开口的改变而逐渐发生变化；耦合空间对主厅各点音质的影响比较均匀．     

时域有限差分法中的吸收边界条件与角点处理

吸收边界条件是时域有限差分法（FDTD）中的一个重要部分,而吸收边界条件中角点的处理又对吸收边界条件本身影响甚大,角点处理的不恰当,可能导致完全不合逻辑的结果,传统二维二阶近似吸收边界条件中对角点的处理则比较复杂,且不易向三维情况推广,针对这种情况,文中基于单向行波吸收理论,讨论了一种简单易处理的角点处理方法,并设计了一数值试验方法进行了验证,计算结果表明这种方法满足对吸收边界条件所提出的各项要求并具有较高的计算精度,同时,这种角点处理法也极易向三维情况推广。     

超宽带合成孔径雷达在穿墙成像中的应用

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种全天候、全天时的现代高分辨率微波成像雷达.分析了收发共置天线模型和多元静态雷达模型,FDTD建模模拟了室内目标探测场景,通过后向投影算法(back projection,BP)得到雷达图像,很好的验证了该雷达用于穿墙中的高分辨率成像.电磁波在...     

随钻电磁波测井仪器偏心条件下响应模拟与分析

为模拟仪器偏心条件下随钻电磁波测井响应,为随钻仪器偏心校正提供理论基础,基于时域有限差分(FDTD)进行随钻电磁波仪器偏心条件下响应模拟与分析。采用柱坐标系非均匀网格与"阶梯近似"实现对井眼、线圈和仪器偏心的精细模拟,采用各向异性完全匹配层(UPML)实现对反射场的吸收,以减小模型计算规模,从而提高计算速度。通过与一维解析解和偏心条件下半解析解对比,验证了算法的正确性。采用哈里伯顿EWR-Phase4随钻电磁波测井仪,对不同钻井液电阻率、井眼尺寸、发射频率与不同线圈距条件下的仪器响应进行模拟。结果表明:相位差电阻率较幅度比电阻率更易受仪器偏心的影响;线圈距越大、井眼越大、发射频率越高,测井响应受仪器偏心影响越大;对常规砂泥岩地层,当发射频率为2 MHz,钻井液电阻率小于0.1Ω·m时,需要对中源距与深源距响应进行偏心校正。     

内嵌管式辐射地板的RC简化传热模型研究

建立了内嵌管式辐射地板的简化RC(热阻热容)模型,包括混凝土层的5R2C模型(基模型)、上表面铺设层的2R1C模型以及绝热层的2R1C模型三个部分.混凝土层5R2C模型的参数通过建立的有限差分(FDFD)模型在频域进行辨识确定,地板上表面铺设层2R1C模型和绝热层2R1C模型的参数可以直接根据地板上表面铺设层和绝热层的材料热物性直接计算.采用提出的内嵌管式辐射地板的简化RC模型建立方法,将辨识得到的混凝土层的5R2C模型作为基模型,当地板上表面铺设层和绝热层改变时可以快速准确地得到地板的简化RC模型.进一步建立了内嵌管式辐射地板的FDFD模型并将其作为参考模型,通过将参考模型及简化RC模型计算的频域热特性进行对比分析,结果表明所建立的简化RC模型有很好的准确性.