聚集高斯波束稳态热晕效应的解析解

在几何光学近似下，利用Helmholze方程，推导了小扰动情况下热晕效应的一般性解析表达式，在近场情况下，得出了聚焦高斯波束稳态热晕效应的解析表达式，并取不同畸变参数进行了计算，结果表明，热畸变参数越大，热晕效应越强。     

强激光大气传输中热晕的仿真研究

采用数值仿真方法,研究了强激光在大气传输中的稳态热晕现象。具体研究了在吸收介质中,横向风以及激光的传输距离对热晕的影响。计算发现,横向风对热晕有抑制作用,风速越大,热晕效应越小,传输距离的增大会使热晕现象增强,传输效率降低。     

序列脉冲激光由地面斜入射空中的热晕效应研究

当强激光在地面以不同天顶角向空中传输时,大气的吸收系数不是常数,利用大气中吸收系数随高度变化的函数,通过内插法得到了中纬度夏季时一定海拔高度下大气的吸收系数,建立了序列脉冲激光在地对空传输的热晕模型.分析了强激光以不同天顶角入射对热晕效应的影响.数值结果表明:当高斯激光束传输同样距离,其他条件不变时,天顶角减小,重心沿逆风偏移程度减弱,峰值光强和桶中功率增大,光束聚焦能力增强,热晕效应减弱;当激光沿海平面水平传输时,热晕效应最强烈.     

连续强激光稳态热晕效应的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,研究了强激光在大气传输过程中产生的稳态热晕效应.计算和分析了有风时稳态热晕效应对轴上光强以及远场能量分布的影响.结果表明,Nc越大,热晕效应越明显;在线性衰减、由横向风引起的散焦和扩散以及自聚焦的补偿的作用下,光束在垂直于风的方向上显著地扩展并聚焦;若不考虑衍射效应,准直光束在风的方向上聚焦,光斑横向尺寸扩展,且光斑分布呈月牙形.     

传输导线等效电阻与频率的关系研究

依据趋肤效应对导线横截面上电流密度分布影响的公式,推导出了传输导线等效电阻随频率变化的关系式,并将等效电阻随频率变化的计算值与文献中[1]已有的实验测试值进行了比较,发现频率越大,误差越大.在考虑了导线自身电感值的条件下进行了实验测试,其结果与理论计算值基本一致,证实了在频率较高的情况下,传输导线的自感对实验结果的影响不能忽略.     

传输导线等效电阻与频率的关系研究

依据趋肤效应对导线横截面上电流密度分布影响的公式，推导出了传输导线等效电阻随频率变化的关系式，并将等效电阻随频率变化的计算值与文献中已有的实验测试值进行了比较，发现频率越大，误差越大．在考虑了导线自身电感值的条件下进行了实验测试，其结果与理论计算值基本一致，证实了在频率较高的情况下，传输导线的自感对实验结果的影响不能忽略。     

腔镜热畸变对激光输出特性的影响

本应用微扰理论，对微热变形腔的激光模式进行了理论计算与分析；给出了激光模式之间的耦合以及等效光束发散角与镜面变形量之间的关系．结果表明：镜面中心处热变形量越大，模式之间的耦合越强，激光腔模式发生畸变就越严重；当镜面中心处热变形量为0．5λ时，基模TEM0的中心光强将下降50％，而其等效光束发散角将增大到镜面无变形时的2倍．     

基于E类功放的电磁感应式电能传输系统滑模控制

针对电磁感应式电能传输系统中耦合器的传输气隙易受外部扰动问题,提出了一种能实现系统稳压的滑模控制。在考虑系统数学状态模型的基础上,利用李雅普诺夫稳定性理论对系统进行了稳定性分析和证明,并给出了滑模参数的确定方法。然后,利用有限元分析技术对不同传输气隙下耦合器模型的参数进行了分析计算。最后,建立了基于E类功放的电磁感应式电能传输稳压系统仿真模型,进行了气隙扰动下的仿真,结果证明了系统在滑模控制下具有良好的稳定性。     

冲击载荷下叠层连接材料的建模与计算

叠层连接材料由于其不同层的材料差异使得层间作用力具有不确定性。该文针对叠层连接材料的特点,在复合材料损伤破坏模型基础上,根据小变形弹性理论建立了叠层连接材料的简化单层等效力学模型。为了验证等效力学模型的正确性,将计算结果同Hopkinson压杆实验的结果进行对比,并在此基础上利用实验数据确定等效力学模型计算所需材料参数,采用ANSYS/LS-DYNA有限元计算软件数值模拟计算了筒状壳体在冲击载荷下的动力学响应。研究结果表明:叠层连接材料等效力学模型可以减少计算时间,并保证必要的计算精度,准确地描述叠层连接材料在冲击载荷作用下的力学性能。     

基于多目标遗传算法的工作辊温度场计算与分析

等效换热系数是热连轧机工作辊温度场仿真模型的核心输入参数,多采用遗传算法优化得到,某1800mm热连轧机存在品种、规格交替轧制,等效换热系数的准确计算比较困难.选取多组典型工艺条件下的工作辊下机后表面温度作为优化目标,采用多目标遗传算法进行优化,并通过改变遗传算子有效避免了算法早熟及局部收敛等问题,获取了具有较强适应性的等效换热系数.仿真和实测数据的对比结果证明了优化模型的可靠性.利用仿真模型分析了主要工艺参数对工作辊热凸度的影响,并提出同宽交替时,工作辊热凸度随轧制进程呈指数变化,而在品种、规格交替编排轧制工艺下相邻带钢轧制时工作辊热凸度存在6~21.8μm的波动,且随轧制进程趋于稳定.     

低温条件下铝制翅片-隔板-封条钎焊结构的应力特性的数值模拟

基于热-弹性理论,建立了铝制翅片-隔板-封条钎焊结构的热结构应力分析模型.采用热-结构耦合的方法,模拟分析了铝制翅片-隔板-封条钎焊结构的应力分布.结果表明,等效热应力、等效结构应力和等效应力均在钎焊结构的钎焊接头处产生应力集中,这主要是由于钎焊接头处母材和钎焊层材料性能的不完全匹配和钎焊接头处的结构具有不连续性造成的.等效热应力、等效结构应力和等效应力沿典型路径在钎焊接头处的分布主要受正应力的影响.在热-结构耦合作用下,等效应力主要受等效热应力的影响.因此,热边界的选取对模拟结果的影响是非常重要的.     

基于Isight/Fluent联合仿真的热模型修正方法研究

为提高热模型的仿真精度,提出了一种基于Isight/Fluent协同仿真的热模型修正方法。首先运用Spearman相关级数对热模型的输入参数进行灵敏度分析,确定影响仿真精度的主要参数;然后以修正对象的实测温度值为目标,采用多岛群遗传算法对参数进行修正,得到初步修正后的模型;最后以此模型为基础,运用霍克基维斯算法对其进行精确修正。通过发热电阻对该修正方法进行验证,结果显示,在5~15 V电压下,发热电阻的仿真值与实测值误差小于5.4%,说明通过该修正方法获得的热仿真模型具有较高的精度。     

气溶胶所致热晕的分析

当高能激光穿过大气时,大气中的分子和气溶胶粒子吸热会使大气密度发生变化,从而导致局部折射率变化,由此产生热晕效应。主要分析了热晕效应中气溶胶粒子等效吸收系数以及高能激光的功率问题。     

考虑界面效应的纳米流体的热传导模型

借鉴图论的有关做法。结合威尔逊空间相互作用模型。构建区域中心城市区位选择的模型，从而试图定量分析封闭和开放两种条件下区域中心城市的适宜区位．从模型中可以看出，在封闭条件下区域中心城市适宜区位趋于区域的地理中心。而在开放条件下区域中心城市适宜区位趋于主导联系方向．作者选取浙江省嘉兴市对模型进行实证分析，分别考察了封闭和开放两种条件下嘉兴区域中心城市适宜区位的变化趋势．     

考虑热固耦合作用的高温高压井井筒完整性分析

以高温高压井套管-水泥环-地层为研究对象,建立套管-水泥环-地层组合系统的热固耦合模型,结合边界条件和连续条件,得到相应的应力解析解,并与有限元结果进行对比,验证了解析方法的计算精度.通过分析热固耦合作用下的解析解和不考虑热载荷的解析解,发现热载荷对整体等效应力的影响较大.采用Mises、Drucker-Prager及Mohr-Coulomb屈服准则定义失效系数评价套管-水泥环-地层组合系统的井筒完整性.讨论了水泥环弹性模量、泊松比、非均匀地应力系数、地层温度、套管内压等参数对套管内壁、水泥环内壁及第一、二胶结面失效系数的影响.上述因素对套管内壁、水泥环内壁及第一、二胶结面失效系数均有影响;第一胶结面失效系数较高,对井筒完整性影响较大.     

影响热晕效应中高能激光功率阈值的因素

从理论和数值分析两个方面研究了影响热晕效应中高能激光功率阈值的因素,得到了高能激光的功率阀值与激光束波长的平方成正比,与空气流动速度成正比,与吸收系数成反比的结论.     

最大当量排队长度模型及其时空特性

为描述最大排队长度的时空特性,基于单车道路段当量排队长度模型,推导出最大当量排队长度模型.运用数理统计方法分析最大当量排队长度的交通流特性、时间特性与空间特性.使用偏微分方法求解各个影响因素对最大当量排队长度的灵敏度.结果显示:最大当量排队长度对路段长度最为敏感,其次为滞留车辆数,对到达车流量、周期时长或绿信比的敏感程度均取决于另外两个变量.研究表明在交通控制系统中应优先协调短连线以避免交通多米诺效应;考虑不同园素对最大当量排队长度的影响特性,可以为优化或调整信号控制方案提供理论依据.