水听器基阵障板影响和阵列流形的边界元计算及实验验证

在考虑障板对水听器基阵影响的基础上, 提出阵列流形获取的新方法, 即阵列流形的边界元计算方法. 首先将基阵障板视为一个散射体, 然后通过计算散射体表面声场分布, 求出基阵阵元位置处的声场响应, 最后得到整个基阵的阵列流形. 该方法可以获得与实验测量相吻合的阵列流形, 避免了理想阵列模型失配的问题. 对安装在半球形障板上的14元圆弧阵进行了仿真计算, 并在消声水池进行了实验验证. 仿真计算与实验结果表明, 由于障板对水听器基阵的影响, 阵元具有很强的指向性, 导致理想阵列流形与实测阵列流形差异很大, 利用本文方法可以获得与实测值相吻合的阵列流形.     

匹配场噪声抑制:原理及对水听器拖曳线列阵的应用

近年来水声信道中离散噪声源的抑制问题备受关注. 提出一种解决此问题的新的原理. 这种原理可称为匹配场噪声抑制(MFNS). 基于作者课题组已有的工作, 现已充分理解离散噪声源干扰如何影响水听器拖曳线列阵的性能. 在这一发现的启发下, 提出新的匹配场噪声抑制方法. 这种方法开发和利用噪声传输信道的特性, 达到远优于现有方法的噪声抑制效果. 它以匹配场的概念和最优传感器阵列处理的概念相结合, 实现离散噪声源的抑制, 同时保持最优波束用于接收所需要的远场平面波信号. 导出了一个约束最优的MFNS波束形成器, 其约束条件是平面波信号响应为一, 而离散噪声源的匹配场响应为零. 给出了该波束形成器权向量的闭式解. 计算机仿真与理论分析的结果十分一致.     

铝的高能二次电子发射系数的表达式

根据金属二次电子发射的主要物理过程和有效真二次电子发射系数的定义, 推导出高能原电子能量的三分之二次幂与铝的有效真二次电子发射系数的关系式. 根据高能原电子的有效真二次电子发射系数与二次电子发射系数的关系, 推导出高能原电子的能量的三分之二次幂与铝的二次电子发射系数之积为一常数, 并用实验数据计算出该常数, 然后推导了铝的高能二次电子发射系数表达式. 用推导出的表达式计算出一些铝的高能二次电子发射系数计算值, 与现有实验值较好地相符.     

高电压虚火花电子束的发射度和亮度测量

用脉冲线加速器作驱动电源 ,在充以 15Pa的氮气十隙虚火花放电室中获得电压为 2 0 0kV ,束流大于2kA的高亮度电子束 .用罗格斯基线圈和多缝板与酸敏纸薄膜构成的发射度计 ,测出距阳极不同距离电子束的电流强度 ,发射度及亮度 .电子束亮度在阳极附近最大达到 2 7× 10 12 A/(mrad) 2 ,在距阳极 16cm处仍高于 10 10 A/(mrad) 2 .     

超声管形聚焦式声化学反应器

提出一种新型声化学反应器, 该反应器通过纵振电声换能器激励特定长度的圆管, 使其能有效地将纵向振动转化为径向振动从而向管内辐射超声波, 并在管内聚焦形成高强声场. 管形聚焦式声化学反应器结构简单, 容器壁均可辐射声波, 故电声转换效率高, 其产生的聚焦声场为声化学反应提供了良好的条件. 反应器的长度最大可达2 m, 处理液可连续式通过, 在声化学等液体处理领域有很好的应用前景.     

天体成像的重大突破——光干涉望远镜阵的新进展

由于Capella双巨星二维平面图的获得,预示光学望远镜镜阵已实现30毫弧秒分辨率成像并将进入毫弧秒级分辨率,无论从方法的简易性、设备的投资考虑,将使甚长线射电望远镜阵相形见绌.     

液固界面反射的柱面波和头波的相位差和干涉*

用数值方法和实验方法研究了脉冲柱面波在液固界面上的反射场场,计算出以太度表示的声场图像,并给出了反射波的波阵面上一系列暗区所对应的入射角,从schlieren系统获得的声场照片中量出暗区的位置与数值计算结果一致,暗区的形成,一是由于辐射头波的损耗,二是由于头波和反射波的干涉,假定头波的相位超前于反射波约3π／4,可以较准确地解释严格的理论计算结果及实验照片。     

阵列瞬态电磁脉冲传输特性研究

依据均匀圆盘电流模型辐射电磁脉冲的轴线能量解析解, 给出了单元天线轴线能量传输特性的物理实质, 在此基础上, 提出了时域天线辐射电磁脉冲的点源近似模型, 并依次解析分析了阵列天线辐射电磁脉冲波束的能量传输特性, 波束宽度等特征参数. 采用基于Blumlein形成线的光导开关和超宽带槽天线一体化的辐射单元设计方法, 研制了23×16单元的阵列瞬态电磁脉冲产生系统; 在2.5 km范围内, 验证了瞬态电磁脉冲可以确定脉冲波形在自由空间传播、并具有场分量的相长叠加与波束聚焦特性等原理性概念; 在误差范围内, 理论计算与实验测试结果一致.     

正交球面波源边界点法及其在声全息中的应用

在采用常规的边界点法求解声辐射问题时, 所有传递矩阵的构造均需要对表面法向振速特解矩阵直接求逆, 因而要求表面法向振速特解矩阵必须为满秩方阵, 但常规边界点法中特解源的类型单一, 相互之间不存在正交关系, 且特解源的位置又只能由经验公式来确定, 因而限制了其应用范围. 鉴于此问题, 首先对特解源的构造方法进行了改进, 提出采用奇异值分解方法对所构造的表面法向振速特解矩阵求广义逆, 从而解除了对特解源位置的约束. 在此基础上, 进而提出采用不同阶次的正交球面波源作为特解源的正交球面波源边界点法, 此时只需满足使特解源的个数小于等于表面结点个数即可, 该方法一方面继承了常规边界点法的所有优点, 另一方面又从根本上彻底地解决了特解源位置的选取问题, 并避免了那些对计算结果毫无影响而只是增加了计算量的特解源存在. 首先对所提出方法进行理论推导, 随后将其作为声场全息变换算法应用于声场的全息重建和预测中, 并通过实验研究, 验证了文中方法及其在声全息中应用的可行性和正确性.     

液氮温区高效直线压缩机驱动的脉冲管制冷机

通过对直线压缩机驱动的脉冲管制冷整机系统的效率进行理论分析, 发现惯性管的阻抗不仅对脉冲管制冷机的效率有重要影响, 而且会改变制冷机的阻抗, 从而进一步影响压缩机的电声转换效率. 借助于湍流修正模型, 解决了惯性管阻抗由于受到湍流转捩的影响而难以预测的问题, 因此设计出了一台高性能的直线压缩机驱动的脉冲管制冷机. 在电输入功率为127 W、制冷温度为77 K的情况下获得了9.4 W的制冷量, 整机相对卡诺效率达到了19.8%.     

微管道中压力驱动液体流动的边界速度滑移

微通道中气体流动的速度滑移现象已经获得普遍共识. 对于宏观流道中压力驱动的液体流动, 常常忽略其中的速度滑移. 但当流道的截面尺度减小时, 速度滑移对流动和传热的影响越来越显著. 基于Hamaker均质材料的假设, 建立了液体微团与固体壁面作用力的计算方法. 由近壁面流体微团的受力分析可知, 粗糙壁面对近壁面流体微团的作用力可以抵抗来自上层微团的剪切力, 从而保持近壁面液体微团的静止, 进而提出了液体微团速度滑移的判定准则. 根据发生滑移的液体微团上的受力平衡关系, 可以确定液体微团所受的壁面摩擦力, 再根据推导得到的壁面处液体摩擦系数的计算方法, 可确定液体微团的滑移速度量. 研究表明, 微管道中的压力梯度较大时, 壁面边界处速度滑移可能发生, 若忽略滑移速度则会给管内流量的计算造成误差.     

利用反射差频参量阵进行生物组织B/A值的层析成像

在有限振幅插入取代法的基础上,提出了利用反射模式的差频参量阵对生物组织的非线性声参量B/A值进行层析成像的理论和实验方法;测量了差频声波的指向性,并对若干生物样品进行了实验成像,获得了满意的结果,为医学超声提供了一个新的成像方法.     

低能弹道电子对Au/Si界面电子透射性质影响的研究

金属/半导体界面的结构及性质一直是人们十分关注的研究领域,随着微电子技术的飞速发展,在微米、甚至纳米的微观尺度上研究探测界面的性质已经变得日益重要,弹道电子发射显微镜(Ballistic-electron-emission microscope,以下简称BEEM)是在扫描隧道显微镜(STM)基础上发展起来的一种最新的界面研究实验技术,如图1所示的BEEM实验采用的三电极系统中,STM针尖向沉积在半导体基底上的一层薄金属膜发射电子,运用平面隧道结WKB近似及测不准原理可以计算出,针尖发射的电子束在到达界面时其束径约为纳米量级,因此BEEM能够在纳米尺度上探测样品界面电子性质的分布特性.如果将探针定位于样品表面某点上,在保持针尖和样品表面的隧道电流I_t恒定的情况下扫描针尖电压V_t,还可获得得弹道电流互I_c与电子能量V_t的关系,称为弹道电子发射谱(Ballistic-electron-emmisison spectroscope,简称为BEES),BEES不仅反映出被探测纳米尺度区域界面的肖特基势垒高度,而且还提供了电子从发射针尖到半导体内部整个传输过程的有关信息,包     

利用反射差频参量阵进行生物组织B/A值的层析成像

在有限振幅插入取代法的基础上, 提出了利用反射模式的差频参量阵对生物组织的非线性声参量B/A值进行层析成像的理论和实验方法; 测量了差频声波的指向性, 并对若干生物样品进行了实验成像, 获得了满意的结果, 为医学超声提供了一个新的成像方法.     

Shor整数分解量子算法的加速实现

基于半经典量子Fourier变换的实现方法,提出了整数k的3元二进制表示生成向量和生成函数概念,构造了生成函数的真值表,证明了由其逐比特生成的整数k的3元二进制表示向量是整数k的一种NAF表示,且表示中非0元个数的最大值为[(「logk■+1)2],并基于此重新设计了Shor算法的量子实现线路.与Parker的Shor算法量子实现线路相比,计算资源大体相同(所需的基本量子门数量均为O(「logN■3),所需的量子比特数量前者较后者多2量子比特),但实现速度提高了2倍.     

Shor整数分解量子算法的加速实现

基于半经典量子Fourier变换的实现方法, 提出了整数k的3元二进制表示生成向量和生成函数概念, 构造了生成函数的真值表, 证明了由其逐比特生成的整数k的3元二进制表示向量是整数k的一种NAF表示, 且表示中非0元个数的最大值为[([logk]+1)/2], 并基于此重新设计了Shor算法的量子实现线路. 与Parker的Shor算法量子实现线路相比, 计算资源大体相同(所需的基本量子门数量均为O([logN]³), 所需的量子比特数量前者较后者多2量子比特), 但实现速度提高了2倍.     

氮化物半导体电子器件新进展

氮化物宽禁带半导体是实现大功率、高频率、高电压、高温和耐辐射电子器件的一类理想材料.基于氮化镓(GaN)异质结的高电子迁移率晶体管(HEMT)是氮化物电子器件的主流结构,该结构利用高电导率二维电子气实现强大的电流驱动,同时保持了氮化物材料的高耐压能力.近年来,GaN HEMT器件主要在微波功率和电力电子2个领域得到了快速发展.本文评述了GaN微波毫米波功率器件和高效电力电子器件的若干研究进展,并提出了氮化物电子器件仍存在的问题及解决方向.     

框架结构梁、板、柱一体法施工质量控制

结合工程实际从多方面进行了分析,制定出消除框架结构梁、板、柱一体法施工质量问题影响的措施及施工方法,并获得了较好的经济效益与社会效益.     

四针状纳米ZnO场发射性能及H2热处理效应

通过热蒸发反应沉积的方法制备了大面积的四针状ZnO纳米结构材料. 四针状纳米结构具有细小的尖端尺寸, 为六方纤锌矿晶体结构. 在不同极间距下测试了样品的场发射性能, 其开启电场约为3.7 V/μm, 并利用Fowler-Nordheim方程对场发射特征进行了分析. 进一步采用在H2气氛中退火的方法优化了四针状纳米ZnO材料的场发射性能, 降低了开启电压. 研究结果表明, 四针状纳米ZnO体现出较低的开启电压和高的发射电流密度, 是具有广泛应用前景的冷阴极场发射材料.     

多苯基苯单元构建防聚集高分子及其在聚合物蓝光二极管中的应用

改善聚芴的性能具有重要意义.本文针对2种影响聚芴蓝光发射的作用,设计并合成了以多苯基苯和芴单元以及多苯基苯和咔唑为构筑单元的聚合物.热重分析结果证实,多苯基苯单元的引入可以赋予聚合物良好的热稳定性.另外,多苯基苯单元能够极大地改善聚合物的溶解性,并有效抑制聚合物链间的相互作用,防止固态时聚合物发射光谱的红移.理论计算结果表明,在其最优化构型中,多苯基苯-芴共聚物中共聚单元间二面角为61.1°,较多苯基苯-苯二面角(36.9°)更大,进一步说明多苯基苯单元的引入能够增加高分子链的扭曲程度,减小共轭程度,更加有利于获得蓝光发射,减少激基缔合物的形成.将聚合物作为高分子发光二极管中的发光层,多苯基苯-咔唑共聚物表现出较好的深蓝光发射,其色坐标为(0.19,0.13).结果表明,多苯基苯单元能作为有效的构筑单元应用于深蓝光聚合物的合成.