两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络容量分析

为了增加传统TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量,采用了两跳中继方式.在两跳中继蜂窝网络模型的基础上,提出了2种时隙调度方法:时隙同步调度与时隙反转调度.分析这2种方法下中继站和基站的小区内和小区间干扰情况,分别得到其在目标小区中的总干扰功率.通过数值计算,获得两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量闭合表达式,并讨论了2种调度方法对系统性能所产生的影响.实验结果表明,采用时隙同步调度方法时,目标小区内部区域可容纳更多用户;采用时隙反转调度方法时,目标小区外部区域可容纳更多用户.因此,时隙同步调度方法适用于小区内部区域负载较高、外部区域负载较低时的情况,而时隙反转调度方法则适用于小区内部区域负载较低、外部区域负载较高时的情况.     

城市微小区区域结构及其性能

给出了城市微蜂窝移动通信系统中典型的小区结构，根据射频保护比及中断概率通过计算机模拟分析了它们的性能     

城市微小区区域结构及其性能

给出了城市微蜂窝移动通信系统中典型的小区结构，根据射频保护比及中断概率通过计算机模拟分析了它们的性能。     

基于时间-空间的进场航迹聚类分析

空中交通管制的核心任务是保证飞行安全,提高航班的运行效率。在航空器进场过程中,很多因素会导致航空器不能严格按照计划航线飞行。由于传统的航迹聚类分析没有将航空器进场飞行当作一个过程来考虑,缺乏时间信息,为了更加符合实际运行情况,本文采用时间窗、空间聚类的方法,合理地提取出了航空器在进场飞行过程中每一分钟的标准中心航迹。然后采用双调和样条插值法计算出了在整个空域内航班进场过程的航迹分布概率。实验表明,此方法快速有效,更加符合管制指挥的实际情况。     

住宅小区内高压线的数值仿真及防护与处理

为了降低房地产住宅开发小区超高压输电线路工频电场强度对建筑小区的影响,基于模拟电荷法,建立了在高压输电线路周围架设屏蔽线时的计算工频电场的数学模型,运用MatLab软件对其进行仿真计算.分析了屏蔽线的架设数目、屏蔽线的架设高度、屏蔽线的排列方式对超高压输电线路工频电场分布的影响规律,以及各种情况下的屏蔽效果和屏蔽范围,并提出了房地产住宅开发小区高压线的防护及处理措施.     

城市大气微环境大涡模拟研究

良好的空气质量是居民生活环境的重要条件之一,大气微环境研究与居民区的空气质量密切相关．大气环境由多尺度的空气运动主宰,而城市居民区空气流动属于微尺度大气流动．介绍城市居民区微尺度大气环境的现代数值方法——大涡数值模拟方法．针对居民小区复杂流动的特点,讨论如何正确应用大涡数值模拟方法,比较不同数值方法对预测城市微环境流动的影响,如：下垫面阻力元法与浸没边界法,亚格子模式的影响等．以模型小区和实际小区为例计算了风场（包括湍流统计特性）,污染物浓度等物理量分布,数值计算结果和模型小区及实际小区的实验测量数据符合良好．     

两跳中继OFDMA蜂窝系统的上行链路覆盖分析

为了增加传统OFDMA蜂窝系统的上行链路覆盖,采用了两跳中继方式.在两跳中继蜂窝系统模型的基础上,将概率理论应用于基于译码转发中继的OFDMA系统中.通过数值计算,获得两跳中继OFDMA蜂窝系统的上行链路覆盖闭合表达式,并提出了有效覆盖半径的概念.假设用户在小区范围内服从均匀分布,从两跳中继系统的上行链路出发,分别对单小区和多小区情况下的覆盖性能进行理论分析,得到了系统覆盖优化模型,然后采用迭代算法对中继站部署的最优位置进行求解.最后实验结果表明,在多小区情况下,两跳中继蜂窝系统所获得的有效覆盖半径要明显小于单小区情况.此外,通过选取合适的参数,整个系统可以获得最大的有效覆盖半径.     

城市小区空气流动与交通污染的大涡数值模拟

城市小区内的大气环境属于微环境流动。复杂的建筑物下垫面决定了城市小区大气环境的精细数值模拟的实现难度。文中采用大涡模拟方法,针对微环境流动的特点研究边界条件的处理方法和亚格子模式的合理选用,实现了小区徽环境风场和污染物浓度场的并行计算。将澳门荷兰园小区进行几何建模,针对该小区的地形特征,采用浸没边界法和分布的阻力元法相结合,实现了复杂建筑物下垫面的有效处理,计算了荷兰园小区从早7：00至晚17：00的风场和交通污染物浓度的分布,取得了与风洞实验和监测数据一致的结果。通过比较不同位置处的污染物浓度,分析了建筑物几何结构对污染物扩散的影响;通过考察不同街道内污染物浓度的分布情况,得到了城市小区内污染物扩散的细节特征。     

基于射线跟踪法的微蜂窝电波传播预测模型

为了分析微蜂窝结构中无线电接收信号的特性,研究了无线电波在微蜂窝结构中的传播路径。基于射线追踪法和镜像反射原理提出一种电波传播预测模型,该模型将城市微蜂窝结构的电波传播路径由几何射线转化为树结构,利用运筹学中图论的相关原理遍历搜索全部路径,再用镜像反射原理进行筛选得到最后的传播预测路径。以某市区部分区域为例,进行无线电波在该微蜂窝结构中的传播预测计算,得到收发机之间的电波传播路径,验证了该模型的可行性和准确性。     

一种基于微蜂窝小区用户比例公平的改进资源分配算法

在微蜂窝小区用户速率比例公平约束条件下,以最大化系统和速率为目标,提出了一种改进资源分配算法,并用拉格朗日法求解优化功率.结果表明:相比于传统的最低比例速率的资源分配算法,本算法在频率和总功率固定的条件下,能减少计算复杂度,且系统速率提高了约2%.     

近场声聚焦波束形成与波束零陷研究

为分析舰船各部位辐射噪声源分布情况,采用近场聚焦波束扫描声图被动定位法,对测量区内各个位置进行逐点波束扫描,根据各点波束输出功率绘制噪声源的分布图.提出近场波束零陷形成方法,在强辐射声源位置形成波束指向性零点,减少其对其他部位波束扫描的影响.仿真结果表明:该方法提高了对弱声源信号的检测和定位能力,改善了聚焦波束扫描声图质量.     

经颅磁声电刺激感应电场聚焦度评价方法

经颅磁声电刺激（transcranial magneto-acousto-electrical stimulation,TMAES）通过超声波和静磁场共同作用产生感应电场以调节相应脑区神经元的放电活动,感应电场的聚焦性能是决定调控精度的关键因素.探索了感应电场聚焦度评价方法,包括建立模型、仿真分析、评价指标的选取和电场聚焦度分析.确定了刺激深度、刺激强度、聚焦面积、焦域长度以及电场强度梯度系数作为感应电场的评价指标,用来衡量电场聚焦水平.结果表明TMAES具有良好的刺激深度以及较高的分辨率,通过以上指标可以准确描述感应电场的分布特征,建立的评价方法可以实现对TMAES感应电场聚焦性能的有效评价.     

250 kV振荡波发生器的固态断路器均压环优化设计

固态断路器的极板边缘电场分布计算是实现安全裕度下断路器均压环优化设计的关键。应用有限元法将断路器内的典型结构简化成轴对称模型,可实现准确快速计算。对充电放电暂态变化过程的电路仿真,发现了放电过程中电场强度比充电过程电场强度更小。基于有限元方法,计算了电场分布,优化设计了均压环。引入均压环管径、外径、安装距等结构参数,提出二阶灵敏度系数的概念,研究了各参数对均压环表面及断路器极板边缘电场分布的影响,有效地将均压环表面的最大电场强度控制在2.5 kV/mm以下。得出了满足250 kV固态断路器均压环条件的有效优化方案。     

基于散射电场的飞机旋翼多普勒回波模拟

旋翼飞机飞行过程中会产生具有独特多普勒特征的雷达回波,通过对旋翼回波的准确模拟,可为不同类型飞机的精确识别提供重要依据.针对现有散射点叠加算法的假设缺陷,从目标高频电磁散射理论出发,提出了基于散射电场的飞机旋翼回波模拟方法.依据电磁散射场与雷达回波方程间的数学关系,发现目标回波的基带信号与目标后向散射电场的复振幅矢量具有一致性,基于此采用物理光学—矩量混合算法,求解飞机旋翼的散射电场;并通过短时傅里叶变换模拟得到旋翼的时频回波.最后,通过与传统散射点积分算法进行仿真对比,同时分析了不同桨叶角对旋翼回波信号的影响规律,验证了所提方法的正确性和优越性,实现了散射电场下飞机旋翼多普勒回波的准确获取,为后续研究飞机的精确识别奠定了理论基础.     

基于间隙实际电场分布的叶片电解加工阴极设计

根据电解加工的基本原理,探讨了基于间隙内简化电场和基于间隙内实际电场分布数学模型的叶片电解加工阴极设计方法,对比分析了这两种阴极设计方法对间隙内电场强度分布的影响,通过一组工艺试验验证了阴极设计的精度.结果表明,基于间隙内实际电场分布的有限元阴极设计方法更符合电解加工的实际物理过程,阴极设计更加精确合理.     

电场计算的快速多极子预条件高阶边界元法

针对多介质工频电场计算中低阶边界元法及预条件(GMRES)法的计算精度低及计算成本高的不足,在低阶边界元法基础上引入高阶边界元和快速多极子法,提出了一种用于求解三维电场分布的快速多极子预条件GMRES高阶边界元法。建立了三维电场计算高阶边界元模型,阐述了快速多极子预条件GMRES高阶边界元法基本原理和具体实现方法;通过双介质实验模型进行了方法验证,并基于500kV变电站部分关键设备的三维电场计算,表明该方法在电场计算精度及在内存消耗和计算时间上均比预条件GMRES法有明显的优势。最后将计算结果与实际测量值进行了比较,该方法的计算结果与测量值最大相对误差为8.65%,该方法更适合于分析变电站这种大尺度多介质环境下的工频电场分布。     

大型电机线棒端部电场的有限元计算方法

由于大型电机定子线棒端部电场分布不均,造成防晕层表面易产生电晕和热老化现象。采用有限元弱解形式与多场建模相结合的方法,对大电机定子线棒端部防晕层电场及损耗密度分布进行了数值计算,并与阻容链算法进行了对比。结果表明,该算法能够避免阻容链方法所导致的算法误差,提高求解准确性;亦能有效解决传统有限元方法的建模及边界设定困难等问题,提高求解效率及精度;其防晕层损耗密度分布与电晕实验中的发热状况一致。该算法能满足具有多段非线性防晕结构的三维定子线棒端部电场计算的工程需要,可作为计算防晕结构及材料参数的理论依据,并为进一步建立优化计算模型提供基础。此外,该算法为存在表面电阻率的有限元电场计算提供思路。     

飞机复合材料结构对雷击附着点的影响

为了确定使用复合材料结构的飞机雷击特性,采用基于传输线矩阵法的数值仿真技术对飞机的雷击附着特性展开研究。以波音777飞机为例,依据SAE-ARP5416和国内相关标准规定的雷击附着点试验方法,对其进行了全尺寸建模仿真,得到了复合材料在不同设置条件下飞机表面感应电场强度大小及雷击附着点分布的特点。仿真结果表明：当机身采用复合材料结构时,飞机表面的感应电场强度值降低,飞机遭雷击的概率下降;复合材料的相对介电常数增高,对飞机表面感应电场的强度值影响很小;飞机表面复合材料的电导率越高,飞机表面感应电场的强度值越大。     

适应多元源荷接入的配电网两阶段灵活性提升优化方法

配电网灵活性提升优化过程中易受不均匀电压、强磁场、电流效应等问题的干扰，灵活性提升效果不明显。为了解决上述问题，提出适应多元源荷接入的配电网两阶段灵活性提升优化方法。该方法首先采用瞬时功率平衡算法保证配电网达到三相平衡状态，其次通过无功出力与有功损耗的输出特点实现配电网的无功规划，有效地提高配电网运行质量，降低网损。最后采用多元源荷接入的两阶段提升优化法提升配电网的灵活性，第一阶段基于灵活性三指标与多源源荷供给特性构建灵活性提升优化模型，第二阶段考虑配电网灵活性指标的概率平衡性，并采用线性转换算法对模型求解，完成配电网灵活性提升优化。试验结果表明，所提方法的网损率小，净负荷波动曲线小，计算时间短，配电网分布式电源接入的灵活适应性强。可见通过灵活性优化调度，可以有效提升含分布式电源配电网的灵活性，提高配电网接纳分布式电源的能力。     

飞行器表面沉积静电分布仿真

研究飞行器表面沉积静电分布规律对于评估其在飞行过程中的静电安全性具有重要意义.结合某型实体飞机开展1:1仿真建模与计算.通过仿真计算,得到了飞机在飞行状态下的电容,对比分析了模型结构、沉积电荷量对飞机表面电荷密度和电场分布的影响规律.结果表明:在飞行状态下飞机的电容约为460.5 pF;模型结构对飞机机头处的静电场有影响,驾驶舱、机舱舷窗等结构使得机头处的静电场变化约20％,而对其他位置处的静电场影响较小;不同沉积电荷量下飞机各放电刷处的静电场强度呈线性变化规律,飞机各放电刷处静电场强度不同,其中放电刷静电场强度最高处比最低处高约97％.