一种新型长周期光纤光栅透射谱的数值计算

对采用高频CO2激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅的透射谱进行了理论分析.把这种新型长周期光纤光栅的折射率调制类型近似为三角波,以耦合模理论为基础,采用三层介质光纤模型,推导了耦合系数和耦合模方程.考虑光纤的材料色散,对透射谱进行了具体的数值计算,数值计算与已有的实验结果基本吻合,验证了提出的理论模型的正确性.     

多材料双通道激光熔覆过程的计算机仿真

在激光快速成型过程中研究激光熔覆载气式同轴送粉粉末颗粒的汇聚特性以及基体的温度场与应力场的分布情况。采用气体-粉末两相流理论以及双通道流对载气式同轴送粉喷嘴内的流场进行了数值模拟,应用FLUENT软件中的离散相模型计算了粉末颗粒的运动轨迹,并通过多物理场耦合程序MpCCI平台对熔覆过程进行了数值仿真。结果显示:粉末颗粒在距喷嘴距离15~20mm之间具有最佳汇聚特性,在多物理场耦合作用下熔池的温度以及应力分布与实际情况相符合。     

遗传算法的生物组织弹性模量反求研究

现代医学步入计算医学时代.生物组织的病变往往导致其物理特性的变化,那么研究生物组织的物理特性变化对诊断生物组织病变与否能够提供参考.本文给出了已知生物组织部分边界位移信息、外部载荷、边界条件和有限元模型,利用遗传算法反求弹性模量的方法.首先将求解弹性模量问题描述成一个力学反问题,建立逆系统辨识的数学模型,并应用遗传算法原理建立生物组织弹性模量反求算法.利用仿真算例验证了算法的有效性,并结合图像识别技术试验获取对象部分边界位移信息,其中选取Log算子(σ=3)为实验中边缘检测使用的算子,选用双线性坐标变换公式进行影像内定向,最终反求其弹性模量,结果的相对误差为0.914%,证明了本文反求方法的可行性.     

二维不可压缩层流模型数值解与稳定性

层流流动稳定性的研究主要在于数学模型的建立以及求数值解.以Poiseuille流动为例,运用谱方法对二维不可压缩层流模型Orr-Sommerfeld方程进行了展开与数值计算,得到了相应的层流稳定性数值条件.计算结果表明,谱方法具备较高的数值精度和较少的计算时间.     

激光对DNA分子的非线性作用效应的混沌行为分析

本文对第一作者提出的激光－ＤＮＡ相互作用方程的非线性混沌行为进行了解析分析和数值分析，将有助于对激光的生物遗传诱变效应的解释。     

激光焊Ⅰ型夹芯三明治板挠度分析

应用等效刚度模型,按均质梁理论,计算激光焊接Ⅰ型夹芯三明治板在三点弯曲状态下弹性阶段的挠度,得到挠度曲线,并利用ABAQUS有限元软件对其进行受弯性能数值模拟分析,得出加载点的荷载-位移曲线,并对理论挠度曲线进行验证.结果显示:挠度的理论值与模拟值吻合较好,在加载点处相差1.3％,说明应用等效刚度模型计算梁挠度准确性较高,并通过有限元分析得出了所研究三明治板的极限承载力,研究结果对今后激光焊Ⅰ型夹芯三明治板的设计及应用具有一定的指导意义.     

格子Boltzmann方法在流注放电方程求解中的应用

针对流注放电仿真过程中粒子输运方程求解难的问题,应用格子Boltzmann方法设计更简单计算量更小的求解模型.文中给出了基于D1Q3格子模型的1.5维流注放电仿真模型,电子输运方程和正离子输运方程数值求解方法,并利用该模型对大气压下平板电极间N2气体两种流注发展过程进行了数值仿真,从而证明了利用格子Boltzmann方法对流注放电仿真进行研究的可行性.     

脉冲激光辐照 TiO2材料损伤的数值计算

构建了高斯脉冲激光辐照半导体材料的二维轴对称模型及热源模型,通过求解热传导方程计算了材料表面沿径向和纵向及材料表面中心的温度场分布.采用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics分析了1064 nm纳秒级脉冲激光辐照半导体材料TiO2的温度场分布.分析单光子吸收与自由载流子吸收对材料温升的影响.结果表明,对于波长为1064 nm的脉冲激光辐照TiO2,当激光的峰值功率密度达到108W/cm2时,自由载流子吸收的作用已不可忽视.计算温度场时,应同时考虑两种吸收.     

利用同伦微扰法和Adomian分解法求解捕食生态模型

给出了同伦微扰法和Adomian分解法的计算过程,利用同伦微扰法和Adomian分解法求解Bazykin捕食生态模型和一类带有Holling Ⅱ功能反应和食饵具有似Allee效应的捕食生态模型.数值仿真结果表明,与经典的Rung-Kutta法进行对比,这2种方法可用于近似求解所给模型.     

软组织形变实时仿真的非线性模型

从软组织形变过程中的能量耗散角度出发,把对粘弹性组织形变的模拟和共轭梯度法能量下降的过程联系起来,提出了一种基于有限元的非线性计算模型。和目前手术仿真中广泛采用的显式计算模型相比该模型不仅稳定,而且更快速。实验结果表明该模型适合于软组织大形变的实时仿真.     

细陶瓷棒的脉冲热流波动传播行为

用脉冲激光模拟微小圆柱陶瓷棒的脉冲内热源情形,实验研究了脉冲内热源对圆柱陶瓷端面温度场变化施加的影响.实验发现,陶瓷棒端面存在温度波动等非傅里叶导热现象.并且用存在内热源项的双曲导热控制方程和热量波动传播理论解释并定性地模拟了这种非傅里叶导热过程,得到了热流波动传播的实验证据.实验与理论计算结果表明,热弛豫时间τ对微小空间尺度下非均质材料的急速传热过程起着主导作用.     

对激光辐射番茄种子的幼苗过氧化物酶及其同工酶活性测定

本文采用H_e-Ne激光辐射番茄湿种子,其功率密度为0.024瓦/厘米~2,辐射时间为5分钟,经过培养后,测定番茄幼苗的过氧化物酶及其同工酶活性。实验结果表明:经过激光辐射的番茄种子发芽率高,其幼苗过氧化物酶及其同工酶活性亦高。     

激光损伤过程中导带电子产生机理

价带电子跃迁至导带形成自由电子,长激光脉冲作用时,自由电子吸收能量并传给晶格,使材料温度升高;短激光脉冲作用时,自由电子发生碰撞离化,使导带中电子数目急剧上升,当材料达到一定温度或自由电子达到临界浓度时便发生损伤．随着激光技术的发展,人们不断的完善导带电子的产生机理,以达到计算值与实验结果相一致;激光脉冲越短,越多的光-电子相互作用机制会影响导带电子的产生,雪崩离化、多光子离化、导带电子衰减及导带电子能量分布等相互耦合,导带自由电子的产生过程非常复杂．文中综述了激光损伤过程中导带电子产生的机理模型,并提出了应用于亚皮秒及飞秒激光脉冲的耦合多速率方程．     

导电混凝土材料电阻系数的研究和分析

作者研究表明：导电混凝土电气加热蓄热冷却过程中温度（t）随时间（z）变化的客观规律可用广义吴震东方程精确描述和控制。在冬季，导电混凝土墙面、地面及水泥混凝土路面在通电加热或融雪化冰过程中的热工计算也可用广义吴震东方程精确地描述，但需要考虑0℃的冰吸热后转化为0℃的水所需的溶解热。基于这一原理建立了导电混凝土融雪化冰新的热力学微分方程及一整套精确的理论公式，其中，电功率（P）的计算与导电混凝土材料的电阻系数（ρ）密切相关，在上述的基础上对导电混凝土材料电阻系数ρ的主要影响因素，作了研究和分析。     

短期UVB辐照对抱茎风毛菊光合作用的影响

以抱茎风毛菊(Saussurea chingiana)为实验材料,利用短期中波紫外线(UVB,Ultraviolet B)辐照对比实验(CK:对照组,自然大气UVB强度;UVB:UVB辐照度为205μw·cm~(-2),短期辐照时间为4h)研究了光合色素含量、叶绿素荧光快速诱导动力学曲线(OJIP)和光合蛋白表达量的变化。结果显示:UVB辐照降低了抱茎风毛菊的叶绿素质量分数,增大了叶绿素a/b比值和类胡萝卜素质量分数;UVB辐照导致PSII反应中心蛋白(D1、D2)、捕光色素蛋白(CP43)、Cytb6f复合物和ATP酶复合体蛋白均发生降解,外周捕光色素蛋白(LHCII)的表达量升高;UVB辐照抑制了从QA-往下的电子传递,增加了热耗散能量,阻碍了光合作用的碳同化过程,进而降低光能利用率。叶绿素a/b比值、类胡萝卜素含量的增大虽然缓解了短期UVB辐照对抱茎风毛菊的伤害,但是UVB辐照对光合作用仍具有显著的负影响。     

两种修正达西模型对平板通道内流动换热的影响

采用数值模拟的方法,对层流状态下恒热流壁面平板通道完全填充多孔介质的流动换热进行了相关研究.通过局部热平衡模型描述多孔介质内的换热,分别用Brinkman-Darcy流动模型和Brinkman-Forchheimer-Darcy流动模型描述多孔介质内的流动,并对比了两种流动模型下的流动换热性能.结果表明:Re数较小时,两种流动模型下的换热差异很小(壁面平均Nu数相差1%);随着Re数的增大,两种流动模型下的速度场和温度场差异增大,因而为了更准确的描述添加多孔介质后通道内的流动换热变化,在Re数较大时,需采用BDF流动模型.     

一种新的破坏模式：反冲塞

观察了到了长脉冲激束辐照到铜薄片上产珠 新的破坏模式。这种破坏可以分为三个阶段：鼓包；剪垣变形局部化及由冲塞所引起的贯穿，这种破坏模式的典型特征是鼓包和冲塞都是沿着入射激光相反的方向进行的，它同人们所塾知的激光引起材料破坏的分裂，烤化和汽化等不同，激发束的特殊空间分布造成了这种新的破坏模式。     

非对称回复反射自由空间光通信链路性能

调制回复反射器(modulating retro-reflector, MRR)制约非对称自由空间光通信系统的性能. 本文建立高斯光束经角偶棱镜(corner cube retro-reflector, CCR)的MRR反射后出射光束的数学模型,分析大气湍流对调制回复反射器光链路的影响,研究CCR多光束反射特性对大气湍流信道的补偿作用. 仿真结果表明,在传输距离、光功率、反射面积一定的条件下,波长、入射角及CCR折射率都是影响链路性能的关键因素,CCR反射后的多光束效果也可有效降低接收信噪比的起伏.     

肝素钠分离工艺研究

采用碱溶与热变性措施相结合的方法 ,除去内组织复合物中的蛋白质 ,以D2 54强碱性阴离子树脂作为交换剂 ,进行分级分离肝素钠 .对肝素钠的分离方法作一定的改进 ,提高了分离效果 .通过正交实验确定了最佳的工艺条件 .收到较好效果 ,产品稳定性好 ,分离率较高     

粘度模型对U型封闭腔内Al_2O_3-水纳米流体自然对流的影响

采用四种不同的粘度模型计算纳米流体粘度,对二维U型封闭腔内Al_2O_3-水纳米流体的自然对流换热进行数值模拟,研究分析了不同粘度模型、瑞利数Ra和纳米颗粒体积分数φ对纳米流体自然对流换热的影响。数值模拟时参数变化范围为:Ra=10~3~10~6,φ=0.02~0.08。研究结果表明:采用不同的粘度模型时纳米流体自然对流换热效果相差较大,特别是在瑞利数Ra=10~5和Ra=10~6时,采用粘度模型Ⅱ和粘度模型Ⅲ计算得到的纳米流体平均Nu数变化趋势与采用粘度模型Ⅰ和粘度模型Ⅳ得到的平均Nu数变化趋势完全相反。