高功率脉冲对接地传输线耦合的FDTD方法

为研究高功率（HPEM）脉冲对电子设备连接线的电磁干扰问题,采用时域有限差分（FDTD）法分析了接地多导体传输线的电磁耦合响应。采用反射定律结合傅里叶变换计算了地面的电磁贡献,通过与直接照射场叠加得到了多导体传输线的激励场,运用二阶精度的中心差分方法对传输线方程进行了离散,给出了节点电压与电流的FDTD迭代方程,FDTD计算域截断采用前后向差分结合终端广义戴维南定理来完成。数值计算得到高功率高斯脉冲对多导体传输线接地负载的电压响应,该方法具有观察点可灵活选取的特征,最后通过典型算例分析了入射波照射方向、接地负载对传输线瞬态耦合的影响规律。     

布里渊光时域分析传感器扰偏性能研究

普通单模光纤中存在的偏振效应会对布里渊光时域分析传感器性能产生较大影响。理论分析并实验研究了扰偏器对布里渊光时域分析传感器性能的影响。结果表明,采用扰偏器时光纤末端处的检测信号增益的均方根误差相对于不采用扰偏器时降低约4.26dB,有效地抑制了检测信号的偏振起伏,降低了系统偏振噪声;信号增益提高约1.14dB,降低了信号的偏振相关衰落;布里渊频移的均方根误差降至1.6MHz,提高了布里渊频移的测量准确度。     

BOTDA在沥青混凝土铺装层裂缝监测中的应用

为了研究分布式光纤传感技术BOTDA在沥青混凝土铺装层裂缝监测中的应用可行性,进行了相关的室内以及现场试验.对埋设于环氧沥青试件中的光纤在车辆荷载和极限温度下的工作性能进行了研究;采用BOTDA对铺装层裂缝监测进行了室内模拟;在此基础上,将BOTDA应用到现场沥青路面的铺装层中,进行路面的温度、残余变形及裂缝监测.研究结果表明,埋设在铺装层内的光纤能够满足实际沥青铺装监测中的抗压性能要求和温度变化要求,紧套光纤比裸光纤更能适用于实际铺面的裂缝监测,并且将BOTDA应用到沥青铺装层裂缝监测中具有很高的精度和稳定性.     

瞬态振动法瑞雷面波采集质量的探讨与分析

结合实例,对瞬态振动法瑞雷面波资料采集技术进行了研究与探讨.分析了影响瞬态瑞雷波勘探的几个因素,如激发因素、接收因素、观测参数、各点记录和多次叠加以及应采取的数据采集技术,从而达到提高瞬态振动法瑞雷面波资料采集质量的目的.     

一种分层介质低通滤波器的设计与分析

本文给出了一种利用分层介质构造低通滤波器的设计方法.基于阶跃阻抗低通滤波电路设计理论,交替使用高波阻抗和低波阻抗的介质,实现了低通滤波电路的频率响应,并使用时域有限差分法(FDTD)进行数值模拟,验证了滤波电路的频率响应.本文对比了FDTD和隐式FDTD对滤波电路的仿真.隐式FDTD具有较高的效率和精度,适于精细结构的数值模拟计算.这种低通滤波器还可使用同轴线或波导来构造,具有结构简单和尺寸小的优点.随着微波特殊材料技术的发展,这种分层介质滤波器的结构在射频通信、电磁兼容和微波化学等领域具有良好的应用前景.     

瑞雷波数值模拟中的数值频散校正策略及实例分析

为寻求快速、高精度的瑞雷波数值模拟方法,将常用于流体动力学中的通量校正传输技术(FCT)与交错网格有限差分方法相结合,对浅层各向同性弹性介质进行包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟。模拟结果表明:该方法有效地压制了粗网格条件下的数值频散现象,并保留了真实的波场振荡,特别是层状介质中瑞雷波的频散特征被凸显;在同一精度下,该方法与细化网格方法相比,计算效率提高1.3倍。     

共形HIE-FDTD方法的稳定性分析及改进

提出一种金属共形混合隐显式时域有限差分方法(conformal hybrid implicit explicit finite difference time do-main,CHIE-FDTD),与传统FDTD方法相比,该方法用于计算不能与网格共形的金属目标时,既能克服阶梯近似法带来的误差和引起的虚拟表面波,又能提高计算效率。但由于Dey-Mittre金属共形方法本身要求减小柯朗-弗里德里希斯列维(Courant-Friedrichs-Lewy,CFL)条件来增加稳定性,将其引入HIE-FDTD会导致时间步长的减小或使得仿真波形发散提前(降低算法的稳定性)。针对该问题开展了研究,给出了改进方法,并进行了数值验证。     

利用空间自相关法研究华北克拉通中部瑞雷面波频散特征

华北克拉通是我国大陆最古老的克拉通之一,是研究大陆岩石圈形成与演化的一个天然实验室。利用华北地震科学台阵在2007年1月13日记录到的地震微动信号的垂向分量,采用空间自相关法(SPAC法)获得了华北克拉通中部块体7～33 s的瑞雷波相速度频散曲线。总体而言,研究区的频散曲线随周期增加而增大。7～12 s ±的相速度增加梯度较陡,可能反映了该区域地表太古宙至古生代早期的古老基岩露头的影响; 13～16 s ±的相速度反映中地壳的速度变化,中部块体的相速度值随周期增大而逐渐减小,并在16 s ±时达到最小值,这与该地区中地壳发育低速层的地质背景较吻合。     

Rosenbrock耦合积分方法及其收敛性分析

做为一种集计算机模拟和现场试验为一体的混合试验方法,实时子结构试验的关键在于如何保证数值子结构和试验子结构的实时耦联,这就需要高效的数值积分方法.文中在Rosenbrock实时积分方法的基础上,提出了一种具有完全并行计算格式的耦合积分方法.基于单自由度分离质量模型,对该耦合积分方法的稳定性和精度进行了理论分析.然后通过三自由度分离质量模型的模拟,验证了该方法的收敛性和其他算法性能.理论分析和数值模拟结果表明,该方法具有良好的稳定性和二阶精度,与直接积分方法相比更适合用于复杂结构的实时子结构试验及类似的并行模拟.     

使用Z变换FDTD法计算仿真色散媒质中电磁场

在使用FDTD法计算仿真电磁波在复杂色散媒质中的传播时，由于介电参数的复杂性往往给实现带来很大的困难，因此有必要对常规的Maxwell方程做出修改，使得FDTD迭代式能更独立于媒质函数，有利于程序通用化；基于此使用Z变换法把FDTD法应用到复杂色散媒质电磁场计算中；最后给出了一维情况下的仿真图．使用上述z变换法可以简便对于色散媒质FDTD法计算和编程．     

压力波传递速度的测量方法

为准确地确定水管路系统管道内的压力波传递速度，在研究谐振频率测量法和时差域测量法的基础上，对水管路系统中的压力波传递速度进行实验测量。实验结果证明，测得的管路系统的压力波传递速度总是略小于自由场中的声速，且两种方法的测量结果相近、测量精度较高。