创流导理论新高 解薄膜技术难题

21世纪是科学技术迅猛发展的时代．也是物理学经历深刻变革的时代。一方面物理学的研究触及宇宙、太空、原子能等关乎世界未来发展的精深领域另一方面物理学的应用涉及机械、光能、电能等影响着人类生活起居的实际问题。无论是深不可测还是密不可分．对于长期从事真空物理与技术及薄膜物理与技术研究工作的范平教授来说．“不断创新．解决实际难题”都是最好的应对方法。     

基于红外物理与传热学的目标红外成像模型

现有计算机图形学的光照模型,都是对可见光的光照效果的描述,由于它们没能反映物体的红外特性,因而不能为目标的红外仿真提供显示模型。本文从红外物理及传热学的基本理论出发,提出目标的红外成像仿真模型。该模型成功地模拟了由内热源引起的目标的红外特征。从实验结果看,模型的红外仿真效果较理想。     

双站RCS计算GRECO算法的新改进

针对利用单双站等效法存在的大角度双站雷达散射截面计算误差太大的问题和用被光照面作为积分区域计算双站雷达散射截面方法存在的无法处理相对接收站可见面的识别问题,从感应定理和等效原理出发,基于图形电磁计算方法,提出了双站雷达散射截面图形电磁算法的改进方法,解决了可见面的识别问题,扩大了感应定理和等效原理的应用范围,提高了双站雷达散射截面计算的准确度。通过对典型样件的计算结果比较与公认结果和解析算式结果一致,证明了该方法的有效性。     

MPI并行矩量法计算二维粗糙面波束电磁散射

通过有限脉冲响应滤波器理论和快速傅里叶变换方法,模拟了二维高斯随机粗糙面。从电场积分方程出发,利用RWG (Rao-Wilton-Glisson)基函数矩量法结合Galerkin方法,在PC集群并行平台上研究了二维导体高斯粗糙面对波束的电磁散射特性。为使得PC集群信息传递接口(message passing interface, MPI) 并行平台上各参与运算的各进程的负载平衡,对整个阻抗矩阵按行分块,并详细讨论了并行共轭梯度法求解矩量法矩阵方程的并行实现过程。最后在PC集群MPI并行平台上进行数值实验,分析了在波束入射条件下,均方根高度、相关长度和极化方式对二维导体高斯粗糙面的电磁散射特性的影响。     

基于高频方法分析电大尺寸目标的散射

采用物理光学法及其改进方法分析电大目标的雷达散射截面。作为对物理光学方法的修正,采用等效电磁流法计算了物体棱边绕射场的贡献。由于电磁波在腔体内存在多次反射,物理光学方法对于腔体的电磁散射问题给出的结果误差较大。为此,可以采用迭代物理光学法和弹跳射线法计算腔体散射。分别采用迭代物理光学法和弹跳射线法方法计算了腔体电磁散射,并且对迭代物理光学法与弹跳射线法方法的优缺点进行了对比。最后,提出利用图形处理器加速弹跳射线法方法的射线追踪部分,实现了弹跳射线法方法的有效加速。数值结果表明上述方法是有效的。     

调制型光纤捷联系统系泊状态标校方法

针对舰船系泊状态特有的运动环境及惯性器件偏差对捷联系统导航精度的影响,提出一种单轴四位置旋转调制方案并建立该系统误差方程。研究了直观分析系统参数可观测性的解析方法,并运用谱条件数法计算出惯性测量单元（inertial measurement unit, IMU）在静止和旋转状态下各状态量的可观测度,利用分离位置回路的卡尔曼滤波模型实现了器件偏差的现场估计。数值仿真显示,单轴四位置转停方案可以有效地提高惯性器件偏差的可观测度,大大提高了系泊状态下惯性器件偏差的估计精度。     

非平衡和平衡统计系综的一个统一框架

提出通过子动力学方程(简称SKE)来建立一个非平衡统计系综体系。利用所构建的理论框架来研究在弱相互作用和强相互作用的情况下的自旋玻色子模型,从而很容易的得到正则系统的约简密度算子。也讨论了一种建立在安德森模型上的强关联量子网络。     

航空电动推进系统控制及半物理仿真研究

针对一类采用有限能量供电的新型航空电驱动系统,研究系统的最小损耗电流控制及母线电压直接前馈控制问题。提出一种考虑电机铁损的永磁同步电机（PMSM）Γ型等效电路模型,推导满足电机电磁损耗最小的励磁电流表达式。电机转子磁链定向控制,在dq轴电流解耦控制中引入dq轴电流近似表达式。同时,针对电源电压跌落现象,在逆变器空间矢量调制算法中引入母线电压的实时检测值。基于dSPACE半物理仿真实验平台,研制成功航空电驱动系统地面半物理仿真实验系统,给出了系统结构设计及基于MATLAB/SIMULINK的实时控制系统模型。实验结果表明,采用最小损耗电流控制及母线电压直接前馈可以扩宽PMSM高效运行范围,有效抑制电源电压扰动对系统的影响。

Abstract：

A loss minimization current control （LMC） and DC bus voltage feedforward control for a novel aero electric propulsion system with limited power supply were researched. The optimal magnetizing current expression was derived from a Γ equivalent circuit,with taking the iron losses of permanent magnet synchronous motor （PMSM） into account. Adapting rotor field oriented control,the d and q_axis decoupling current control was designed based on an approximate expression of d and q_axis current. As the output voltage sag of battery packs,the sampled value of DC bus voltage was used in the space vector modulation generation algorithm. Hardware-in-loop （HIL） simulation system for this electric propulsion system,based on dSPACE is constructed and the HIL system structure design and real time control module under MATLAB/Simulink were proposed. A variety of experiments was carried out. And experiments result shows that LMC can extend the PMSM operation area with high efficiency as well as restrain the influence caused by the DC bus voltage sags.     

基于物理的植物器官实时变形模拟

近年来,各种方法被用来模拟可变形物体的实时变形。提出了一种基于质点-弹簧系统的植物器官变形模拟方法,并根据交互式设计的要求开发了参数化的植物器官几何造型和弹簧模型生成方法,简化了质点-弹簧模型的构造。实验结果表明,该方法能够获得具有较高真实感的变形效果,能够适用于多种植物器官一般情况下的变形模拟;同时,参数化的几何曲面和物理模型生成能够满足于交互式实时模拟的需要。     

土壤有机质分组方法研究进展

土壤有机质(Soil Organic Matter,SOM)是陆地生态系统的重要组成成分,在陆地碳循环研究中有着重要作用.SOM与土壤物理、化学和生物性质密不可分,其组成、性质和转化一直受到人们的重视.由于SOM的组成、结构、存在方式的复杂性,对SOM的研究一直与其分组技术相联系.根据SOM分组技术所采用的原理和方法不同,主要分为化学分级、物理分级和生物学分级.最后指出土壤活性有机碳的物理分级将是今后研究的主要方向.参39.