由激光辐照固体表面引起的非Fourier三维传热问题的解析解

针对激光束瞬间加热物体表面时,材料表面附近温度场变化的问题,建立了基于非傅里叶热传导理论的三维热传导数学模型. 考虑了激光束的聚焦特征,即热量或高温主要集中在光束中心附近的局部区域,且沿材料表面切向呈非均匀分布. 利用积分变换技巧,得到了问题Laplace逆变换的解析形式,从而给出了新的温度场解析解,并据此分析了传热过程中固体内部的温度场演化规律及特征. 数值计算结果显示,该问题的温度场呈现出明显的非傅里叶传热特征,与经典的热传导的扩散形式不同,它是以波的形式进行传热的.      

台湾岛周边海域的波候观测

为了更好地掌握我国台湾岛周边的海浪特征,利用来自台湾岛的海浪观测数据,采用气候统计方法,分析该海域的波候(海浪气候态)特征,主要包括波高和波浪平均周期的季节特征、强浪向、大浪频率、阵风系数。结果表明:台湾岛周边的有效波高(SWH)在冬季最大,秋季次之,夏季最低,台东近海的SWH、平均周期常年大于台湾海峡;台湾周边的强浪向常年以偏北向为主,夏季的最大波高为全年最大,冬春两季偏低,冬季台湾海峡的最大波高大于台东近海,春、夏、秋季则相反;东沙岛、台东外洋的大浪频率明显高于其余站点,马祖、澎湖次之,其余站点整体较低;花莲和龙洞各代表月的阵风系数为1.4~1.5,鹅銮鼻常年在1.3左右,澎湖为1.2~1.4。     

基于三维空间域统计信道模型的空时特性

为了研究信号在三维空间域信道模型中的空时统计特性,建立了一种三维统计信道模型,其散射椭圆半球体的中心在移动台(MS),适用于设置低MS天线、高基站(BS)天线且重要散射体分布在移动台附近的室外宏蜂窝通信环境中。假设模型的发射信号服从均匀分布,给出了到达角度(AOA)和到达时延(TOA)概率密度的分析算法,能够估计多径衰落信道的重要空时特性,在方位角和仰角平面同时描述波达信号分别在BS和MS处的分布特性。理论分析和数值仿真结果与三维散射模型结果对比表明,本模型的信道参数估计符合理论与经验结果,更加适应各种室外移动通信环境,拓展了三维统计信道模型的分析和研究。     

规则波致剪切波的时空变化

基于物理模型试验、小波变换理论及剪切不稳定理论等,研究入射波为规则波、地形为平直斜坡情况下的剪切波时空变化特性。通过对15个不同波况下的剪切波流速时间历程的小波谱进行分析,得出如下结论:入射波为规则波、地形为平直斜坡情况下可以观测到剪切波,但是时空变化不明显;剪切波产生后随时间的变化呈现连续性;剪切波在沿岸方向的能量谱中比在垂直岸线方向能量谱中占优势;地形坡度增加会使剪切波产生的区域减小;无论是1∶40坡还是1∶100坡,由剪切不稳定引起的剪切波频率都在约0.015 Hz左右变化。     

基于频域分析的波前像差快速重建

波前重构是测量自由曲面面型及人眼像差中的重要环节,随着微机械制造的发展,波前传感器的微透镜阵列不断扩展,为了保持自适应光学系统中像差的重建精度并提高重建速度,实现波前像差的实时测量,本文提出一种通过快速傅里叶变换的波前重构方法并进行仿真,并与求广义逆矩阵最小二乘解法进行对比.结果表明：该方法在提高重构速度的条件下,能够保持一定的重构精度.从而可以在现有的技术条件下通过该方法实现波前像差的实时测量.     

基于Holtan产流的分布式水文模型

基于GIS与DEM技术,构建基于Holtan产流的分布式水文模型(Grid-Holtan模型)。模型以栅格为计算单元,栅格产流采用基于Holtan下渗方法的超渗产流计算,坡面汇流和河道汇流均采用逐栅格的一维扩散波水流演算模型模拟。将Grid-Holtan模型、陕北模型与新安江模型应用于半干旱的沁河孔家坡流域。结果表明,Grid-Holtan模型、陕北模型的模拟效果好于新安江模型,GridHoltan模型洪峰模拟效果更好。     

前置式膨胀波火炮后喷装置结构研究及优化

常规火炮威力的提高会增加自身重量,严重影响火炮机动性,且巨大的后坐冲量会使炮身失稳,不利于射击精度。减轻火炮自重,提高火炮的射击精度和机动性,运用新型膨胀波技术,以122自行火炮为基础,设计出前置式膨胀波火炮后喷装置的基本结构。建立后喷装置模型,利用Fluent软件燃气后喷过程进行仿真,通过分析影响前置式膨胀波火炮后喷装置的几个关键参数,后喷装置与身管的连接位置、后喷装置进出口面积及后喷装置与身管法线的连接角度,对后喷装置结构进行优化,确定出122 mm前置式膨胀波火炮后喷装置的最佳结构。     

基于压缩感知的智能天线 DOA 估计算法

波达方向（direction of arrival,DOA）估计是利用具有一定空间结构的天线阵元对空间信源的来波方向进行估计。为解决MUSIC算法和ESPRIT算法在智能天线DOA估计中空间谱分辨率和抗噪声性能方面的不足,依据压缩感知理论的贪婪算法思想,将匹配追踪（matching pursuit,MP）算法和子空间追踪（subspace pursuit,SP）算法应用在DOA估计中,即提出2种新的算法MP-DOA和SP-DOA。这2种算法主要包括原子库建立、信号投影、最佳匹配原子筛选及信号特征提取等过程。4种算法的仿真实验与对比分析结果表明,MP-DOA算法在低信噪比情况下较其他3种算法性能更优越,SP-DOA算法在角度分辨率和对信源数的包容方面的性能较其他3种算法优越,也验证了应用压缩感知理论的优越性。     

基于CST的红外吸收器特性分析

具有动态可调特性的红外吸收器在红外开关、传感器以及红外探测等方面具有重大的应用前景。然而,传统材料并不能透过红外电磁波,更不具备理想的动态可调性。本文利用CST三维电磁场仿真软件设计的超材料红外吸收器,能够实现在中红外波段对特定频率选择透过和透射强度可调的效果。仿真结果显示,在272.8THz,686.2 THz和1407.7 THz频率处出现频率选择透过特性;随着模型中金属薄膜的厚度的增大,透射峰位发生蓝移,同时峰值随之减小;随着方孔长度和宽度的增大,透射峰位红移,透射强度增大。此外,该研究可以为红外波段功能器件在实际应用和生产中提供有意义的参考。     

慢波型微波传感器的理论与实验研究

本文从理论上分析了介质加载的Karp型慢波线,得到了一般形式的色散方程,并利用计算机对Karp线的几何尺寸、加载介质的介电常数对其色散特性的影响进行了计算,所得结果对Karp线作为慢波型微波湿度传感器有一定的指导意义,理论和实验证明慢波型微波传感器有其独特的优点.在非电量的微波检测技术方面有较大的实用价值.