高功率脉冲微波辐照大鼠体内场强的数值模拟

文章在建立大鼠电磁模型的基础上,用时域有限差分法(FDTD)分别计算了2.71 GHz和9.33 GHz高功率脉冲微波(HPPM)辐照大鼠时,大鼠体内,尤其是心脏、肝脏、大脑等器官的电场强度分布.结果显示,2.71 GHz的HPPM腹部和侧部方向辐照时,大鼠各器官的场强从大到小依次为心脏、大脑、肝脏;9.33 GHz HPPM辐照时,场强从大到小依次为大脑、肝脏、心脏.并且相同功率密度的2.71 GHz的HPPM入射到大鼠体内的平均场强约为9.33 GHz HPPM的4倍.结果表明,脉冲微波入射到大鼠体内各器官的场强分布存在一定差异,并与微波的频率以及微波入射方向密切相关.因此,研究HPPM生物效应时,需深入分析生物体内部的场强分布,才能科学合理地表示产生生物效应的电磁辐射剂量,得到较正确的高功率脉冲微波生物效应的量效关系.     

基于过渡过程信号的振动机机体结构裂纹故障检测

目的 研究含裂纹的振动机机体结构在启动这一短时过渡过程中各个动力学响应随裂纹程度变化的趋势,为振动机机体结构的裂纹故障早期诊断研究提供理论参考。方法 将复杂的非线性振动结构问题通过等效建立模型、动力学分析求解、时频域信号分析相结合进行研究,模拟不同的启动初始输入运动信号、不同裂纹位置的情况;编制龙格-库塔VB程序并模拟不同裂纹大小程度来求解该动力学模型,得出位移、速度、加速度等响应的时域图与频域图,并进行对比分析。结果 在时域内过渡过程振动响应的周期与振幅会随裂纹程度增大而增大,在频域内振动响应会随裂纹程度增大而出现“频幅增大”、“频率成分新增”、“移频”的变化规律。结论 通过多角度对比证明,可以将各响应在时域与频域的变化作为故障诊断的判别依据,判断是否含有机体裂纹故障及故障的程度。     

一维波动有限元模拟中透射边界的时域稳定条件

多次透射边界是近场波动数值模拟的一种重要人工边界条件,但其数值稳定性问题一直是致力于解决的关键问题,同时亦是研究难点.本文提出了透射边界时域稳定条件的概念,从透射边界时域计算参数方面界定边界稳定性特征.基于空间插值模式讨论了波动有限元模拟中透射边界可能采用的数值计算格式,进而根据频域反射系数和反射放大失稳准则导出明确的...     

基于泰勒级数展开法的船舶水动力数值预报

为减小由大、小时间参数区域划分不明确所导致的三维时域Green函数的数值误差,在大、小时间区域交界处采用泰勒级数展开法对三维时域Green函数进行计算.基于线性叠加原理,采用脉冲响应函数法对船舶辐射问题与绕射问题进行求解.将Wigley Ⅰ型船作为研究算例,数值计算结果表明:本文计算的三维时域Green函数数值精度在大...     

β-Ga2O3叠层紫外透明导电薄膜的光学设计

采用时域有限差分法计算β-Ga2O3/金属/β-Ga2O3叠层紫外透明导电薄膜的光学透过率,研究Ga2O3厚度、插入层材料及厚度对叠层透明导电薄膜透过率的影响.数值计算结果表明,插入铂或石墨烯纳米层可提高叠层薄膜在紫外波段的透过率,而插入Ag纳米层,叠层薄膜在紫外波段的透过率较之Ga2O3单层薄膜略有下降.增加插入层厚...     

二维四方排列半圆铝管／空气声子晶体的禁带特性

采用时域有限差分法,分析了声波在二维四方排列半圆铝管,空气组合声子晶体中的禁带特性．通过对半圆铝管壁厚、旋转角度的计算,得到了比整圆铝管结构具有更宽完全禁带的半圆铝管结构,并利用实验测试验证了理论分析的正确性．分析了不同凹形截面散射体沿IX方向的禁带特性,指出了半圆管形散射体在实现最大禁带宽度方面的优越性．     

Mur二阶吸收边界条件两种差分格式的比较

从理论上比较了时域有限差分法的Mur二阶吸收边界条件两种差分格式的计算精度、实现难度等,得出了直接格式计算精度较高但实现难度略大的结论.数值实验证实了上述结论.     

基于FDTD的孔缝金属箱屏蔽效能分析

为了分析与解决复杂平台上的天线与其周围指挥舱等金属结构之间的电磁干扰问题,以期将天线对指挥舱内的电子设备的干扰降到最小.应用时域有限差分算法计算了2根振子天线辐射下带孔缝金属箱子的屏蔽效能.通过计算金属箱内部一点的电场强度和频谱特性,研究了形状不同、尺寸不同、面积相同和数目不同等窗口状态对带孔缝金属箱的屏蔽效能的影响,得出了提高带孔缝金属箱的屏蔽效能的一些方法手段.能有效解决工作于车、船和飞机等复杂电磁环境的天线干扰其周围指挥舱等金属结构内电子设备的电磁问题.     

一种快速高效二维时域有限元束传播法

提出并建立了一种新型的快速分析平面光波光路器件传输特性的2D时域有限元束传播法(FE-TD-BPM)模型.与常规时域差分格式的有限元束传播法相比,在时域实现了一维有限元(FEM)离散化处理,基于完全匹配层(PML)边界条件给出了全有限元离散化模型.为了验证算法的精度以及速度,模拟分析了直脊波导以及波导光栅,并且与已有文献的计算结果进行比较,结果表明,该算法无条件稳定、计算速度快,与常规时域差分格式的有限元束传播法相差在0.002%以内,并节省了约70%的机时.     

单自由度复阻尼耗能减震结构的等效系统研究

为了克服复阻尼耗能减震结构运动方程在时域求解时不能保证计算结果稳定收敛的缺陷,研究了此类结构的新型等效系统.首先,依据耗能减震结构的振动响应特性可通过其自振特性确定的性质,重构复阻尼耗能减震结构的基本分析方程,然后根据结构阻尼损耗因子为小量的特性,利用多尺度方法获得了单自由度复阻尼耗能减震结构的等效频率和等效阻尼比.经...