一种慢波自由电子激光的动力学理论分析

本文用动力学耦合模理论,研究在矩形波导中单侧填充介质而形成的慢波线极化自由电子激光的特性。结果表明,在这一系统中,可用低能电子束产生高频率高增益的自由电子激光,并具有极宽的调谐域。     

Modeling of the whole process of shock wave overpressure of free-field air explosion

The waveform of the explosion shock wave under free-field air explosion is an extremely complex problem. It is generally considered that the waveform consists of overpressure peak, positive pressure zone and negative pressure zone. Most of current practice usually considers only the positive pressure. Many empirical relations are available to predict overpressure peak, the positive pressure action time and pressure decay law. However, there are few models that can predict the whole waveform. The whole process of explosion shock wave overpressure, which was expressed as the product of the three factor functions of peak, attenuation and oscillation, was proposed in the present work. According to the principle of explosion similarity, the scaled parameters were introduced and the empirical formula was absorbed to form a mathematical model of shock wave overpressure. Parametric numerical simulations of free-field air explosions were conducted. By experimental verification of the AUTODYN numerical method and comparing the analytical and simulated curves, the model is proved to be accurate to calculate the shock wave overpressure under free-field air explosion. In addition, through the model the shock wave overpressure at different time and distance can be displayed in three dimensions. The model makes the time needed for theoretical calculation much less than that for numerical simulation.     

平底气泡船凹槽气层波动特性

为提高大型平底气泡船底部凹槽设计的有效性,基于RANS方程及VOF两相流模型构建了大型平板船凹槽气层数值计算模型。研究气层在凹槽中的动态发展过程,分析速度对气层波动的影响规律,并阐述三维凹槽气层的波形特性及其与二维气层波动的区别,揭示气层波动的相似律。数值结果表明:气层在凹槽中呈现波动形态,气层波长随速度的增加而增大,波长等于速度平方的0.64倍;气层在凹槽侧壁的干扰及反射下呈现相干波系,从而其波高及局部厚度也随之改变;气层波动满足傅汝德相似。     

高超声速尖双锥流动高精度数值模拟

以25°/55°尖双锥外形的高超声速低焓层流流动模拟为例,对高阶加权紧致非线性格式模拟激波/边界层干扰流动的能力进行验证和确认。空间离散采用二阶MUSCL和三阶、五阶加权紧致非线性格式,时间离散采用二阶精度双时间步方法,通量函数采用混合Roe-Rusanov,AUSMPW+,Van Leer等,对比了不同精度空间离散格式对时间、网格收敛特性和通量函数耗散特性的影响。数值模拟结果表明采用高精度空间离散格式能在较疏的网格上获得收敛解,并能消除结果对通量函数的敏感性,但收敛需要推进更久的计算时间。数值模拟结果与实验测量结果吻合良好,满足工程精度要求。     

浅海舰船地震波场仿真中的边界处理

为解决舰船地震波场数值仿真中的边界反射问题,结合浅海传播环境特征和舰船地震波激发机理,提出边界处理算法。采用交错网格有限差分法对一阶速度-应力方程进行数值离散;采用应力镜像法处理海水和空气的自由表面,采用分裂式完全匹配层法处理区域边界;将该模型应用于平行海底近场、远场以及倾斜海底的波场仿真算例中。仿真结果表明:加入边界处理后,自由表面的吸收和区域边界的反射有效减少,波场特征清晰,该算法符合浅海舰船地震波场数值仿真的边界处理要求。     

二次相位误差对FMCW SAR成像质量的影响

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)是一种新近提出来的成像雷达体制,在FMCW SAR成像中,相位误差是成像质量下降的主要原因,必须对相位误差进行消除.首先建立了存在二次相位误差的FMCW SAR的信号模型,然后分析了二次相位误差对成像质量的影响,提出了一种补偿二次相位误差的方法.此方法与存在二次相位误差时的成像结果相比较,有效地消除了二次相位误差的影响,成像质量大为提高.     

基于LUT的射频预失真技术

分析了当前文献中几种主要的预失真结构,发现这些预失真结构均不适用于多通道宽频带短波通信中高功率放大器的线性化.提出了一种新的数字射频预失真方案,该方案能够完全适应短波宽频通信的高精度、多通道、宽频带的要求,而且不需要使用射频非线性有源器件.仿真结果表明,在短波通信系统采用这种方案,可以在很大程度上改善功率放大器的线性度.     

瓦斯爆炸波自激励效应的实验研究

基于爆炸波的发展机理在气体爆炸防护技术研究中的重要性,通过实验对密闭通道中瓦斯爆炸波的传播特征及规律进行了研究。结果表明,瓦斯爆炸传播过程中,压力波对火焰波既有促进作用又有抑制作用,不同阶段的主导作用不同;而火焰波对压力波也会产生影响,不但会加强压力波的超压和振幅,而且会使压力波上升段压缩、下降段拉伸,最终可能发展为爆震波,对巷道内的建筑、设备造成极大的破坏。     

锥形液膜的Kelvin-Helmholtz扰动波

为进行锥形液膜雾化过程分析,研究锥形液膜的Kelvin-Helmholtz稳定性问题,应用小扰动假设,建立了锥形液膜数学模型、轴对称扰动运动的控制方程和边界条件,采用分离变量法求解线性偏微分扰动方程组,经过严格的数学推导,得到了锥形液膜内外表面扰动波增长速率特征方程.当液膜锥角为零时,与环形液膜扰动波特征方程一致;当液膜锥角和液膜内径为零时,与圆射流扰动波特征方程一致,表明导出的锥形液膜扰波动方程是合理的.     

基于MIMO技术的山体滑坡雷达

现有山体滑坡雷达是轨道式的,这样就需要精确控制雷达的运动来获得高方位向分辨率,因此,硬件设备要求极高。利用多输入多输出(MIMO)技术通过分时发射和接收信号来获取高方位向分辨率,可以免去雷达运动,从而简化了雷达设备和降低雷达成本。此外,结合步进频连续波技术可以使山体滑坡雷达保持高距离向分辨率的同时进一步降低对硬件的要求,更易于工程实现,成本更低。通过MATLAB仿真初步验证了该方案的可行性。