不均匀非磁化等离子体柱的ZTFDTD分析

推导出了一种归一化的Z变换FDTD算法(ZTFDTD),将这种方法用于仿真电磁波与非磁化等离子体的相互作用的研究中,给出了非磁化等离子体的FDTD迭代公式.通过二雏模型分别仿真了在不同等离子体自由电子密度分布下等离子体柱对同一频率电磁波的折射作用、相同自由电子密度分布下等离子体柱对不同频率电磁渡的折射作用,以及在不同电磁波频率和等离子体碰撞频率下,非磁化等离子体柱对电磁波的折射和碰撞吸收作用.数值结果表明,等离子体隐身在理论上是有效可行的,合理地设置等离子体参数,可以极大地增强等离子体隐身效果.     

等离子体与高功率微波相互作用中电子分布特性

电子数密度是表征等离子体物理特性的一项重要因素,在等离子体与高功率微波的相互作用中,等离子体对入射电磁波的吸收、衰减和屏蔽等电磁特性可通过电子数密度的变化进行表征。基于等离子体流体近似研究方法,利用COMSOL软件求解等离子体中的波动方程、电子传递方程和重粒子传递方程,计算分析了等离子体与高功率微波相互作用中的电子分布特性,重点分析了相互作用中平均电子数密度和平均电子能的数值和空间分布变化过程。研究表明,在高功率微波作用下,等离子体区域电子数密度在数值上会产生剧烈的阶跃变化,形成雪崩效应,在空间分布上电子数密度峰值产生趋于入射方向移动的变化;电子能的变化与入射波激励和电子数密度相关,随入射激励增加呈增长趋势,随电子数密度的增加而减小。     

入射频率对高功率微波与等离子体相互作用的影响分析

通过建立等离子体中的波动方程、电子传递方程和重物质传递方程,研究了等离子体对高功率微波传输特性的影响。研究了高功率微波与等离子体相互作用中产生的电子密度和透射电场的变化过程,并重点分析了变化过程中入射波频率产生的影响。研究结果表明,在相互作用过程中,等离子体中的电子密度和透射电场在一定条件下会发生阶跃变化,即等离子体区域平均电子数密度会在极短的时间内由1×10~9m~(-3)增加到1×10~(19)m~(-3),平均电场强度也会由初始场强跃变为零,并且这种变化的产生存在一定的入射阈值场强和最低产生时间。当入射电磁波的频率不同时,产生阶跃变化所需的场强阈值和最低产生时间就会变得不同,高功率微波与等离子体相互作用中存在一定的色散效应。在所考虑的范围内,阈值场强随入射波频率线性增长,而最低产生时间随电磁波频率呈非线性增长变化。     

关于应用外加电场和磁场减小等离子体鞘内电子数密度方案可行性的初探

本文应用磁流体力学基础理论,分析了在磁场和电场联合作用下,等离子体鞘中模型流动。初步分析表明,只要合理地放置电极,适当选择外加电场和磁场,应用这种方法可指望在等离子体鞘的局部区域有较显著的电子数密度减小。     

应用于飞行器隐身等离子体的分析

根据雷达波隐身对等离子体电子数密度的要求 ,分析计算说明了热平衡与非热平衡等离子体以及冷等离子体可应用于飞行器的隐身。通过对等离子体不同产生方法、临界电子数密度的分析以及气体击穿电场强度的计算 ,归结出了不同等离子体的特点 ,并进而说明用稳态电源以及微波源产生的等离子体适合应用于飞行器隐身     

磁镜中哨声波加热等离子体研究

本文研究了在产生晃荡电子的特定磁镜磁场位形中。使用哨声波加热等离子体的机制,并对等离子体的参数和等离子体共振区结构进行了测量研究,研究结果表明:(1) 在磁镜基频共振层附近存在等离子体密度峰和电子温度峰;(2) 该峰随着磁镜中心磁场的变化与基频共振层一起移动;(3) 等离子体加热的物理机制为:大量的电子在基频共振层吸收微波,并在此处反弹。     

金属桁架式天线罩薄膜的传输特性分析

为分析微波信号通过金属桁架式天线罩薄膜的传输特性,以平面波在无限大多层介质中的传输和反射为出发点,计算和分析了平面波穿透单层、多层介质时的功率传输系数、反射系数.采用了等效传输线方法,综合运用微波网络级联矩阵理论,一定程度上简化了多层薄膜传输损耗的计算,并以某金属桁架式卫星天线罩为对象,仿真分析了电磁波入射薄膜的电性能...     

集总电阻加载的超薄吸波材料设计

通过在周期结构中加载集总电阻,能够有效吸收入射电磁波,减小目标RCS.给出了两种超薄吸波结构,都具有厚度薄、重量轻的特点.分析了两种吸波材料的吸波机理,给出了表面反射系数的计算公式.实际加工了两种吸波材料,并对其吸波性能进行了分析.     

等离子体干扰巡航导弹研究

等离子体干扰技术作为一种全新的概念,日益受到人们的关注。根据GPS系统制导巡航导弹的特点和等离子体对电磁波传输的影响,探索了一种等离子体抗巡航导弹(GPS制导)新途径。对干扰所需最小等离子体自由电子数密度进行了估算,分析了该途径干扰对抗巡航导弹的可行性,为防御巡航导弹提供了理论依据及数据参考。     

磁约束下等离子体的传热与流动特性仿真

为研究磁约束下低气压放电冷等离子体在空心圆筒结构内的传热与流动特性,采用漂移扩散近似建立了低气压电感耦合等离子体模型,研究磁约束情况下不同外加电源功率和气体压强对等离子体运动的影响。结果表明:在磁约束下,电子主要集中在圆筒的中心区域,电子密度由内至外逐步递减,筒内电子温度和密度均随着外加电源功率的增大而增大;在低压下,由于气体粒子之间的碰撞影响,筒内电子温度随着压强增大而降低,而中性气体的温度随着压强增大而升高。     

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。     

临近空间飞行器等离子体鞘套的太赫兹波穿透特性

临近空间高超声速飞行器再入过程中会产生等离子体鞘套,干扰电磁波对飞行器的探测.针对这一问题,对典型临近空间飞行器模型进行建模,模拟其再入过程中不同飞行工况下的流场分布.基于流场分布对等离子体参数分布进行建模,利用散射矩阵方法从理论上对太赫兹波在等离子体鞘套中的传输特性进行计算.计算结果表明高频太赫兹波能够有效穿透等离子...     

Study on energy release characteristics of reactive material casings under explosive loading

Reactive Materials (RMs), a new material with structural and energy release characteristics under shock-induced chemical reactions, are promising in extensive applications in national defense and military fields. They can increase the lethality of warheads due to their dual functionality. This paper focuses on the energy release characteristics of RM casings prepared by alloy melting and casting process under explosive loading. Explosion experiments of RM and conventional 2A12 aluminum alloy casings were conducted in free field to capture the explosive fireballs, temperature distribution, peak overpressure of the air shock wave and the fracture morphology of fragments of reactive material (RM) warhead casings by using high-speed camera, infrared thermal imager temperature and peak overpressure testing and scanning electron microscope. Results showed that an increase of both the fireball temperature and air shock wave were observed in all RM casings compared to conventional 2A12 aluminum ally casings. The RM casings can improve the peak overpressure of the air shock wave under explosion loading, though the results are different with different charge ratios. According to the energy release characteristics of the RM, increasing the thickness of RM casings will increase the peak overpressure of the near-field air shock wave, while reducing the thickness will increase the peak overpressure of the far-field air shock wave.     

引弧微爆加工陶瓷新方法及其电源系统研制

高频引弧在瞬间产生微爆炸和轰击波时具有高能量密度,结合工程陶瓷加工的特点,提出了引弧微爆加工工程陶瓷的新方法。试验证明了该方法能够实现低成本加工陶瓷孔、外圆、平面以及各种异型面,是一项全新的工程陶瓷加工技术。研制的专用脉冲电源采用了全桥式绝缘门栅极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）逆变主电路、独特的高频引弧及控制电路,引弧微爆加工电源系统具有工作可靠、可控性好等优点。     

气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响

针对电机的电磁振动噪声问题,发现了提高电机气隙磁密的正弦性不一定能够降低电机的振动噪声。鉴于此,分析了引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,并探究了气隙磁密3次谐波与电机振动噪声的具体函数关系。为了分析引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,在利用解析法的基础上排出力波表,确定了主要噪声源。为了探究气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响,建立了气隙磁密及径向力波的数学模型,并通过遗传算法求解了电机气隙磁密3次谐波的最佳幅值。分析结果显示,提高气隙磁密正弦性不一定能够降低电机振动噪声,气隙磁密3次谐波在一定范围内存在最优值使得电机振动噪声最小。分析结果为低噪声电机的设计提供了参考依据。     

One-step synthesis of FeO(OH) nanoparticles by electric explosion of iron wire underwater

In this study,we investigated electric explosion of iron wire in distilled water with different energy input adjusted by charging voltage.The as-prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS),showing the presence of iron and multiple iron-based compounds oxides with contents influenced by the experimental conditions.In particular,pure FeO(OH) nanoparticles were obtained using electric explosion of iron wire with energy input of 1125 J at charging voltage of 15 kV.Analysis of discharge current and resistive voltage data indicate that the high energy input induced by strong plasma discharge at high charging voltage is a key factor to form FeO(OH).This study presents a one-step method to synthesize FeO(OH) nanoparticles using electric explosion of iron wire.     

基于最优Morlet小波的全信息能量熵提取及其在滚动轴承状态监测中的应用

为利用振动信号中隐含的冲击特征成分来反映轴承性能退化趋势,综合利用小波变换技术和全信息技术,提出一种基于最优Morlet小波变换的全信息能量熵提取方法．以最小Shannon熵优化Morlet小波形状参数,通过多源振动数据的小波变换系数,利用信息熵综合反映冲击特征能量在不同频带分布差异．滚动轴承全寿命数据的应用结果表明,全信息能量熵的变化趋势能够监测轴承状态的劣化过程,而伴随的早期故障检测可以提高轴承使用的安全性．