气体分子碰撞传能及反应的DSMC 仿真

研究了气体分子的非弹性碰撞机理,给出了分子内自由度激发、反应的几率选择模式及分子内自由度能量交换模式。以钝体驻点线流场为仿真实例,比较了ＤＳＭＣ仿真结果与粘性激波层方程计算结果。二者在较低高度时的一致表明ＤＳＭＣ仿真中采用的模式是合理的。     

开口金属腔体对强电磁脉冲的耦合效应

为了评价腔体开口因素对核电磁脉冲(High-amplitude Electro Magnetic Pulse,HEMP)和高功率微波(High Power Microwave,HPM)破坏效能的影响,采用CST电磁计算软件建立强电磁脉冲的孔缝耦合模型,研究孔缝的位置、大小以及长宽比对HEMP和HPM耦合效应的影响。结果表明,孔缝的位置、大小及长宽比对HEMP的耦合效应影响较大,合理控制孔缝的位置、大小以及长宽比能在一定程度上削弱HEMP的破坏效能。对于HPM,相同条件下其耦合效应要明显强于HEMP。在孔缝达到一定尺寸后,其大小和长宽比对HPM的耦合效应影响较小,仅孔缝位置会带来较大的影响。当开口平面与HPM入射方向平行时,耦合效应最弱,但此时耦合进入腔体内的能量还是很容易达到多种电子元器件的电磁损伤阈值级别。     

截幅效应对DMT调制的影响及一种减小截幅噪声的方法

ＤＭＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＭｕｌｔｉｔｏｎｅ）调制是一种在ＡＤＳＬ（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅＬｉｎｅ）中被广泛采用调制技术。本文分析了在ＤＭＴ中对信号进行截幅所产生的影响，计算了Ｄ／Ａ变换产生的量化噪声和截幅噪声，并与未截幅时相比较，在不降低ＳＮＲ的情况下，降低了Ｄ／Ａ变换器的精度的要求，并求出最佳截幅因子。本文分析了一种减小截幅噪声的方法，并说明在非最佳截幅时，通过这种方法可获得与最佳截幅同样的结果。     

星际探测太阳帆行星和太阳借力轨道全局优化

以太阳帆在20年内飞行至距离太阳200 AU以远进行星际探测为目标,研究太阳帆通过行星借力和太阳借力的轨道全局优化问题。建立太阳帆时间最优转移轨道数学模型,分析行星借力和太阳借力的约束条件,并用这些约束条件构造目标函数,从而将轨道优化的四点边值问题转化为求解无约束条件下的多变量优化问题。通过选取合理的约束权重,采用遗传算法获得大范围的粗略解,代入到序列二次规划算法中获得高精度解。仿真结果表明,虽然太阳帆通过太阳借力已获得相当大的加速度,但加上木星借力仍然可以节省相当多的飞行时间。提出的轨道优化思路,可以为太阳系逃逸任务轨道初步设计提供参考。     

25nm鱼鳍型场效应晶体管中单粒子瞬态的工艺参数相关性

基于TCAD(Technology Computer-Aided Design)3-D模拟,研究了25 nm鱼鳍型场效应晶体管(Fin Field Effect Transistor,FinFET)中单粒子瞬态效应的工艺参数相关性。研究表明一些重要工艺参数的起伏会对电荷收集产生显著影响,从而影响到电路中传播的SET(Single Event Transient)脉冲宽度。对于最佳工艺拐角,离子轰击后收集的电荷量可以降低约38%,而在最坏工艺拐角下,收集的电荷量则会增加79%。这些结论对FinFET工艺下的SET减缓及抗辐射加固设计提供了一种新的思路。     

飞秒激光脉冲在空气中成丝调控研究进展

在衍射、色散、克尔效应和多光子电离的动态平衡作用下,飞秒激光脉冲能够形成长距离的自引导光丝结构,并且伴随着狭长的等离子体通道。为精确控制超强飞秒激光脉冲在大气中的传输特性,针对飞秒光丝传输模式及光丝光场时空分布的有效调控已成为当前研究热点。在介绍飞秒激光成丝物理模型的基础上,对飞秒激光成丝调控方面的最新进展进行了综述,将光丝调控方式大致归结为两部分:时间调控和空间调控。其中,在空间维度上的调控主要可以分为相位调控、振幅调控以及特殊光场调控。同时指出飞秒激光大气成丝调制能产生众多的新效应,可为促进飞秒光丝实现更多新颖的潜在应用奠定基础。     

惯性效应对电主轴动态性能的影响

为分析高速电主轴轴承-转子系统的动态特性,利用有限元分析方法和Timoshenko梁理论,建立考虑离心力和陀螺力矩等高速惯性效应和系统阻尼的电主轴转子系统动力学模型;并以120MD60Y6型号高速电主轴为研究对象开展模态试验,获取系统不同工况下的固有频率。研究结果表明:离心力除了造成轴承支承软化外,还会造成转轴软化,且转轴软化是造成主轴系统固有频率下降的主要原因;陀螺力矩会将主轴系统每阶固有频率分为前后两个模态,且前后模态随转速变化的规律不同。仿真结果和试验结果吻合较好,这表明所建模型能够准确预测高速电主轴动态性能。     

太阳风作用下航天器表面充电效应分析

针对太阳风等离子体中航天器的充电过程,基于欧洲航天局开发的航天器表面充电仿真软件,建立了航天器的数值计算模型,模拟了太阳风等离子体与航天器的相互作用,实现了不同表面材料时航天器表面电位以及尾迹结构的计算分析,给出了近日环境下航天器周围的空间电位结构以及等离子体密度分布情况。研究结果表明:表面材料的选择将影响空间势垒深度以及尾迹结构,表面充电至更低电位的表面材料具有较小尾迹区域;航天器向阳面电位分布主要由光电子以及二次电子主导,而背阳面的电位分布则主要受到尾迹效应的影响。以上结果对太阳风环境航天器探测和评估等相关工作以及工程研究具有一定的理论参考价值。