大功率多电子注TWT的大信号互作用分析与计算

多电子注技术是提高行波管功率水平的一种有效方法，其慢波结构为紧密耦合的螺旋线、梯形线或耦合腔阵列。文中将对以耦合腔阵列作为慢波结构的多电子注行波管进行分析，建立大信号分析的物理和数学模型，编制大信号计算程序，给定输入功率，计算得到了多电子注行波管的饱和功率、增益和电子效率。     

多电子注Millitron行波管大信号理论与计算

对于一种“捆扎式多通道”新型Ｍｉｌｌｉｔｒｏｎ型耦合腔多电子注行波管，建立了大信号理论，数值计算得到了输出功率、增益、效率等主要参数，结果表明在对称激励条件下Ｎ注管的输出功率可以达到单注管的Ｎ倍。     

多电子注毫米波耦合腔行波管线性理论

对捆扎式多通道慢波结构采用等效线路模型，对电子注利用空间电荷波模型分析了一类多电子注耦合腔行波管的线性行为，计算了某一例证的小信号特性。结果发现，这类管子的单通道增益和瞬时带宽比独立的单通道管子都有显著改善。     

Ka波段耦合腔行波管的粒子模拟研究

利用粒子模拟技术对Ka波段耦合腔行波管的非线性互作用现象进行了研究。互作用电路采用的是重入式双交错梯形线耦合腔慢波结构,设计了匹配良好的高频耦合系统,并建立了一个基于CPI的Ka波段耦合腔行波管的三维电路模型。粒子模拟结果表明,当采用和CPI管子相同的电气参数和色散特性时,该管能在28.3~30 GHz的频率范围内有大于550 W的饱和平均输出功率,瞬时带宽大于600 MHz,相应的饱和增益和电子效率分别大于33 dB和8.39%。上述结果与CPI的测试结果吻合良好,证明了设计方案的可行性以及粒子模拟能较准确地对耦合腔行波管的工作性能进行估计。     

谐波互作用的行波管二维自洽非线性理论

在瞬时带宽为倍频程以上时，非线性注波工作用将导致谐波的产生以及谐波与基波的相互耦合等现象的出现，从而对管子的特性有重要的影响。文中以行波管非线性理论为基础，推导了考虑谐波工作用的二维大信号方程组。利用文中所推导出的大信号方程组对某一实用宽带行波管的基波和谐波特性进行了数值分析，计算结果与实测结果吻合。     

考虑谐波互作用的行波管自洽非线性理论和主要结果

在瞬时带宽为倍频程以上时，非线性注波互作用将导致谐波的产生以及谐波与基波的相互耦合等现象的出现，从而对管子特性有极为重要的影响。文中旨在推广行波管非线性理论，以便能考虑这些现象。利用文中所导出的大信号方程组对某实用宽带行波管的基波和谐波特性进行了数值分析，计算结果与实测结果十分吻合。     

改进的行波管三维非线性理论

研究了行波管中直流空间电荷场导致的电位下沉效应,计算了谐波与电子注的相互作用,并利用三维“塑性”宏粒子模型计算了交变空间电荷场,同时考虑了有限聚焦磁场。基于上述改进的行波管三维非线性理论,开发了可动态实时显示行波管工作状态的可视化科学计算软件,并利用该软件分析了电位下沉效应、空间电荷力、谐波对行波管性能的影响,得到了与实验测试更吻合的计算结果。     

填充等离子体介质切伦可夫脉塞的线性理论

在无引导磁场的作用下，利用自洽线性场理论，分析了电子的三维扰动速度和三维扰动电流密度对填充等离子体的介质切伦可夫脉塞注波互作用的影响，导出了注波互作用的色散关系和同步条件，所得关系清楚地表明，其工作用不稳定性是由填充等离子体的介质筒慢波波导中的ＴＭ模与电子注模通过电子注耦合所致，并求得了电子注引起的频偏和波的增长率。     

介质切伦可夫脉塞的线性理论

利用自洽线性场理论，在有无纵向引导磁场的情况下，分别分析了电子的三维扰动速度和三维扰动电流密度对介质切伦可夫脉塞注波互作用的影响，导出了其色散方程和注波工作用的同步条件，所得方程清楚地表明，其互作用不稳定性是由介质简慢波波导中的ＴＭ模与电子注模通过电子注耦合所致，并求得了电子注引起的频偏和波的增长率。     

耦合腔慢波结构热特性仿真环境的设计

针对行波管慢波结构热分析的必要性,介绍了耦合腔慢波结构的热产生机理,结合ANSYS软件设计了可对不同类型的耦合腔慢波结构进行热特性分析的专用仿真环境。利用该仿真环境,用户可以在不掌握ANSYS软件使用方法的情况下对耦合腔行波管慢波结构的热特性进行模拟计算。     

四通道单交错Millitron慢波结构特性分析

用场论方法分析四通道单交错Ｍｉｌｌｉｔｒｏｎ慢波电路。推导出色散方程和耦合阻抗；通过数值计算，对多通道和单通道电路的色散特性和耦合阻抗进行了比较。     

多层砂岩油藏可视化模型水驱油物模实验研究

为了获得更为直观的多层砂岩油藏水驱油渗流特征和机理，结合实际油藏地质特征，设计制备了一种大尺度可视化砂箱物理模型，进行了不同注水方式、不同注水速度的水驱油实验，考察了不同注采方式、不同注入速度对水驱油效率的影响，以及水驱油过程中的油水运动分布特征。该模型具有设计尺寸大、模拟程度高及直观可视等特点，较其他模型更具代表性。通过模拟NP 油田某区块砂岩地层，根据几何相似、井型相同、层序韵律相同、流体黏度相同的原则，更加真实的模拟地层条件。实验结果表明，不同的注水方式及注水速度对模型的采收率有较大影响。采油井数多，单井控制面积小，采收率略高；而注水速度低，油井见水晚，含水率上升缓，可以有效提高采收率，这一过程也反映了重力分异的影响。水驱特征曲线拟合表明，该实验过程符合水驱特征，能够较准确地预测可采储量及采收率。     

毫米波宽带TWT双交错慢波结构的理论

分析了两种新型的毫米波耦合腔TWT的慢波电路-交错式梯形电路。提出了一种求解双交错梯形电路色散特性的新方法:腔场平均法,验证了此方法的正确性,并进行了数值计算。分析了影响双交错带宽的诸因素,得到了40％的冷带宽及20％的热带宽。同时对单交错和双交错电路的带宽和耦合阻抗进行了比较。     

耦合腔慢波电路的三维软件冷测模拟(英文)

讨论了在考虑行波管管壳影响的情况下,使用MAFIA模拟软件软件的冷测方法模拟耦合腔慢波电路的高频特性参数,包括色散特性、耦合阻抗和衰减特性,使色散特性精度提高到0.29%,其模拟结果比忽略管壳影响下的计算值更加接近实验数据,也证明了计算机模拟冷测方法可以取代实验测试方法。     

用声波速度预测岩石单轴抗压强度的试验研究

声波速度是一项较好反映地层岩石综合物理性质的声学指标,被广泛应用于石油勘探开发工程的各个专业技术领域。在扼要叙述室内测定岩石声波速度、单轴抗压强度试验方法的基础上,重点介绍了利用回归分析方法,研究声波速度与岩石单轴抗压强度相关关系、地面声波速度与井下测井声波速度相关关系的数据分析处理过程和获取的定性定量结论。在综合分析研究的基础上,介绍了以方便现场工程应用为目的所建立的利用测井声波速度预测岩石单轴抗压强度的数学模型及其预测剖面。作为一项试验研究的专题内容,在文章的结论部分阐述了对该项研究成果的应用前景。     

多相管流流体温度分布计算公式的推导与应用

以两相流动的能量守恒方程为依据,推导出了用于多相管流温降计算的一个通用公式,该公式考虑了焦耳汤姆逊效应导致的温降,液体摩擦生热引起的温升,以及地形起伏、气液相速度变化等因素对流体温度分布的影响,并用两个现场实例验证了四个常用温度计算简化公式在油气混输工艺计算中的有效性。与实测管线终点温度对比验算结果表明,影响混输管线温降的主要因素是传热系数、焦耳汤姆逊效应、液体摩擦生热,而气液相速度变化及地形起伏对温降计算影响较小,可以忽略不计。     

轮轨集总参数简化模型稳定性与分岔研究

基于轮轨集总参数简化模型,采用Hertz非线性接触理论模拟轮轨接触力,导出轮轨耦合非线性动力学模型的状态方程。利用自适应变步长Runge-Kutta法求解状态方程,可得到轮轨系统各部件位移、速度、加速度等随车辆运行速度的变化规律及车辆失稳的临界速度。数值结果表明,该方法不仅可以得出系统的失稳临界速度,而且可以观察到各部件的振动情况和失稳形态。     

利用弹性模量计算含气饱和度方法研究

利用弹性模量计算地层含气饱和度丰富了利用测井资料对储集层进行解释、 评价的手段， 提高了含气饱和度这一重要参数的解释精度。由阵列声波测井资料得到的纵、 横波速度信息以及密度信息可以计算出岩石弹性模量参数。根据 Gassmann 方程所描述的低频情况下岩石颗粒、 岩石骨架和流体体积模量与不同孔隙组分饱和度之间的关系， 建立了含气饱和度与地层饱含气、 饱含水时岩石骨架体积模量与剪切模量的关系方程， 从而得到基于弹性模量的地层含气饱和度计算模型。实际测井资料解释处理结果与试油资料符合， 验证了方法的可行性。     

声学各向异性介质中的S波

声学VTI介质是人为定义横波在对称轴方向的速度V_S0的一种模型。传统理论认为当V_S0=0时可以消除横波能量。论证声学VTI介质的存在，并讨论其特殊的性质，可以看到在声学VTI介质中SV波的相速度和群速度并不是恒为零。用高阶交错网格有限差分方法对不同的声学VTI介质模型进行全波场模拟，同时计算V_s0取不同值时的群速度和相速度x、z分量。通过对比分析得出波现象：SV波在垂直方向传播时其极化方向是平行于P波传播方向的；由于邻近方向能量的聚集，在对称轴附近SV波的振幅会有较大的值；P波和SV波的群速度的值在某些方向上可以很接近甚至相等。