光子晶体带隙结构的数值计算

该文简述了光子晶体的基本概念及基于平面波方法的理论分析。光子晶体是周期性介质结构,其带隙结构计算复杂,难于进行解析分析,只能使用数值模拟,所以关于光子晶体带隙的计算成为其理论研究的一个重要分支。该文在推导出一维光子晶体的解析解后,使用平面波方法在MATLAB下编写了通用的二维光子晶体能带结构计算程序,找到了出现最大带隙的结构参数,为设计和制作二维光子晶体提供了理论依据。     

光子晶体光控光开关的发展

光控光开关是未来全光通信网相关器件中的一个关键组成部分,开发光开关技术并使之小型化,对全光网来说是一个重要的挑战．由于光子晶体在光学集成方面所具有的独特优势,基于光子晶体的光控光开关已经成为国际上的一个研究热点．本文主要介绍了光子晶体的光控光开关的各种实现方法．     

图案化胶体光子晶体的制备与防伪应用研究进展

图案化胶体光子晶体因其易于制备、性价较高、多样化、功能化的优势,在防伪领域得到了很 好的应用。概述了制备图案化胶体光子晶体的方法,包括垂直沉积法、旋涂法、喷涂法、喷墨打印技术 ;讨论了图案化光子晶体在防伪领域的应用及其优点;展望了图案化光子晶体未来的发展以及面临的挑 战。     

一维磁振子晶体带隙结构与磁晶各向异性的研究

从铁磁材料中自旋波传播满足的局域动力学方程,即Landau-Lifshitz方程出发,在仅考虑短波微扰的情况下,采用平面波展开法推导出了用于数值计算带结构的本征方程,数值计算了一维磁振子晶体带结构,并考虑了磁晶各向异性效应、体积填充率对磁振子晶体带结构的影响。结果表明:磁晶各向异性效应对带隙的产生具有不可忽略的作用,考虑磁晶各向异性效应后,可将未考虑该效应情况下的各个填充率下的第一个带隙宽度约降低其一半,对第二、第三带隙宽度也有明显的降低效果。     

液固磁稳定床流动特性数值模拟

磁稳定床因其兼具了固定床和流化床的优点,在石油化工、生物化工和环境工程等领域已显出很大的优越性.磁稳定床由于流动的复杂性,仅依赖试验手段获取的宏观流体力学特性已经不能满足工业放大的需要.本文建立了描述液固两相流磁稳定床的数学模型.通过数值模拟的方法,研究了不同操作条件下液、固相速度分布.模拟结果表明,在不同表观液速下,局部固含率径向分布模拟值与试验值吻合较好.     

高分辨率复杂电极系的高效数值模拟

文中讨论了一种高分辨率组合侧向电极系。利用高效的数值模式匹配方法并结合表面积分方程，对其进行了数值模拟。其结果表明，该电极系不但具有很高的纵向分辨率，而且也具有较深的径向探测深度，较好地解决了纵向分辨率与径向探测深度之间的矛盾，同时一次测量还可获得更多的地层信息     

基于光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉传感器(英文)

光子晶体光纤作为新一代光纤和传统光纤相比具有许多独特的优点,因此研究基于光子晶体光纤的传感器已成为光纤传感技术领域的一个热点。该文在国际上首次报道了系列基于光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉传感器,包括基于空芯光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉应变、温度传感器;基于实心单模光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉温度、折射率传感器;基于飞秒和157nm激光器微加工制作的实心光子晶体光纤法布里-珀罗干涉高温应变传感器。这些新型光子晶体光纤干涉传感器具有对温度不敏感、精度高、可靠性好、耐恶劣环境等突出优点,可望在能源、交通、航天航空、生化等领域得到重要应用。     

THz光子晶体光纤的模式及色散特性分析

利用等效折射率法得到了光子晶体光纤的特征方程,该文讨论了光子晶体光纤在THz频段的模式分布及色散特性。结果发现:光纤包层空气孔间距固定,减小空气孔半径,包层等效折射率增大,高次模截止频率增大,色散最大值减小,零色散及最大色散对应的频率增大;包层空气填充率固定,增大空气孔半径,包层折射率增大,高次模截止频率增大,色散最大值增大,零色散及最大色散对应的频率减小。通过适当调节包层空气孔间距和空气孔大小,可在很宽的频带内实现单模、零色散THz波传输。     

二价离子掺杂钨酸铅晶体的计算机模拟

应用GULP软件计算了PbWO4(PWO)晶体中分别掺杂Zn、Ca二价离子的相关缺陷生成能,并对计算结果进行了讨论.结果表明,Zn离子进入PWO晶体中只能占据铅空位附近的填隙位置,而Ca离子进入PWO晶体中可以占据铅空位,也可以占据铅空位附近的填隙位置,这两种情况出现几率近似;对于相同的掺杂浓度,在掺Zn的PWO晶体中的孤立铅空位数量比掺Ca的PWO晶体中少,从而掺Zn可以更好地抑制与铅空位有关的短波段吸收,增加晶体的光产额.     

静磁波变分计算与磁光Bragg衍射效率的提高

采用变分方法分析了垂直偏置磁场横向不均匀时掺Bi的YIG薄膜中微波静磁正向体波的激发和传播特性。计算了静磁正向体波对导波光的衍射效率,在静磁波的线性激发范围内计算结果与实验符合很好．处理方法可为线性磁光Bragg器件的优化设计提供理论指导．     

基于大涡模拟方法的旋流过滤器内流场数值模拟

旋流过滤器在设计改进过程中,缺少对旋流过滤器和传统旋流器内流场的对比分析,且多孔介质阻力对流场影响的研究也较少,针对这一问题,文章选用大涡模拟( LES)方法对传统旋流器和不同多孔介质阻力下的旋流过滤器流场进行了数值模拟。得到了不同多孔介质阻力对旋流过滤器的轴向速度、切向速度、径向速度、静压、涡量及Q值的影响规律,并与传统旋流器内流场进行对比,获得了旋流过滤器流场内丰富的流动信息。结果表明与传统旋流器相比,旋流过滤器最大切向速度和压降减小;随多孔介质区域阻力的减小,最大切向速度和压降也随之减小。旋流过滤器减弱了旋流强度,增加了过滤能力,其内流场受多孔介质区域阻力影响较大。     

黄土泥岩接触面滑移机理的数值模拟

以晋陕蒙接壤区黄土泥岩接触地带滑坡为工程研究背景,分析研究黄土泥岩接触面的滑坡机理。研究方法主要是室内试验和FLAC2D数值模拟。室内试验确定了黄土的基本物理力学参数,以及黄土泥岩接触面摩擦特性,通过FLAC2D数值计算软件建模并对坡体稳定性进行数值模拟和分析,以接触面水平位移、剪应变及孔压发展等参数变化分析坡角、降雨以及人为活动引起的黄土泥岩接触面滑移机理。     

健跳南港区疏港公路连接线周边海域流场的数值模拟

敏感海岸的建设工程,会引起周边海域的水动力改变。运用基于三角形网格有限元模式的数学模型,模拟了疏港公路跨海湾的大桥和路堤修建后所引起的周边海域水动力的变化情况。结果表明,这种模式能较好地模拟地形复杂水域的水动力场,可用于预测海岸工程建设后所引起的流场变化,对今后计算模型的选择具有一定的借鉴作用。     

摩托车化油器腔体内部二维流动的数值模拟

建立了摩托车化油器腔体内部气体流动的二维不可压湍流模型，并对节气门全开、并开及经济工况下的流场进行数值模拟，得出了流场的变化规律．     

金刚石线锯制造中气固两相流的数值模拟

对金刚石线锯制造中的喷覆装置进行了三维气固两相流数值模拟。在Euler坐标系中计算气相流场,在Lagrange坐标系下跟踪颗粒运动轨迹,考虑了颗粒之间碰撞,颗粒与壁面的碰撞,固相对气相的相互影响。数值模拟结果与实验吻合良好。模拟结果表明,多数颗粒为锯丝经过喷嘴时喷覆到锯丝上,只有少数经过壁面的碰撞反弹后粘到锯丝上。     

纯铝等通道转角挤压过程数值模拟

等通道转角挤压(Equal-Channel Angular Pressing,ECAP)是一种利用纯剪切变形获得块状超细晶材料的方法.本文利用非线性有限元软件MSC.Marc对纯铝的ECAP变形过程进行了数值模拟,获得了等效应变和等效应力分布规律,分析了挤压力随变形时间的变化和摩擦对ECAP变形的影响.     

考虑高速紊流的含 CO2火山岩气藏数值模拟

针对火山岩气藏裂缝发育, 裂缝内极易形成高速非达西紊流, 而常规气藏的单一介质、 达西渗流理论不适用于此类气藏的问题, 通过对含 CO2火山岩气藏流态实验分析, 根据渗流力学基本原理, 建立了考虑天然气高速非达西紊流渗流特征的双重介质气、 水两相渗流数学模型。模型中气体渗流符合 Forchheimer 二项式方程, 并采用有限差分方法对模型进行求解。利用长岭气田实际单井资料进行数值模拟研究表明： 考虑裂缝高速紊流, 稳产时间变短, 预测期末采出程度降低; 生产压差越大, 高速紊流影响增加, 压差达到 8.9 MPa 后, 影响幅度降低; 考虑生产压差 6.65 MPa时, 预测期末采出程度降低 1.17%。因此, 裂缝性火山岩气藏开发须考虑高速紊流的影响。     

非线性拉伸片上粘性流体MHD流动的数值解

研究流经非线性拉伸片的粘性磁流体的边界层流动.在前人获得的常微分初边值问题的基础上,利用适当替换将其进一步简化,再利用Galerkin有限元方法将其化成非线性方程组,然后利用Newton迭代法求出此问题的数值解.最后在表格中列出数值结果,并与已知数值结果做比较.比较结果显示：该数值结果与已知数值结果基本吻合.这说明Galerkin有限元方法的可靠性和有效性.     

微肋角度对开缝翅片流动与传热性能影响的三维数值模拟

利用数值模拟的方法,结合计算流动与传热软件研究了空调系统用的翅片管式换热器开缝型翅片的开缝微肋结构对翅片整体的流动与传热特性的影响.将模拟结果与实验测值进行了比较,两者基本吻合.结合场协同理论分析了计算结果,得出了翅片开缝微肋在既定工况下存在最佳倾斜角度等结论,为改进翅片结构提供参考.