利用ANSYS有限元软件分析了横向磁场下不同坩埚转速对200 mm半导体级直拉单晶硅的流场及氧浓度的影响。研究结果表明: 在横向磁场下, 硅熔体的流场和氧浓度分布呈三维非对称性, 熔体对流形式主要包括泰勒-普劳德曼漩涡、浮力-热毛细漩涡及次漩涡, 其中前两者有助于氧挥发, 而次漩涡则起到抑制作用。当坩埚转速较低(0.5~1.0 r/min)时, 较弱的熔体对流强度导致坩埚壁与固液界面间的热传导效率低, 氧主要以扩散机制迁移至固液界面, 熔硅中氧浓度高; 当坩埚转速较高(2~2.5 r/min)时, 氧通过强对流形式迁移至固液界面。随着坩埚转速增加, 次漩涡和浮力-热毛细漩涡的作用强度提高, 浮力-热毛细漩涡影响区域远离自由表面, 使硅熔体中的氧浓度呈先下降后上升的趋势。数值模拟结果与实验结果均表明, 在横向磁场条件下优选1.5 r/min的坩埚转速可获得平均氧浓度较低的单晶硅。上述分析结果可以为横向磁场下半导体级单晶硅拉晶参数优化提供参考依据。

提出一种间接测量平面接触刚度的方法，准确量化粗糙表面的接触刚度，使得整个支架系统的固有频率模拟与测试结果得到良好的匹配。基于接触刚度模型、ANSYS有限元模拟方法以及模态测试方法，以地脚螺栓固定方式的测试件为例，验证了间接测量方法的准确性，使接触刚度得到准确量化。该方法可以为提高加速器磁铁支架系统的整体刚度提供依据。

提出了一种利用光纤布拉格光栅(FBG)传感器测量复杂结构固有频率的新方法。将FBG粘贴在钻台上，通过检测钻台表面的应变变化并进行数据处理进而实现对台钻的固有频率的测量，测得台钻的一阶固有频率为23.9 Hz。将测量结果与ANSYS有限元仿真分析结果相比较，验证了此测量方法的可靠性。

提出一种大功率LED免铝基板封装方式，采用ANSYS有限元热分析软件对传统的铝基板封装和免铝基板封装的LED进行模拟对比分析。模拟结果表明: 两种封装结构的LED，其最高温度均出现在LED芯片处; 对于单颗功率1 W、3颗功率1 W和单颗功率3 W的器件，由于有效地简化了散热通道、大幅度降低了总热阻，采用免铝基板结构的最高温度分别降低了6.436，9.468，19.309 ℃。传统的铝基板封装即使选用热导率高达200 W/(m·K)的基板，其散热效果依旧略逊于免铝基板封装结构，且随着LED功率的增大，免铝基板的新型封装结构散热优势更加明显。本文的研究为解决大功率LED的散热问题和光色稳定性问题提供了一种新途径。

建立了功率型LED结构, 分析了其热阻模型, 对采用高导热导电银胶、纳米银焊膏、大功率芯片键合胶、Sn70Pb30四种键合材料的LED进行了ANSYS有限元软件仿真对比研究。结果表明, 纳米银焊膏具有最优的传热特性。采用了正向电压法对3W蓝光LED进行了热阻测量, 其数值与仿真结果基本相符, 验证了模拟仿真结果的真实性。

为了研究大口径反射镜的面形,在广泛调研大口径反射镜应力控制技术的基础上,从理论模型和实验两个方面同时进行。利用ANSYS建立大口径反射镜模型,得到其重力作用下的形变和受力面积变化的DPV-S关系曲线。建立了反射镜面形变化实验验证平台,对垂直放置的反射镜在不同方向上加力,利用干涉仪实测上侧面加压和背部支撑时的形变。实验验证了理论模拟结果,二者相差仅仅0.002μm~0.122μm。结果表明,这对今后进行类似的实验研究提供了值得借鉴的面形检测方法,为寻求优化的大口径反射面形控制装校方案奠定了基础。