南京航空航天大学 能源与动力学院 航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室,江苏 南京 210016
太阳辐射对飞行中的直升机局部蒙皮有加热作用,从而改变整机红外辐射的分布特征。构建了包含直升机机身蒙皮、主旋翼、发动机机匣以及排气系统的物理模型,综合考虑发动机机匣、排气系统与发动机舱蒙皮的换热,耦合直升机前飞来流、旋翼下洗气流、尾桨气流,以时刻、季节、直升机朝向为变量,计算分析太阳辐射对直升机8~14 μm波段红外辐射特性的作用规律。计算结果表明:夏季正午太阳直射可使机身向阳面整体升温20 K以上,局部最高可达25 K。直升机向阳面机身蒙皮8~14 μm波段红外辐射强度在全天变化趋势呈山峰状,其峰值出现在12点前后。越靠近机身顶部向阳面,太阳辐射对8~14 μm波段红外辐射强度增强作用越显著,最高可达25%。以冬季为基准,秋分、春分、夏至时的整机红外辐射分别增加7%、11%、21%左右。除夏季外,其他季节的机身两侧8~14 μm波段红外辐射强度分布都呈现不对称性,春、秋两季两侧相差在5%左右,冬季在6.5%左右。整体上,夏季上午10点的太阳辐射对不同飞行方向的直升机8~14 μm波段红外辐射强度分布影响较小。
红外辐射特征 太阳辐射 数值计算 直升机 季节 infrared radiation characteristics solar radiation numerical calculation helicopter season 红外与激光工程
2023, 52(11): 20230146
1 南昌航空大学 测试与光电工程学院,江西 南昌 330063
2 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室,江西 南昌 330063
半导体异质结构具有良好的束缚载流子的能力与产生大功率太赫兹辐射的潜力。但由于异质结构中等离子体非相干振荡的干扰效应造成了太赫兹辐射强度的大幅度降低,因此能够在基于砷化铝镓()多层异质结构并通过调节其中铝的摩尔分数来调节窄带隙层的吸收系数,从而使得异质结构每一个窄带隙层的激发载流子数目大致相同,达到几乎完全消除干扰效应的目标。基于砷化铝镓多层异质结构的太赫兹辐射产生模型,结合数值计算研究了宽带太赫兹辐射的输出特性,获得泵浦激光脉冲宽度与产生的太赫兹脉冲之间的定量关系,并分析了泵浦激光脉冲参数对产生的太赫兹脉冲各项参数的影响。本项研究为开展半导体材料与器件相关的宽带太赫兹辐射源提供了一定的理论参考。
多层异质结构 太赫兹 数值计算 砷化铝镓 multilayer heterostructure terahertz numerical calculation AlGaAs
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220713
大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室,辽宁大连 116024
近年来,太赫兹时域光谱技术 (THz-TDS)被用于多种等离子体源的电子密度诊断研究中,但其可靠性程度评估工作开展较少,亟需补齐相应研究。本文将 THz-TDS用于诊断电感耦合等离子体源(ICP)的电子密度,ICP驱动频率为 13.56 MHz,功率为 250~400 W,工作介质为氩气,气压为 30~99 Pa。诊断结果显示电子密度随输入功率和气压单调递增,电子密度范围为 1013 ~ 1014 cm -3。同时,利用 COMSOL Multiphysics构建漂移扩散模型对该条件下等离子体电子密度进行数值计算研究。结果显示:实验测量与数值计算的电子密度值定量吻合较好,且两者随气压变化趋势一致。证实了 THz-TDS应用到等离子体诊断领域中具有可靠性高、稳定性好等优异特性,具有非常广阔的发展潜力。
太赫兹时域光谱技术 等离子体诊断 电子密度 数值计算 Terahertz-Time Domain Spectroscopy plasma diagnostic electron density numerical simulation 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(8): 804
1 军事科学院国防工程研究院,洛阳 471023
2 河南省特种防护材料重点试验室,洛阳 471023
数值计算是**效应与毁伤评估研究的重要途径,其作用集中体现在指导试验设计、优化方案,拓展试验结果及作为理论与试验研究的补充手段三方面。由国外**效应数值计算软件的基本特点与国内效应计算软件的发展现状可知,国外商业软件的突出优势是研发力量强、操作方便、计算精度与结果可靠性高,前、后处理软件丰富,且计算并行化。从总体上看目前我国数值计算仍受制于人,在基础数据、求解规模、计算能力、二次开发四方面发展相对滞后; 基于开源数值计算软件包进行二次开发是迅速缩小与国外成熟软件差距的有效途径。
数值计算 **效应 毁伤评估 二次开发 numerical calculation weapon effect damage assessment secondary development
广东第二师范学院物理与信息工程系, 广东 广州 510303
用经典解法研究了处于 N 个量子阱中电子的能级和量子态。从定态薛定谔方程出发, 由波函数标准条件导出波函数中待定系数满足的 (4N-2) 元线性方程组。由线性方程组系数行列式等于 0 的超越方程计算出电子的能级, 通过计算线性方程组的基础解系求得束缚定态波函数。在 N=2~5、势阱宽度为 1 nm、势阱间距为 0.5 nm 的情况下,利用 Mathematica 软件求得电子能级和波函数的高精度数值解, 并直观地展示了电子能级分裂成能带的机理。所提出方法物理概念清晰、过程简明易懂、不存在人为调节的参数, 而且计算精度高、速度快。
量子物理 能级和波函数 线性方程组 量子阱 数值计算 能带 quantum physics energy level and wave function linear equations quantum well numerical calculation energy band
1 华北电力大学环境科学与工程系,河北省燃煤电站烟气多污染物协同控制重点实验室,保定 071003
2 华北电力大学,区域能源系统优化教育部重点实验室,北京 102206
3 中国电力科学研究院有限公司,武汉 430074
4 中国电力科学研究院有限公司,电网环境保护国家重点实验室,武汉 430074
由于局域共振型声子晶体板具有优秀的低频声学特性,相关的研究越来越丰富,但多为实验室环境下的研究,对其工程应用方面的轻量化研究存在不足。因此,本文以变电站低频噪声为应用背景,提出一种局域共振型声子晶体板轻量化设计方法。基于此方法,设计出一种针对变电站噪声频谱特性的轻量化超胞声子晶体板。研究发现,此声子晶体板在50 Hz和100 Hz同时具有明显的声传输损失峰,隔声量分别为67 dB和48 dB,并通过振型位移及声压级复合声强流线图对其隔声机理进行了分析研究。本研究对今后声子晶体板的工程应用和变电站噪声控制都具有指导意义。
降噪材料 声子晶体板 超胞 轻量化 变电站噪声 数值计算 noise reduction material phononic crystal plate supercell lightweight substation noise numeral calculation
利用单量子位转动门及量子控制非门的定义,设计了四种脉冲序列,这些脉冲序列在逻辑上与量子控制非门核磁共振(NMR)实现是等价的。在射频脉冲作用时间远小于两个自旋核相互作用时间条件下,在旋转参考系中近似求解核磁共振时的两体含时薛定谔方程,给出了量子控制非门核磁共振脉冲序列参量的最优取值,并利用Suzuki对称乘积公式,对含时薛定谔方程进行了数值计算,通过数值计算模拟演示了量子控制非门的四种序列的性能,判断了不同脉冲序列的性能优劣。
量子光学 量子控制非门 核磁共振 脉冲序列性能 数值计算 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0127002