检索结果-南通市图书馆

利用保角变换实现环形光栅的Talbot效应

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

物理学报 2020年第3期69卷 108-112页

作者：杨哲宁乐阳阳洪煦昊赵瑞智陆蓉儿冯霞许亚光袁旭东张超秦亦强朱永元南京大学现代工程与应用科学学院南京210023 南京大学物理学院南京210023

Talbot效应是一种近场自成像效应,通常只有周期光栅可以产生Talbot效应,而环形光栅无法产生.本文通过引入保角变换,发现可以在环形光栅外部设计适当的折射率渐变层介质,使得其中也能够产生严格的Talbot效应,并计算了对应的自成像半径表... 详细信息

Talbot效应是一种近场自成像效应,通常只有周期光栅可以产生Talbot效应,而环形光栅无法产生.本文通过引入保角变换,发现可以在环形光栅外部设计适当的折射率渐变层介质,使得其中也能够产生严格的Talbot效应,并计算了对应的自成像半径表达式.本文利用FDTD软件分别将一个环形光栅放置在真空中以及人工设计的折射率渐变层中进行了模拟,并对二者的结果进行了比较分析,发现这种折射率渐变层介质确实对点光源入射的环形光栅的自成像情况有着很好的改善.希望这一工作能够推广Talbot效应的应用范围.

关键词： Talbot效应自成像环形光栅保角变换

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于保角变换的微小电容标准建模与设计

仪器仪表学报 2019年第9期40卷 116-123页

作者：吴晓媛杨雁贺青迟宗涛青岛大学电子信息学院青岛266000 中国计量科学研究院北京100029

在可编程电容器中,亚皮法量级的微小电容单元因受边缘效应等杂散电容的影响较大,难以实现准确、稳定的微小电容标准。本文给出了一种基于Kelvin等电位保护电极的微小电容单元实现方法,该方法将影响小电容单元的杂散电容限定为中心电极... 详细信息

在可编程电容器中,亚皮法量级的微小电容单元因受边缘效应等杂散电容的影响较大,难以实现准确、稳定的微小电容标准。本文给出了一种基于Kelvin等电位保护电极的微小电容单元实现方法,该方法将影响小电容单元的杂散电容限定为中心电极与保护电极之间因边缘效应而产生的杂散电容。并对此结构建立了等效微小电容单元解析模型,给出了一种通过保角变换分析杂散电容变化的算法,发现在电极厚度以及间距一定的情况下,中心电极与保护电极之间的气隙是杂散电容的主要影响量。基于此,分析气隙变化对杂散电容和主电极电容值的影响,同时结合有限元分析软件Ansoft Maxwell验证,确定微小电容单元的最佳气隙区间,进而准确实现微小电容标准的设计。经测试,在可编程熔融石英电容器中,亚pF量级实际微小电容单元电容值与设计微小电容单元电容值一致性良好。

关键词：交流阻抗电容标准保角变换边缘效应有限元分析

基于保角变换的多相表贴式永磁电机电磁性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于保角变换的多相表贴式永磁电机电磁性能研究

作者：丁壮青岛大学

学位级别：硕士

作为一种高效率、低振动噪声的驱动装置,大容量多相表贴式永磁同步电机近年来被广泛应用于大型舰船电力推进系统。永磁电机的电磁性能与气隙磁场密切相关,因此,快速精确计算出永磁电机的气隙磁场对电机运行性能的分析以及电机优化设计... 详细信息

作为一种高效率、低振动噪声的驱动装置,大容量多相表贴式永磁同步电机近年来被广泛应用于大型舰船电力推进系统。永磁电机的电磁性能与气隙磁场密切相关,因此,快速精确计算出永磁电机的气隙磁场对电机运行性能的分析以及电机优化设计具有重要意义。本文以舰船大容量多相永磁电机为研究目标,基于改进的保角变换法对一台九相表贴式永磁小样机展开具体研究。以等效面电流法和保角变换法为基础建立了永磁电机解析计算模型。将永磁体等效成沿其表面分布的等效电流模型,采用基于Hague方程的传统保角变换法和基于复势函数的改进保角变换法分别建立电机开槽气隙区域与无槽气隙区域之间的保角变换关系,求出等效电流在无槽气隙区域的对应位置,并且得到永磁电机气隙磁密的计算表达式。最后,对比两种保角变换法的求解过程,表明改进保角变换法的便捷性。根据永磁电机的气隙磁场分析了不同工况下的电机运行性能。首先,采用两种保角变换法分别对永磁电机的空载、电枢反应以及负载气隙磁场进行了解析计算,并通过有限元仿真对传统保角变换法及改进保角变换法的求解结果进行验证,进一步说明了改进保角变换法的准确性、快速性及通用性;其次,根据气隙磁场计算结果,对永磁电机的空载感应电动势、齿槽转矩、负载感应电动势和负载转矩进行解析计算,并在实验样机上分别进行空载和负载实验,再次验证了本文所提解析计算方法的正确性。以改进永磁电机的转矩脉动、气隙磁密等电磁性能为目标进行优化设计。首先,根据优化目标和优化变量,采用Taguchi法建立正交试验表,确定不同的电机参数组合方案;其次,结合改进保角变换法对不同优化方案下电机的电磁性能进行解析计算,并对计算结果进行平均值分析和方差分析;最后,根据分析结果确定能够最大程度上满足各优化目标的设计方案。本文研究可为具有各种复杂气隙结构的多相表贴式永磁电机气隙磁场计算、电磁性能分析以及电机优化设计等方面提供理论指导。

关键词：多相永磁电机保角变换等效面电流复势函数气隙磁场

一种用保角变换求解带电Kelvin电容器边缘效应所产生静电力的解析模型

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

物理学报 2015年第6期64卷 98-104页

作者：李世松张钟华赵伟黄松岭傅壮清华大学电机系北京100084 中国计量科学研究院北京100029

提出了一种用于弱力测量的带电Kelvin电容器产生静电力的新型工作方式.该工作方式的优点是在机械上可明显简化静电力的实现,避免了带电Kelvin电容器在传统工作方式下需要同步移动中心电极和保护电极的困难;缺点是因Kelvin电容器的边缘效... 详细信息

提出了一种用于弱力测量的带电Kelvin电容器产生静电力的新型工作方式.该工作方式的优点是在机械上可明显简化静电力的实现,避免了带电Kelvin电容器在传统工作方式下需要同步移动中心电极和保护电极的困难;缺点是因Kelvin电容器的边缘效应,会不可避免地随之产生一个小的静电力分量,需要准确建立它的数学模型,方可清晰地评估它对测量结果的影响.为解决此问题,本文采用部分电容模拟和保角变换,将二维电场的计算转换为一维电场计算问题,并基于此,得到了一种合理表征Kelvin电容器边缘效应所产生静电力分量的解析模型.通过与一个具体计算实例的有限元计算求解结果相比较,分析了所建立的解析模型的准确性.

关键词：电场分析保角变换解析模型弱力测量

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

复杂电磁边界下基于曲线坐标的保角变换法

西安交通大学学报 2016年第2期50卷 43-47页

作者：张婧思苗英恺刘晓波张安学西安交通大学电子与信息工程学院西安710049 濮阳职业技术学院河南濮阳457000

针对具有复杂几何边界条件的二维均匀微波传输线中电磁场难以解析求解从而造成其设计困难的问题,提出了一种基于曲线坐标的保角变换法(CMM)。该方法基于二维传输线的横电磁场(TEM)模型。首先利用保角变换将复杂传输线的边界曲线映射为... 详细信息

针对具有复杂几何边界条件的二维均匀微波传输线中电磁场难以解析求解从而造成其设计困难的问题,提出了一种基于曲线坐标的保角变换法(CMM)。该方法基于二维传输线的横电磁场(TEM)模型。首先利用保角变换将复杂传输线的边界曲线映射为简单传输线的边界曲线,建立复杂边界传输线的曲线坐标;然后利用曲线坐标把复杂边界传输线所满足的麦克斯韦方程转换到简单边界传输线中,形成两种传输线间的电磁映射;最后论证了两种传输线间电荷、电位分别对应相等,由此得到了与传输特性紧密相关的复杂传输线的电容,进而用以指导传输线的设计。由于以电位为中间量的传统保角变换计算较为复杂,采用CMM方法直接从场出发,省去了关于电位的中间计算过程,简化了计算过程。仿真结果表明,不同尺寸下同轴线特征阻抗仿真值与理论值吻合得很好,验证了CMM方法的正确性。

关键词：微波传输线曲线坐标保角变换麦克斯韦方程

数值保角变换模拟电荷法的收敛证明及数值模拟研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

数值保角变换模拟电荷法的收敛证明及数值模拟研究

作者：孙筱炜昆明理工大学

学位级别：硕士

保角变换也称共形映射,是复变函数中的重要问题之一,它在电磁理论、光学、流体力学等物理问题的很多领域中都有着广泛应用.数值保角变换计算法在处理工程中的实际问题时,具有应用便捷和精度高等显著优势.模拟电荷法是利用位于问题区域... 详细信息

保角变换也称共形映射,是复变函数中的重要问题之一,它在电磁理论、光学、流体力学等物理问题的很多领域中都有着广泛应用.数值保角变换计算法在处理工程中的实际问题时,具有应用便捷和精度高等显著优势.模拟电荷法是利用位于问题区域外部的点电荷的电势来求解二维Laplace方程的边值问题的近似解的一种算法,该方法得到的近似解对于Dirichlet边值问题精度较高.日本的Amano等数学研究者从上世纪80年代起对数值保角变换计算法和模拟电荷法做出大量研究后,提出了基于模拟电荷法的数值保角变换计算法,即Amano法.用模拟电荷法处理保角变换问题时,它的优势在于可构成表现形式简单,计算精度高的近似变换函数,从而简化了计算复杂度.由于基于模拟电荷法的数值保角变换计算法避免了数值积分计算,所以该方法具有计算效率高,同时具有计算精度高等优点,且利用拉普拉斯方程的最大值原理在边界上评价误差.本文主要研究基于模拟电荷法的外部数值保角变换问题,主要工作有:(1)简单介绍了保角变换和模拟电荷法的基础理论.(2)首先证明了二维Laplace方程的Dirichlet边值问题近似解是指数收敛的,然后从理论上证明了基于模拟电荷法的外部数值保角变换函数的收敛定理,其边界误差指数收敛,最后通过数值实验的方法验证了收敛定理的准确性.(3)首先通过模拟电荷法构造外部数值保角变换的约束方程组,其系数矩阵为大型非奇异的稀疏矩阵.然后使用WGMRES(m)法求解该约束方程组,WG-MRES(m)法是通过加权Arnoldi过程改进GMRES(m)法得到的.得到模拟电荷Q和变换半径Γ的值,构造近似保角变换函数.最后,通过数值实验对比本文提出的算法与Amano法.结果表明,该算法可以构造更高精度的近似保角变换函数,尤其是处理边界曲线不可微的问题时,其误差精度明显高于Amano法,验证了该算法的可靠性和有效性.(4)给出了以超卵形线、两条对称抛物线围成的封闭曲线、心形线为边界的外部保角变换模拟电荷点和约束点的放置位置.

关键词：模拟电荷法保角变换收敛性加权Arnoldi WGMRES(m)法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

光学保角变换下的焦散现象

光学保角变换下的焦散现象

作者：彭慧嫣厦门大学

学位级别：硕士

近几年来,变换光学被广泛用来设计光学器件,例如隐身衣、旋转衣、幻象器件等,人们对光的操纵愈发的得心应手。由于材料参数的各向异性和不均匀性,光学器件的应用绝大部分局限于微波频段和二维空间。光学保角变换的不断进展,使器件设计... 详细信息

近几年来,变换光学被广泛用来设计光学器件,例如隐身衣、旋转衣、幻象器件等,人们对光的操纵愈发的得心应手。由于材料参数的各向异性和不均匀性,光学器件的应用绝大部分局限于微波频段和二维空间。光学保角变换的不断进展,使器件设计的材料参数简化为折射率分布条件,光学器件的效果在可见频段甚至特定三维条件下都得以实现。在几何光学中,存在着焦散现象。焦散现象是光线经过物体或曲面的反射、折射所产生的包络边界现象,这种包络现象意味着光线沿着特定的焦散曲线被捕获(非完全捕获)。焦散现象中对光线的捕获与变换光学中对光线的操纵,二者的核心思想不谋而合。于是,我们将焦散现象与变换光学相结合,提出“变换焦散”的概念。焦散现象是光线被限制在特定的曲线上的包络现象,应用变换光学可以设计出具有有趣效果的新型焦散器件。除此之外,由于物体形状和光线条件的不同,存在不同的焦散现象。我们利用组合透镜的方式,结合光学保角变换研究了其成像与焦散的情况。因此,本篇论文主要研究内容如下:(1)我们将坐标变换应用于焦散现象从而提出“变换焦散”的概念。在圆形中存在形状为同心圆的焦散曲线,在经过保角变换后,其同心圆焦散曲线变换成平坦的边界,使光线无法传播到低于边界的区域。在椭圆中由于光线条件的不同会出现形状为共焦椭圆或共焦双曲线的焦散曲线。在经过保角变换后,其共焦椭圆焦散曲线会变换成平坦的边界,而共焦双曲线则会变换成两个垂直方向的边界,光线局限于两个垂直边界中无法离开。因此,在光学保角变换的结合下,我们利用焦散现象设计出具有光线不对称传播、光线约束的新型焦散器件。(2)我们将两个不同周期的Mikaelian透镜进行拼接,设计出具有任意实数参数的连续平移对称性的新型绝对光学器件,称之为Mikaelian组合透镜。这种组合透镜经过保角变换后,变换成具有从0到2π的连续旋转对称性的另一种新型绝对光学器件,称之为Maxwell鱼眼组合透镜。通过组合透镜的周期参数比,我们可以计算出这两种组合透镜中的成像情况。并且在这两种组合透镜中存在焦散现象,由于折射率分布的不对称性,原本该有的成像点扩散成焦散曲线,光线条件的不同影响到焦散曲线与成像点间的转换。

关键词：焦散保角变换组合透镜

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

保角变换运用于平面静电场的研究

保角变换运用于平面静电场的研究

作者：林焰清苏州大学

学位级别：硕士

在电磁学理论中,保角变换对于求解静电场的边值问题是一种比较特殊且实用的方法,保角变换可以将平面上的复杂区域变换成简单区域,并能保持二维拉普拉斯方程或二维泊松方程不变,因而使问题得到简化或转化。保角变换用于求解一些具有复杂... 详细信息

在电磁学理论中,保角变换对于求解静电场的边值问题是一种比较特殊且实用的方法,保角变换可以将平面上的复杂区域变换成简单区域,并能保持二维拉普拉斯方程或二维泊松方程不变,因而使问题得到简化或转化。保角变换用于求解一些具有复杂边界的问题时有特殊的作用。本文研究保角变换运用于求解平面静电场的边值问题,主要内容有:(1)对保角变换的形成、发展历史和应用范围作概述;(2)对与本研究相关的基本理论作引述和分析,包括复变函数论中解析函数概念、保角变换概念、保角变换下拉普拉斯方程和泊松方程形式不变性等;(3)分析保角变换的目的及基本思想;(4)归纳保角变换方法与其它解边值问题方法相结合的意义,并分别用算例说明;(5)给出保角变换下电势分布和电场强度分布的特征及一般形式。本文对保角变换的理论进行梳理、讨论和研究,目的在于厘清保角变换的思路,归纳保角变换的一些具体应用方法,为保角变换应用于解平面静电场边值问题提供一些参考。

关键词：保角变换平面静电场边值问题拉普拉斯方程

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于BiCR算法的数值保角变换计算法

东北师大学报（自然科学版） 2017年第1期49卷 48-52页

作者：吕毅斌代荣恒王樱子昆明理工大学理学院云南昆明650500 昆明理工大学计算中心云南昆明650500

将BiCR(Bi-Conjugate Residual)算法与基于模拟电荷法的外部数值保角变换算法原理相结合,提出了基于BiCR算法的数值保角变换计算法,并通过数值实验检验了所提出算法是有效且可行的.

关键词：模拟电荷法保角变换 BiCR算法