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近海岸非视距紫外光传输平均大气散射系数经验表达式的建立

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海军工程大学学报 2023年第6期35卷 17-23页

作者：李笔锋邹强钟建林肖金石刘玥海军工程大学兵器工程学院武汉430033

针对当前紫外光传输过程中大气衰减效应难以量化,传统大气辐射传输模型软件(MODerate resolution atmospheric TRANsmission,MODTRAN)操作复杂且应用耗时长等问题,在近海岸场景下研究了紫外光传输过程中的大气衰减效应。在对近海岸场景... 详细信息

针对当前紫外光传输过程中大气衰减效应难以量化,传统大气辐射传输模型软件(MODerate resolution atmospheric TRANsmission,MODTRAN)操作复杂且应用耗时长等问题,在近海岸场景下研究了紫外光传输过程中的大气衰减效应。在对近海岸场景下MODTRAN适用性验证的基础上,基于经典的kim模型结构建立了近海岸非视距紫外光传输平均大气散射系数的经验表达式,可便捷计算非视距紫外光传输的大气散射系数。与MODTRAN计算结果相比误差较小,表明所建的平均大气散射系数经验表达式的结构合理且适用性较强,从而为紫外光通信信道研究和系统光学器件设计提供了参考依据。

关键词：非视距紫外光传输 MODTRAN 平均大气散射系数 kim模型

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烟台海岸视距紫外光传输大气衰减特性研究

激光杂志 2023年第11期44卷 109-115页

作者：李笔锋肖金石邹强万早雁耿江华海军工程大学兵器工程学院武汉430033

针对当前紫外光传输过程中大气衰减效应难以量化的问题,在对烟台海岸场景下传统大气辐射传输模型软件(MODerate resolution atmospheric TRANsmission,MODTRAN)适用性验证的基础上,基于幂函数结构建立了视距紫外光传输大气衰减系数的经... 详细信息

针对当前紫外光传输过程中大气衰减效应难以量化的问题,在对烟台海岸场景下传统大气辐射传输模型软件(MODerate resolution atmospheric TRANsmission,MODTRAN)适用性验证的基础上,基于幂函数结构建立了视距紫外光传输大气衰减系数的经验表达式。与MODTRAN计算结果的误差较小,证明所构建大气衰减系数经验表达式的合理性和适用性,从而为紫外光通信大气信道特性研究和系统光学设计提供支撑。

关键词：视距紫外光传输 MODTRAN 大气衰减系数 kim模型幂函数

金属套筒对圆柱超导体内裂纹强度因子的影响研究

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应用力学学报 2020年第4期37卷 1835-1840,I0032页

作者：史良白会娟兰州理工大学理学院兰州730050 北京建筑大学理学院北京100044

建立了一个外部包裹厚度为d的金属套筒且含有中心裂纹的YBCO圆柱型超导体模型,将其置于变化的外磁场环境中。采用kim模型,通过ABAQUS软件有限元法和J积分法,忽略金属套筒对超导体磁场捕获能力的影响,对圆柱超导体内裂纹尖端应力强度因... 详细信息

建立了一个外部包裹厚度为d的金属套筒且含有中心裂纹的YBCO圆柱型超导体模型,将其置于变化的外磁场环境中。采用kim模型,通过ABAQUS软件有限元法和J积分法,忽略金属套筒对超导体磁场捕获能力的影响,对圆柱超导体内裂纹尖端应力强度因子的变化规律进行了数值仿真研究。数值结果表明,金属套筒弹性模量、金属套筒厚度和裂纹长度对圆柱超导体内裂纹的应力强度因子有显著的影响。超导体内合力为拉力时,金属套筒抑制裂纹扩张;当金属套筒与超导体弹性模量之比大于2时,抑制作用变化不明显,强度因子相应减小;裂纹尖端受到相同拉应力时,有金属套筒的裂纹长度是无金属套筒裂纹长度的1.1倍。

关键词：中心裂纹 kim模型金属套筒应力强度因子圆柱超导体

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超导电磁悬浮力的数值模拟

固体力学学报 2003年第1期24卷 16-23页

作者：郑晓静苟小凡周又和兰州大学力学系兰州730000

利用超导体宏观电磁场的kim模型对高温超导体 -永磁铁悬浮系统中二者之间的电磁悬浮力进行了定量计算与模拟 .通过与已有实验结果比较表明 :对超导悬浮力的数值模拟能较好地反映悬浮力的主要特征 .在此基础上 ,给出了超导体内屏蔽电流... 详细信息

利用超导体宏观电磁场的kim模型对高温超导体 -永磁铁悬浮系统中二者之间的电磁悬浮力进行了定量计算与模拟 .通过与已有实验结果比较表明 :对超导悬浮力的数值模拟能较好地反映悬浮力的主要特征 .在此基础上 ,给出了超导体内屏蔽电流、铅直悬浮力和面内电磁力的分布情况 .数值仿真结果显示了悬浮力的大小与永磁铁的表磁强度和尺寸有关 .这些结果为提高超导悬浮力和改进超导宏观电磁场模型提供了理论依据 .

关键词：高温超导体悬浮力 kim模型数值模拟超导材料

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雾衰减经验模型的适用性分析

激光技术 2021年第6期45卷 751-755页

作者：吴鹏飞贾之娟西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

雾衰减经验模型的计算是预测雾衰减的一种重要方法。为了将雾衰减经验模型应用到实际中进行适用性分析,从米氏散射理论出发,采用理论推导和仿真分析的方法,计算了Kruse模型、kim模型和Ijaz模型中激光在不同能见度下的衰减,分析了3个模... 详细信息

雾衰减经验模型的计算是预测雾衰减的一种重要方法。为了将雾衰减经验模型应用到实际中进行适用性分析,从米氏散射理论出发,采用理论推导和仿真分析的方法,计算了Kruse模型、kim模型和Ijaz模型中激光在不同能见度下的衰减,分析了3个模型在计算衰减系数时的差异,并通过搭建自由空间光通信实验平台,将实验结果与仿真结果对比分析。结果表明,650nm波长的激光在雾衰减信道下的衰减结果与kim衰减模型更接近。此研究结论为西安地区自由空间光通信系统雾衰减系数分析提供了参考依据。

关键词：光通信雾衰减米氏散射 kim模型

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超导薄膜和薄壳结构的电磁与力学特性分析

超导薄膜和薄壳结构的电磁与力学特性分析

作者：胡益富兰州大学

学位级别：硕士

高温超导体由于具有较高临界温度、较大临界电流和较高临界磁场的特点,因而其在实际生活中具有非常广泛的应用前景。高温超导体俘获磁通线的特性使其内部产生的钉扎力严重影响了高温超导材料的应用。对于超导结构在电磁场作用下物理和... 详细信息

高温超导体由于具有较高临界温度、较大临界电流和较高临界磁场的特点,因而其在实际生活中具有非常广泛的应用前景。高温超导体俘获磁通线的特性使其内部产生的钉扎力严重影响了高温超导材料的应用。对于超导结构在电磁场作用下物理和力学特性的研究是该领域重要课题之一,根据高温超导体受电磁力作用的受力机制,本文开展了超导薄膜的电磁特性和超导薄壳结构的力学特性分析。首先,文中分析了处在外加斜磁场环境下一超导薄膜内部电磁学特性。将外加磁场角度关系函数引入到kim模型中,得到了超导薄膜临界电流与斜磁场角度关系的计算模型,在此模型上计算出了超导薄膜结构的临界电流及其钉扎力的变化情况。当外加磁场与超导薄膜成900时即磁场方向垂直于超导薄膜时,薄膜内的临界电流和钉扎力都最小;当所成角度为00时,薄膜内的临界电流和钉扎力都最大。其次,文中分析了一载流超导薄壳结构的电磁学特性与电磁力分布特性,先通过保角变换得出壳体结构内的电磁场分部,再根据电磁力学的知识,计算出超导壳体结构的钉扎力分布情况。基于计算出的超导薄壳三个方向上的分力以及壳体的平衡微分方程,我们将其简化成一柱壳结构进行计算,得出超导薄壳结构内力的变化情况。

关键词：超导薄膜 kim模型电磁力超导薄壳保角变换板壳理论

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高温超导块材磁化过程中的应力分布研究

高温超导块材磁化过程中的应力分布研究

作者：柴雪广西安电子科技大学

学位级别：硕士

高温超导块材具有较高的临界电流密度,低温下有较强的俘获磁场能力,这使得其在许多领域具有广泛的应用前景。但是高温超导块材属于脆性材料,抗压不抗拉,在对其充磁过程中,可能会因过快的外磁场变化速度而被内部的电磁应力破坏,最终导致... 详细信息

高温超导块材具有较高的临界电流密度,低温下有较强的俘获磁场能力,这使得其在许多领域具有广泛的应用前景。但是高温超导块材属于脆性材料,抗压不抗拉,在对其充磁过程中,可能会因过快的外磁场变化速度而被内部的电磁应力破坏,最终导致块材性能减弱或失效。因此在充磁过程中,高温超导块材的力学特性研究是该领域重要课题之一。目前,对超导块材的力学特性研究主要采用临界态模型,或者采用临界态Bean模型结合粘性磁通流动速度的方法,本文采用临界态kim模型结合粘性磁通流动速度,研究了高温超导块材在充磁过程中不同外磁场卸载速度下的应力分布问题。论文的主要内容如下:首先,将kim模型与粘性磁通流动速度相结合,推导了外磁场变化速度(db/dt)的表达式,得出了db/dt与粘性磁通流动速度和外磁场三者之间的关系,这与将Bean模型与粘性磁通流动速度结合得出的db/dt表达式不同。用Bean模型得出的db/dt表达式中,只包含粘性磁通流动速度项;而用kim模型得出的db/dt表达式中,不仅包含粘性磁通流动速度项也包含外磁场项。在此基础之上取不同db/dt的值,本文讨论了矩形超导块材零场冷却和场冷却充磁过程中内部的应力分布。结果显示:在零场冷却下,块材内部的应力在磁场激活区域随db/dt的增大而增大;在场冷却下,随db/dt的增大,最大应力保持不变,但是其出现的位置点不断向块材边缘位置移动。其次,在圆柱形高温超导块材零场冷却充磁过程中,分析kim模型特征参数p对块材应力分布的影响,本文对比了Bean和kim模型下所得块材内部应力的不同。当p取0.1时,运用Bean和kim模型分别求得的径向应力分布基本相同;当p取1时,运用kim模型所求得径向应力比运用Bean模型所求得径向应力大。在此基础之上,在不同db/dt的值下,讨论了圆柱形超导块材零场冷却和场冷却充磁过程中径向和环向应力分布。结果显示;在零场冷却下,径向和环向应力都随db/dt的增大而增大且径向应力始终不小于环向应力;在场冷却下,最大径向和环向应力随db/dt的增大而增大,且最大应力出现的位置点不断向块材边缘位置移动。最后,在不同的外磁场卸载速度下,分别运用第一、第二和摩尔强度理论对矩形和圆柱形高温超导块材进行了强度分析。结果显示,在矩形和圆柱形高温超导块材零场冷却充磁过程中,摩尔强度理论所得的相当应力比第一、第二强度理论所得的相当应力要大,因此摩尔强度理论更适合对矩形和圆柱形高温超导块材强度分析。

关键词：高温超导块材粘性磁通流动外磁场变化速度外磁场 kim模型应力参数p

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圆柱状高温超导体的力学性质理论研究

圆柱状高温超导体的力学性质理论研究

作者：曾军兰州大学

学位级别：硕士

高温超导体具有的易碎性限制了其在工程中的广泛应用,因而在高温超导体的实际应用中还存在很多重要的力学问题值得研究。根据高温超导体受电磁力作用的受力机制,本文研究了含有中心椭圆孔的圆柱状超导体内应力和位移的分布。而作为力学... 详细信息

高温超导体具有的易碎性限制了其在工程中的广泛应用,因而在高温超导体的实际应用中还存在很多重要的力学问题值得研究。根据高温超导体受电磁力作用的受力机制,本文研究了含有中心椭圆孔的圆柱状超导体内应力和位移的分布。而作为力学性质研究的一个重要方面,超导体在电磁力作用下的裂纹问题也得到了详细的研究。首先,基于Bean临界态模型和有限元方法,研究了具有不同形状的椭圆孔的超导体内应力和位移的分布。讨论了椭圆孔长短轴之比对超导体内应力和位移分布的影响,并分析了不同磁场条件对应力和位移分布的影响。由于应力集中的影响,随着椭圆孔长短轴之比的增大,超导体内径向应力和环向应力只在孔附近显著增大,而位移变化都很小;随着外磁场的减小,径向应力和位移的最大值先增大后减小,而环向应力的最大值不断增大。其次,基于kim临界态模型和有限元方法,选取不同的无量纲参数p,研究了相同的超导模型中应力和位移的分布。讨论了参数p对超导体内应力和位移分布的影响,并将Bean和kim两种模型所得到的结果进行了比较。kim模型下参数p较大时(p在0.1以上),随着参数p的增大,超导体内径向应力、环向应力以及位移都不断增大,而且都在孔附件区域变化较小,在远离孔的区域却变化较大。而在参数p较小时(p在0.1以下),参数p的值对应力和位移结果基本没有影响。另外,kim模型下参数p较小时的计算结果与Bean模型中的计算结果非常接近。最后,基于裂纹对电流形成理想阻碍作用的假定,考虑零场冷情形,分别利用Bean和kim临界态模型研究了含有中心贯穿裂纹的圆柱状超导体中裂纹尖端的应力强度因子与外磁场及裂纹长度之间的变化关系。计算过程中利用了复变函数方法和边界配置方法。当外磁场较大超导体内同时受到压应力和拉应力时,在裂纹长度较小的情况下,应力强度因子随裂纹长度增大逐渐增大,裂纹长度对应力强度因子起着决定性影响;而在裂纹长度较大的情况下,应力强度因子随裂纹长度增大开始逐渐减小,由外磁场和裂纹长度共同决定的合力对应力强度因子起着更重要的作用。当外磁场较小超导体内只受到拉应力时,应力强度因子随裂纹长度增大一直减小,合力始终对应力强度因子起着决定影响。由Bean和kim模型所得结果的变化趋势基本一致。需要特别指出的是,应力强度因子随着裂纹长度的变化相对较小,而外磁场的大小对应力强度因子的影响却至关重要。

关键词：高温超导体电磁力有限元方法边界配置方法 Bean模型 kim模型场冷零场冷应力强度因子