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多态系统电磁脉冲易损性概率置信下限的贝叶斯估计: 2016年; 针对多态系统电磁脉冲易损性评估问题,提出了基于贝叶斯理论的多态系统电磁脉冲易损性概率置信下限估计方法。分别基于贝叶斯方法及经典统计方法,给出了多态系统电磁脉冲易损性概率置信下限及效应实验达到给定状态概率所需最小样本量的计算方法。通过算例,对文中提出的方法进行了验证和比较。在无信息先验条件下,贝叶斯方法与经典方法计算结果较为接近,概率置信下限和所需最小样本量的估计结果主要依赖于当前实验信息;当先验信息具有显著倾向时,若当前实验信息与先验信息一致,则基于贝叶斯方法计算的概率置信下限更加准确,且所需最小样本量明显少于经典统计方法的计算结果。; 刘钰韩峰陆希成; 关键词：贝叶斯方法易损性

守恒无伪解麦克斯韦方程间断元研究:(Ⅰ)一维和二维情况: 2013年; 考察了电、磁场分量分别基于不同近似函数空间展开的一维和二维Maxwell方程间断元求解方法。结合中心数值通量和电、磁场分量近似函数空间的不同组合,构造了各种间断元算子。通过用这些算子在规则和不规则网格上编码分析一维和二维金属腔的谐振模式,详细考察了算子的收敛和伪解支持性,并据此对基函数进行了优选。算子在时域和频域对谐振模式的计算结果彼此符合良好。优选的Maxwell方程间断元算子不仅同时具备能量守恒和免于伪解的特性,且无需引入辅助变量,为设计高品质Maxwell方程间断元算法和研发相关电磁场模拟软件提供了支撑。; 齐红新张杰王向晖王建国; 关键词：麦克斯韦方程伪解基函数

基于天线辐射方向特性的射线跟踪加速算法: 2016年; 针对正向射线跟踪问题,提出了一种射线管的生成方案,将射线管的生成巧妙地转化为线段的等分,极大地降低了射线管划分的复杂度。同时,给出了一套格点和网格对应关系的计算方法,便于实现网格筛选及计算网格的几何参量。在此基础上,结合天线辐射方向特性选择跟踪射线管的数量,提高了计算的效率。数值结果表明,该算法对方向性较强的天线的正向跟踪计算具有显著的加速效果。; 杨鑫魏兵

热场致电子发射阴极表面电场瞬态响应特性模拟被引量：3: 2017年; 为研究热场致电子发射过程中复杂的非线性空间电荷限制效应和阴极表面电场的瞬态物理过程及特性,基于通用积分形式的热场致电子发射电流密度理论,建立了平板二极管的静电粒子模拟物理模型,以热场致电子发射阴极为边界,模拟获得了热场致发射阴极表面电场的瞬态时间响应曲线。研究结果表明,热场致电子发射过程中,阴极表面电场在皮秒量级时间尺度上呈现为振荡过程,振荡波形特征受二极管间隙距离、阴极材料、逸出功等几何参数和外加电场、温度等运行参数影响;振荡后,二极管阴极表面电场将达到稳定状态,模拟得到的稳态电场与理论分析结果相符;二极管热场致电子发射的外加电场和温度一定时,逸出功越大,阴极表面稳态电场强度越大;二极管阴极材料和外加电场一定时,阴极表面稳态电场强度取决于阴极表面的温度,随温度的升高稳态电场强度呈非线性下降。; 左应红朱金辉; 关键词：瞬态响应

Uniform stable conformal convolutional perfectly matched layer for enlarged cell technique conformal finite-difference time-domain method被引量：1: 2015年; Based on conformal construction of physical model in a three-dimensional Cartesian grid,an integral-based conformal convolutional perfectly matched layer（CPML） is given for solving the truncation problem of the open port when the enlarged cell technique conformal finite-difference time-domain（ECT-CFDTD） method is used to simulate the wave propagation inside a perfect electric conductor（PEC） waveguide.The algorithm has the same numerical stability as the ECT-CFDTD method.For the long-time propagation problems of an evanescent wave in a waveguide,several numerical simulations are performed to analyze the reflection error by sweeping the constitutive parameters of the integral-based conformal CPML.Our numerical results show that the integral-based conformal CPML can be used to efficiently truncate the open port of the waveguide.; 王玥王建国陈再高; 关键词：CONFORMAL

圆波导硅探测结构对X波段电磁波模式的响应: 2014年; 采用数值模拟和理论分析方法,研究了圆波导内置n-Si探测结构对X波段几种常用电磁波模式的电场响应。首先基于强电场下的热载流子效应,设计了一种利用n-Si进行高功率脉冲实时测量的圆波导探测结构。接着采用三维并行电磁场时域有限差分方法,模拟研究并分析了TE11(两种极化方向)、TM01和TE01模式作用下圆波导探测结构内的横向电场分布特点。结果表明:不同模式下探测芯片内的横向电场均以径向电场为主,径向和角向电场幅度比约为10,而芯片在圆波导内引入的横向电场驻波比均不大于1.3。最后推导了圆波导探测结构在不同模式电场作用下的灵敏度表达式,理论分析指出了探测结构的最大承受功率与圆波导模式有关,最高可达422MW,响应时间则均为ps量级,初步证实了该探测结构可用于X波段百MW级脉冲波源在线探测的可行性。; 王光强王建国朱湘琴王雪锋李爽; 关键词：高功率微波硅灵敏度

10m高分布式负载有界波电磁脉冲模拟器的模式分析被引量：4: 2015年; 利用时域奇异值分解(SVD)技术对并行时域有限差分(FDTD)方法计算得到的分布式负载平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器内的场进行模式分析,给出有、无效应物时模拟器内场的3个主要模式(即TEM,TM1和TM2模)奇异值的变化及该奇异值随效应物的位置及高度的变化规律。研究结果表明:电磁波在模拟器中传播时,其主模TEM模的高频分量在衰减;效应物越靠近源时测试点场的3个主要模式所对应的奇异值变化越大;且当效应物的高度与所在位置处两极板距离之比小于等于60%时,效应物附近位置处场的TEM模对应的奇异值会出现两个极大值点,两点的水平间距与效应物的水平尺寸相当。; 朱湘琴王建国袁科亮张国伟陈再高; 关键词：平行板 SVD

大口径反射面天线PFDTD-PTDPO混合模拟时的网格剖分要求被引量：2: 2015年; 采用并行时域有限差分(PFDTD)和并行时域物理光学(PTDPO)相混合的方法对大口径反射面天线近轴区的辐射远场进行了模拟计算。以圆锥喇叭馈电的单反射面天线为例,给出了馈源及反射面网格剖分的要求;根据此要求剖分网格,给出了卡塞格伦双反射面天线的时域算例,所得计算结果与CST软件的计算结果符合较好。该网格剖分要求可用于PFDTDPTDPO混合方法中进行任意馈源馈电的大型反射面天线的瞬态模拟,包括馈源偏焦的情况。; 朱湘琴王建国邢笑月; 关键词：时域反射面天线网格剖分远场

多电子束发射相对论返波管的三维数值模拟被引量：1: 2015年; 在X波段相对论返波管中引入多电子束发射阴极,采用三维共形全电磁PIC粒子模拟软件对返波管进行了模拟。结果表明:多电子束发射阴极的面积为环形阴极面积的20%,产生的电流与环形阴极相同;采用多电子束发射阴极的相对论返波管能稳定地输出功率。与采用环形阴极的相对论返波管相比,由于多电子束发射阴极所产生的电子束与电磁波的相互作用降低,器件的输出功率下降11%,达到稳定输出功率的时间延迟5 ns。; 陈再高王玥; 关键词：高功率微波相对论返波管

用高频近似模型和入射-出射波模型对早期高空核电磁脉冲场的计算比对被引量：1: 2015年; 在康普顿电流和电导率相同的条件下,分别采用高频近似模型和入射-出射波模型对早期高空核电磁脉冲场进行一维计算,得到了地面上电场峰值的分布图以及爆心下方、空间某测试点的电场分量波形比对图。分析表明,计算结果符合对早期高空核电磁脉冲的规律性认识,同时两种方法得到的电场峰值、上升沿、脉宽、下降沿以及整体形状差异很小,说明两者均适用于早期高空核电磁脉冲场的计算。比较而言,高频近似模型的理论来源清晰、方程形式简单,便于求解,所以在实际研究中大多采用该模型。; 付梅艳张茂钰

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国家自然科学基金(61231003)

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