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基于人工神经网络的HEMP-E1环境快速预测模型 被引量：3
1
作者 乔海亮 谢海燕 刘钰 《现代应用物理》 2025年第1期175-180,共6页
针对高空核爆炸产生的高空核电磁脉冲(high altitude electromagnetic pulse,HEMP)对现代电子设备和电力网络构成严重威胁的问题,为有效预测和减轻HEMP的影响,基于Karzas-Latter高频近似模型和世界地磁模型,构建了神经网络训练数据集,... 针对高空核爆炸产生的高空核电磁脉冲(high altitude electromagnetic pulse,HEMP)对现代电子设备和电力网络构成严重威胁的问题,为有效预测和减轻HEMP的影响,基于Karzas-Latter高频近似模型和世界地磁模型,构建了神经网络训练数据集,并通过训练得到了一个新的HEMP快速计算模型。该模型采用多层感知器结构,包含1个输入层、5个隐含层和1个输出层,使用Sigmoid激活函数和均方差损失函数。实验结果表明,该模型能够在短时间内完成HEMP电场峰值的精确预测,极大缩短了计算时间。研究成果可为HEMP风险评估及快速响应提供参考。未来的研究将进一步优化模型架构扩展应用场景,提升模型的实用性和可靠性。 展开更多
关键词 高空核电磁脉冲 人工神经网络 快速预测模型
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高空大气X射线电离的工程计算模型
2
作者 彭国良 孙华洋 +1 位作者 李夏至 韦源 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第10期20-24,共5页
建立了高空大气X射线辐射电离的工程计算模型,模型考虑了X射线与大气作用产生的高能电子在地磁场中的输运及电离大气问题,相较传统的射线能量沉积模型提高了计算精度。利用该模型分析了爆炸高度、纬度和当量对电离密度分布的影响规律,... 建立了高空大气X射线辐射电离的工程计算模型,模型考虑了X射线与大气作用产生的高能电子在地磁场中的输运及电离大气问题,相较传统的射线能量沉积模型提高了计算精度。利用该模型分析了爆炸高度、纬度和当量对电离密度分布的影响规律,结果表明:由于高能电子输运的影响,电离密度分布丧失了对称性;电离密度分布在经过爆心垂直于磁力线方向有明显增强;爆高越大,高海拔位置电离密度变大,高能电子输运带来的影响在高海拔区域变小,低海拔位置电离密度变小;当量对电离密度的数值有较大影响,但对电离密度的相对分布影响较小。 展开更多
关键词 高空大气电离 X射线 高能电子输运 工程模型 地磁场
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超宽带高功率微波对单导体线缆的耦合特性研究
3
作者 孙璐 白珂珂 +2 位作者 田锦 杜亚楠 邱扬 《现代应用物理》 2025年第2期108-116,共9页
针对超宽带高功率微波(ultra-wideband high-power microwave,UWB-HPM)辐照下线缆面临干扰的问题,基于传输线模型和积分方程模型,模拟UWB-HPM辐照下单导体线缆的工作场景,分别建立了线缆仿真模型,分析不同模型计算方法下,UWB-HPM波对不... 针对超宽带高功率微波(ultra-wideband high-power microwave,UWB-HPM)辐照下线缆面临干扰的问题,基于传输线模型和积分方程模型,模拟UWB-HPM辐照下单导体线缆的工作场景,分别建立了线缆仿真模型,分析不同模型计算方法下,UWB-HPM波对不同长度和距地高度的单导体线缆的耦合效应。结果表明,利用积分方程的CST仿真与利用传输线模型的MATLAB计算具有一致性。在此基础上,研究不同脉冲宽度和不同时延的UWB-HPM波,在积分方程模型下对不同长度和距地高度的单导体线缆耦合特性的影响,最终发现单导体线缆最大耦合电流与脉冲宽度呈正相关。本文为分析UWB-HPM对线缆的耦合效应及线长、线高的选取摆放提供了参考。 展开更多
关键词 单导体线缆 高功率微波 传输线模型 积分方程模型 耦合效应
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电磁脉冲下细导线的DGTD算法研究
4
作者 杨谦 魏兵 李林茜 《现代应用物理》 2025年第4期133-140,共8页
针对细导线电磁脉冲作用问题计算资源消耗极大的问题,提出了一种细导线时域非连续伽略金算法。该算法属于显式有限元算法,结合细导线近似算法,无需建立导线模型,大幅提高了计算速度。通过应用该算法解决电磁脉冲作用问题,讨论了地上情... 针对细导线电磁脉冲作用问题计算资源消耗极大的问题,提出了一种细导线时域非连续伽略金算法。该算法属于显式有限元算法,结合细导线近似算法,无需建立导线模型,大幅提高了计算速度。通过应用该算法解决电磁脉冲作用问题,讨论了地上情形及地下情形导线回路的电流响应问题。研究表明,置于地下的导线回路所受电流冲击明显小于地上导线,大地起到了一定的屏蔽作用,且导线半径增大会提高电流幅值;两种双指数脉冲的时域数据存在一定差异,但频域的响应增幅非常接近。该研究可为地下工程防护问题提供参考及算法支撑。 展开更多
关键词 电磁脉冲 时域非连续伽略金法 细导线 快速算法 电磁防护
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HEMP模拟注入10kV配电线路典型绝缘子闪络特性分析 被引量：1
5
作者 黄刘宏 梁涛 +3 位作者 李跃波 席志豪 谢彦召 邓双 《现代应用物理》 2025年第2期101-107,共7页
高空电磁脉冲(high-altitude electromagnetic pulse,HEMP)通过场线耦合形成的传导环境能够对电力系统的正常运行造成严重影响,为开展电力系统电磁易损性评估,有必要研究其关键设备中绝缘子在HEMP环境下的闪络特性。为此,选取3种典型绝... 高空电磁脉冲(high-altitude electromagnetic pulse,HEMP)通过场线耦合形成的传导环境能够对电力系统的正常运行造成严重影响,为开展电力系统电磁易损性评估,有必要研究其关键设备中绝缘子在HEMP环境下的闪络特性。为此,选取3种典型绝缘子,利用可模拟HEMP传导环境的脉冲电流注入装置,在10 kV配电网模拟系统上开展了不同工况及污秽等级下的绝缘子沿面闪络试验研究。结果表明,针式瓷绝缘子(PQ1-10T)和复合绝缘子(FPQ2-10/3T)均未发生闪络;玻璃绝缘子(LXY-100)闪络电压相对较低,总结给出了其闪络电压概率曲线,其50%闪络电压分别为261 kV(绝缘子清洁,配电网不带电)和247 kV(绝缘子清洁,配电网带电);玻璃绝缘子污秽量的增多会降低闪络电压,但闪络电压存在饱和值,在本文所试验的工况及污秽等级下,饱和闪络电压约为230 kV,与无污秽情形(261 kV)相比,降幅达12%。 展开更多
关键词 高空电磁脉冲 脉冲电流注入 绝缘子 闪络电压
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束缚核效应对热中子活化的影响
6
作者 郭志铭 郝建红 +3 位作者 张芳 赵强 范杰清 董志伟 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期139-146,共8页
在地表核泄漏场景下,辐射中子与物质中原子核经过多次散射后,能量很快降低到只有几个电子伏的热中子能区,热中子的活化将对核反应过程产生强烈影响。在固体、液体材料中,原子核通常以束缚态核的形式存在,在与物质相互作用反应方面,束缚... 在地表核泄漏场景下,辐射中子与物质中原子核经过多次散射后,能量很快降低到只有几个电子伏的热中子能区,热中子的活化将对核反应过程产生强烈影响。在固体、液体材料中,原子核通常以束缚态核的形式存在,在与物质相互作用反应方面,束缚核与气态的自由核不同。为更准确地评估核辐射效应,本文研究了束缚核效应对热中子活化过程的影响。使用蒙特卡罗方法模拟粒子输运,基于地表核辐射的场景建立了相应的空地界面模型,模拟了核辐射中子束入射土壤、海水以及混凝土产生的一系列核反应。以热中子的活化反应为重点,通过替换入射中子在介质中的反应截面引入束缚核效应,计算并对比了考虑束缚核效应影响前后活化产物次级γ的注量变化。研究结果表明,在活化过程中考虑束缚核效应的影响,能够使固液介质的热中子活化强度出现明显增强,从而在一定程度上增强地表次级γ场的辐射强度。由于元素组成、粒子屏蔽能力等因素的综合作用,三种介质场景下次级γ注量的最高涨幅分别为18%、8%和11%,涨幅随探测距离的变化规律也有所差异。 展开更多
关键词 热中子活化 蒙特卡罗方法 束缚核 感生放射性 靶核热运动
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强爆炸后裂变产物产生的缓发γ与中子产生的次级γ剂量研究
7
作者 范闯 范杰清 +6 位作者 张芳 刘佳文 赵强 薛碧曦 公延飞 郝建红 董志伟 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第12期153-159,共7页
强爆炸释放的γ辐射剂量评估是核应急防护体系研究的重要方向之一,传统研究多聚焦于瞬发γ(<1μs)的剂量评估,缓发γ(秒级)因时间延迟常被忽视。针对强爆炸后裂变产物在0.2~0.5 s内产生的缓发γ剂量与中子泄露产生的次级γ剂量开展研... 强爆炸释放的γ辐射剂量评估是核应急防护体系研究的重要方向之一,传统研究多聚焦于瞬发γ(<1μs)的剂量评估,缓发γ(秒级)因时间延迟常被忽视。针对强爆炸后裂变产物在0.2~0.5 s内产生的缓发γ剂量与中子泄露产生的次级γ剂量开展研究,基于蒙特卡罗(MC)方法构建了强爆炸源项-大气输运-地表活化耦合的三维全尺度模型,提出基于MC多步计算的动态剂量评估框架,利用重要性卡降低一定距离内实验模拟的方差,详细对比了其与瞬发γ剂量随时间距离变化的趋势。模拟结果表明,在0.2~0.5 s窗口内,距爆炸源500m处缓发γ总剂量达0.829Gy,为瞬发剂量(0.441Gy)的1.88倍;距爆炸源1000m处仅裂变产物产生的缓发剂量(0.0318Gy)为瞬发剂量(0.0042Gy)的7.6倍,远距离下危害相较瞬发尤为显著;而中子泄漏产生的γ剂量500m到1000m的剂量由0.634Gy逐步衰减至0.0485 Gy。提出的动态剂量评估框架为核应急防护策略优化提供了数据支撑。 展开更多
关键词 裂变产物 缓发γ剂量 蒙特卡罗方法 方差减少 土壤建模
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基于人工神经网络的高空电磁脉冲环境快速预测
8
作者 裴明鸿 谢海燕 +1 位作者 乔海亮 史雪婷 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第10期188-194,共7页
高空电磁脉冲(High-altitude Electromagnetic Pulse, HEMP)幅值高、脉宽宽、覆盖范围大,对现代电子设备和电力网络构成严重威胁。为了实现对HEMP环境的快速预测,提出了一种基于人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)的HEMP快... 高空电磁脉冲(High-altitude Electromagnetic Pulse, HEMP)幅值高、脉宽宽、覆盖范围大,对现代电子设备和电力网络构成严重威胁。为了实现对HEMP环境的快速预测,提出了一种基于人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)的HEMP快速预测模型,解决了传统数值计算的时效性问题,显著提高场环境计算效率及预测精度。该模型结合Karzas-Latter高频近似模型与世界地磁模型,使用Sigmoid激活函数和均方差损失函数,包含一个输入层、八个隐藏层和一个输出层。实验结果表明,该模型能在短时间内完成HEMP电场峰值的精确预测,极大缩短了计算时间,拓展了适用范围。研究成果可为HEMP风险评估及快速响应提供参考。 展开更多
关键词 高空电磁脉冲 电磁辐射 人工神经网络 快速预测 计算模型
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一种提高X波段脉冲微波能量测量精度的新方法
9
作者 田彦民 晏峰 +1 位作者 苗运玲 宁辉 《现代应用物理》 2025年第5期144-150,共7页
为提高BJ100波导形脉冲微波能量计测量长脉冲串微波能量的精度,改进了该脉冲微波能量计的结构。首先,确定了影响该型脉冲微波能量计测量不确定度偏大的主要因素是微波吸收腔的热散失;其次,分析了不同重复频率、不同脉冲数量脉冲微波能... 为提高BJ100波导形脉冲微波能量计测量长脉冲串微波能量的精度,改进了该脉冲微波能量计的结构。首先,确定了影响该型脉冲微波能量计测量不确定度偏大的主要因素是微波吸收腔的热散失;其次,分析了不同重复频率、不同脉冲数量脉冲微波能量实测数据,以及理论上连续吸收N个微波脉冲时吸收腔热散失能量占比与吸收腔热时间常数的关系。结果表明,微波吸收腔的热散失中,热时间常数较小是影响脉冲微波能量测量不确定度较大的根本原因。根据实测与理论分析,提出了一种结合矩圆转换、模式转换以及采用尺寸更大的圆锥形吸收腔的方法,以增大微波吸收腔的热时间常数。实验测试结果表明:包含因子k为2时,在测量持续时间为2.4 s、能量为100 J的X波段脉冲串微波能量时,使用改进方法的脉冲微波能量计测量扩展不确定度由原先的17%降低至6.6%,验证了该优化方案对长脉冲串微波能量测量精度的提升效果。 展开更多
关键词 热时间常数 X波段 微波能量计 脉冲 能量
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高空电磁脉冲传导环境下配电变压器绕组电应力分布特性 被引量：1
10
作者 秦锋 崔志同 +3 位作者 毛从光 王旭桐 王一雄 陈伟 《现代应用物理》 2025年第3期107-114,共8页
针对高空电磁脉冲(high-altitude electromagnetic pulse,HEMP)作用下配电变压器出现绝缘性能降级甚至击穿等问题,基于有限元仿真方法,计算了HEMP传导环境下配电变压器绕组电应力分布特性,为分析配电变压器等关键电力设备的HEMP效应机... 针对高空电磁脉冲(high-altitude electromagnetic pulse,HEMP)作用下配电变压器出现绝缘性能降级甚至击穿等问题,基于有限元仿真方法,计算了HEMP传导环境下配电变压器绕组电应力分布特性,为分析配电变压器等关键电力设备的HEMP效应机理提供输入。研究结果表明,HEMP作用下,变压器绕组内部电位分布不均匀,距离输入端口越近,电压幅值越大,上升沿越陡,半高宽越大。此外,变压器端口脉冲波形上升时间变缓和变压器绝缘老化程度加剧,均会使变压器高压绕组所承受的电压波形电位梯度、半高宽、电压幅值增大。 展开更多
关键词 高空电磁脉冲 配电变压器 电位分布 电磁效应 传导环境
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核电磁脉冲与复杂工程结构相互作用计算方法研究现状
11
作者 陈萌 李昭敏 +2 位作者 何欣波 魏兵 孙宪钢 《现代应用物理》 2025年第2期14-25,共12页
本文阐述了核电磁脉冲(nuclear electromagnetic pulse,NEMP)与典型工程防护结构电磁耦合特性分析的研究现状。首先,介绍了NEMP源区的研究现状,同时给出了本实验室最新的研究进展;其次,为了便于计算电磁脉冲与复杂工程的电磁耦合特性,... 本文阐述了核电磁脉冲(nuclear electromagnetic pulse,NEMP)与典型工程防护结构电磁耦合特性分析的研究现状。首先,介绍了NEMP源区的研究现状,同时给出了本实验室最新的研究进展;其次,为了便于计算电磁脉冲与复杂工程的电磁耦合特性,给出了快速建立并计算复杂地形电磁模型的方法;最后,详细介绍了多层金属网和钢筋混凝土结构电磁耦合效应的研究现状。本文对这些研究现状的梳理,可为核电磁脉冲的防护技术及工程应用提供参考和指导。 展开更多
关键词 NEMP源区 复杂地形电磁模型 等高线建模 多层金属网 钢筋混凝土
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放射性沉降预报模型中沉降速度对剂量率分布的影响
12
作者 宋润州 胡力元 +1 位作者 胡佳文 宋玉收 《防化研究》 2025年第2期66-71,78,共7页
沉降速度的变化对于放射性物质沉降预报具有重要影响。本文采用简化沉降预报系统(Simplified Fallout Interpretive Code,SIMFIC)与简化动力学模型结合的混合模型对4次不同当量的试验进行模拟。通过对比模拟与实测的剂量率分布情况,研... 沉降速度的变化对于放射性物质沉降预报具有重要影响。本文采用简化沉降预报系统(Simplified Fallout Interpretive Code,SIMFIC)与简化动力学模型结合的混合模型对4次不同当量的试验进行模拟。通过对比模拟与实测的剂量率分布情况,研究了不同沉降模式对模拟结果的影响,比较了Beard方程和Bridgman方程计算海平面处沉降速度时模型的预报结果,分析了部分结果差异化的原因。结果表明,当不同高度的风向变化较大时,恒速沉降模式对“热线方位”这一特征量的改变较大,此时不适合使用该模式计算不同高度的沉降速度;对于放射性气溶胶大粒径颗粒占比较少、所关注沾染面积较大范围的试验,可以使用更简化的Bridgman方程计算海平面处沉降速度。 展开更多
关键词 放射性沉降 沉降速度 剂量率分布 烟云 模型
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玻璃陶瓷固态脉冲形成线耐压特性研究
13
作者 曾凡正 陈均优 +5 位作者 付泽斌 贾成林 孙泉 刘一锋 李嵩 钱宝良 《现代应用物理》 2025年第2期187-192,共6页
玻璃陶瓷是一种非常有潜力应用在高功率脉冲系统的脉冲形成线中的固态储能材料。针对现有固态脉冲形成线击穿电压低、使用寿命短的问题,提出并研究基于玻璃陶瓷的曲折结构固态脉冲形成线,通过优化固态脉冲形成线的电极间隔、留边量、输... 玻璃陶瓷是一种非常有潜力应用在高功率脉冲系统的脉冲形成线中的固态储能材料。针对现有固态脉冲形成线击穿电压低、使用寿命短的问题,提出并研究基于玻璃陶瓷的曲折结构固态脉冲形成线,通过优化固态脉冲形成线的电极间隔、留边量、输入点位置和电极宽度等结构参数,降低电极表面场强,提高其绝缘强度,研制出高耐压、长时间稳定运行的固态脉冲形成线,在35 kV充电电压下寿命达到200万次以上,比现有公开报道的同类固态脉冲形成线的80万次寿命提高1.5倍以上,可为推进高功率脉冲驱动源紧凑化、模块化和长时间稳定运行提供技术基础。 展开更多
关键词 玻璃陶瓷 固态脉冲形成线 耐压特性
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核爆炸光热辐射研究进展 被引量：2
14
作者 张欣 王博宇 +3 位作者 李君 原林 刘洋 韩小祥 《现代应用物理》 2025年第2期1-13,共13页
核爆炸引发的剧烈光热辐射是核武器能量释放的主要方式之一,具有瞬时性和极高的辐射强度。本文首先介绍了核爆炸火球及光热辐射的研究历程,包括辐射流体力学方程组的求解、核爆火球的理论与实验研究和光辐射输运与热辐射的模拟。然后,... 核爆炸引发的剧烈光热辐射是核武器能量释放的主要方式之一,具有瞬时性和极高的辐射强度。本文首先介绍了核爆炸火球及光热辐射的研究历程,包括辐射流体力学方程组的求解、核爆火球的理论与实验研究和光辐射输运与热辐射的模拟。然后,总结了历年来研究人员在研究光热辐射方面采取的多样化方法,对有限差分方法、算子分裂方法及显隐式处理等多种计算策略进行了讨论。随后,梳理归纳了诸多学者提出的火球发展过程所经历的3个阶段和2个标志性脉冲的相关公式及特征参量。最后,介绍了神经网络在核爆相关领域的应用,并基于现今的科学认知,对神经网络在未来光热辐射领域中的潜在应用及其可行性进行了前瞻性分析。 展开更多
关键词 核爆炸火球 热辐射 辐射流体动力学 数值模拟 神经网络
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6 MV或更高电压HEMP模拟装置驱动源技术路线理论分析
15
作者 陈志强 吴伟 +3 位作者 贾伟 郭帆 冯寒亮 夏良斌 《现代应用物理》 2025年第3期76-85,共10页
对比分析了兆伏量级高空电磁脉冲模拟装置中驱动源单边驱动和双边驱动技术路线的异同和优缺点。分别从总体技术特征、以及初级储能模块、中储模块和峰化模块等关键部件研制角度,结合公开文献内容,分析了现有技术水平和实现6 MV或更高电... 对比分析了兆伏量级高空电磁脉冲模拟装置中驱动源单边驱动和双边驱动技术路线的异同和优缺点。分别从总体技术特征、以及初级储能模块、中储模块和峰化模块等关键部件研制角度,结合公开文献内容,分析了现有技术水平和实现6 MV或更高电压模拟装置需突破的技术增量。分析认为,对于单边驱动技术路线而言,技术瓶颈在于高电压等级峰化电容器的研制;对于双边驱动技术路线而言,技术瓶颈在于两台脉冲源的同步,另外,还应着重考虑输出开关在不同上升沿的脉冲电压下的击穿稳定性。在开展6 MV或更高电压等级高空电磁脉冲模拟装置研制前,应针对前述问题积极开展预研工作,基于相关预研工作达到的指标水平,合理选择驱动源的技术路线。 展开更多
关键词 高空电磁脉冲模拟装置 单边驱动 双边驱动 同步性能 绝缘性能 击穿稳定性
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复杂系统电磁环境效应(E3)评估方法研究进展
16
作者 毛从光 秦锋 +3 位作者 杜传报 陈伟 吴伟 孙东阳 《现代应用物理》 2025年第4期9-16,共8页
本文综述了电磁环境效应(electromagnetic environment effects,E3)领域的评估技术进展。E3评估是该领域极具挑战性的难题,目前尚未形成统一的评估方法或理论。评估通常根据目的分为风险、可靠性和效能3类,不同类型的评估采用不同的方... 本文综述了电磁环境效应(electromagnetic environment effects,E3)领域的评估技术进展。E3评估是该领域极具挑战性的难题,目前尚未形成统一的评估方法或理论。评估通常根据目的分为风险、可靠性和效能3类,不同类型的评估采用不同的方法。本文从认知的角度将评估模型分为物理、逻辑和概率3类,并总结不同方法中的共性和基础性问题及其研究进展。其中,机理的综合性和不确定性是E3定量评估所面临的主要挑战,多数评估方法以概率论与数理统计为数学基础,本质上E3评估是电磁应力和阈值两类不确定数据之间的比较。本文基于贝叶斯网络方法给出了评估流程的一般步骤,并讨论了亟待深入研究的关于评估方法的课题。 展开更多
关键词 E3 评估 易损性 电磁风险 贝叶斯网络 高空核电磁脉冲
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高功率微波窄脉冲合成孔径成像初探
17
作者 罗雨潇 谢少毅 +3 位作者 姜悦 邰宁 陶伟 杨志强 《现代应用物理》 2025年第2期117-123,共7页
高功率微波雷达具有高功率、窄脉冲、分辨率高及抗干扰能力强等优点,有很强的应用前景。本文根据高功率微波窄脉冲信号的特点,建立了成像回波信号时域和频域回波模型,分析了后向投影成像算法的原理与实现方式,提出了适用于高功率微波窄... 高功率微波雷达具有高功率、窄脉冲、分辨率高及抗干扰能力强等优点,有很强的应用前景。本文根据高功率微波窄脉冲信号的特点,建立了成像回波信号时域和频域回波模型,分析了后向投影成像算法的原理与实现方式,提出了适用于高功率微波窄脉冲信号的ωK成像算法。开展了成像仿真实验,验证了高功率微波窄脉冲成像的可行性、理论推导的正确性以及所提算法的有效性。 展开更多
关键词 高功率微波 窄脉冲 成像 回波模型 后向投影算法 ωK算法
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一种基于GIS数据的大规模城市建筑群表面载荷自动提取方法
18
作者 廖真 程帅 +2 位作者 马龙 刘文祥 张德志 《现代应用物理》 2025年第5期182-190,共9页
评估爆炸冲击波对大规模城市建筑群的毁伤破坏,首先要合理给出作用于建筑结构上的爆炸冲击载荷。在大规模数值计算中,快速、批量提取建筑群表面爆炸载荷对模拟建筑结构的爆炸响应具有重要意义。针对城市级复杂空间爆炸流场传输环境的数... 评估爆炸冲击波对大规模城市建筑群的毁伤破坏,首先要合理给出作用于建筑结构上的爆炸冲击载荷。在大规模数值计算中,快速、批量提取建筑群表面爆炸载荷对模拟建筑结构的爆炸响应具有重要意义。针对城市级复杂空间爆炸流场传输环境的数值模拟中,建筑群表面载荷无法自动和批量显式提取的问题,提出了一种基于城市建筑GIS数据的建筑群表面测点批量布设和坐标自动生成方法。通过指定测点在建筑的水平方向和竖直方向的间距等2个控制参数,可实现大规模建筑群海量测点的规则、均匀和自动化布设。将生成的测点坐标提供给数值模拟程序,可得到建筑群表面的爆炸载荷历程数据。对于2.5D形式的城市建筑群,该方法不受建筑群的体量、几何尺寸、排布方式等因素限制。测试结果表明,在普通计算机上完成1×10^(5)量级测点的布设用时小于2 min,测点布设高效可靠。该方法搭建起了城市级复杂空间精细流场计算与建筑结构响应分析之间的桥梁,可为后续建筑群载荷分布、结构响应计算及破坏评估、抗爆/抗风及加固设计等系列研究提供数据支撑。 展开更多
关键词 大当量爆炸 城市建筑群 传输环境计算 测点布设 载荷提取
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基于FLTD的脉冲电源研制与输出特性研究
19
作者 袁子涵 尚晓光 +6 位作者 王少鲁 窦金利 张成仁 李巍 王雨 王星晨 王彦懿 《现代应用物理》 2025年第5期94-101,共8页
本文针对快脉冲线性变压器驱动源(fast linear transformer driver,FLTD)的研制及输出特性展开研究。FLTD凭借结构紧凑、脉冲前沿快、模块化设计等特点,在电力系统、电力电子设备试验电源等领域具有广阔的应用前景。本文基于FLTD拓扑结... 本文针对快脉冲线性变压器驱动源(fast linear transformer driver,FLTD)的研制及输出特性展开研究。FLTD凭借结构紧凑、脉冲前沿快、模块化设计等特点,在电力系统、电力电子设备试验电源等领域具有广阔的应用前景。本文基于FLTD拓扑结构,建立了FLTD单级等效仿真模型,深入分析了激磁电感、杂散电容和杂散电感等关键参数对脉冲输出特性的影响。仿真结果表明,励磁电感、原边和副边杂散电感及负载对地杂散电容的增大,均会延长脉冲的前沿和后沿。此外,对地杂散电容与线路电感之间的谐振效应会导致脉冲后沿波形畸变。因此,为获得快前沿的脉冲,在满足输出幅值和脉宽要求的情况下,应尽量减小激磁电感和优化PCB布局以降低杂散参数。基于仿真结果,本文设计并制作了单级FLTD模块的PCB板,并在不同电压、脉宽和并联支路条件下测试其输出性能。实验结果表明,随着充电电压升高和输出电压脉宽增加,系统中更大的能量通过寄生电容和电感释放,使得MOSFET关断时负载上的反向过冲电压显著增大,而并联支路数对脉冲前后沿的影响较小。最终研制的圆环状四支路并联FLTD模块可在200 kHz重复频率下稳定运行,输出电压幅值可达10 kV,脉冲前沿约为20 ns,脉冲后沿约为30 ns,脉冲顶降小于10%。 展开更多
关键词 FLTD 磁芯参数 杂散参数 脉冲前后沿 重复频率
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基于晶界微观结构的ZnO压敏电阻电气特性仿真分析
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作者 程鑫 崔崇雨 +3 位作者 吴红梅 郭敬科 殷越 孟鹏飞 《现代应用物理》 2025年第4期141-147,共7页
现代电力系统电磁环境复杂,电力、通信等设备易受电磁干扰损毁。ZnO压敏电阻因优异的非线性伏安特性,广泛应用于敏感设备电磁防护。由晶界特性和微观结构决定的宏观电气特性影响ZnO压敏电阻对电磁脉冲等干扰的抑制能力。为提升ZnO压敏... 现代电力系统电磁环境复杂,电力、通信等设备易受电磁干扰损毁。ZnO压敏电阻因优异的非线性伏安特性,广泛应用于敏感设备电磁防护。由晶界特性和微观结构决定的宏观电气特性影响ZnO压敏电阻对电磁脉冲等干扰的抑制能力。为提升ZnO压敏电阻对电磁干扰的抑制效果,本文基于Voronoi网络模型构建ZnO压敏电阻微观结构模型,提出了考虑晶间旁路效应的压敏电阻晶界分区模型及微观等效电路,研究了厚晶界相区比例、厚晶界相区阻抗以及直接接触区比例对ZnO压敏电阻宏观电气性能的影响。结果表明,降低厚晶界相区比例、提高阻抗可显著提升压敏电阻性能;而直接接触区比例在前期对电气性能影响轻微,但当比例增加到1×10^(-6)时,ZnO压敏电阻多项电气性能严重劣化。本文为ZnO压敏电阻在电磁干扰抑制方向的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 电磁干扰抑制 ZNO压敏电阻 晶界分区模型 Voronoi网络 宏观电气特性
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