紧凑型L波段磁绝缘线振荡器的实验研究 被引量：14

1

作者 樊玉伟 舒挺 +3 位作者 王勇 李志强 周津娟 赵延宋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1453-1456,共4页

　设计加工了一个紧凑型L波段磁绝缘线振荡器(MILO)并进行了实验研究。该MILO具有一个新型收集极和一个新型模式转换器,射频扼流腔减为一个,同时将阴极杆设计成变阻抗结构,该MILO由一台自建的600kV,8Ω,100ns加速器SPARK 01驱动。在二... 　设计加工了一个紧凑型L波段磁绝缘线振荡器(MILO)并进行了实验研究。该MILO具有一个新型收集极和一个新型模式转换器,射频扼流腔减为一个,同时将阴极杆设计成变阻抗结构,该MILO由一台自建的600kV,8Ω,100ns加速器SPARK 01驱动。在二极管电压为515～538kV,二极管电流为58～61kA的条件下,该MILO在实验中获得了1.76～1.78GHz,2.2～2.5GW的TM01模高功率微波辐射,功率转换效率为7.3%～7.9%。在30ns的有效电压脉宽下,实验中测得微波脉冲半高宽为15ns。实验结果与模拟结果符合得较好。 展开更多

关键词 磁绝缘线振荡器 慢波结构 高功率微波

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磁绝缘线振荡器的自动优化设计 被引量：8

2

作者 孙会芳 李瀚宇 +3 位作者 姜幼明 董烨 董志伟 周海京 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期17-21,共5页

为克服全电磁粒子模拟(PIC)程序不利于优化设计的弱点,提高高功率微波器件的优化设计水平,将遗传算法与全电磁粒子模拟算法有机融合,研制出二维全电磁粒子模拟并行优化程序。据此对高功率微波源器件——两个波段的磁绝缘线振荡器(MILO):... 为克服全电磁粒子模拟(PIC)程序不利于优化设计的弱点,提高高功率微波器件的优化设计水平,将遗传算法与全电磁粒子模拟算法有机融合,研制出二维全电磁粒子模拟并行优化程序。据此对高功率微波源器件——两个波段的磁绝缘线振荡器(MILO):C-MILO和L-MILO进行优化设计。在输入功率不变的条件下,原C-MILO效率为10.8%,经优化后效率为15.4%;原L-MILO效率为12.6%,经优化后效率为17.7%。由此得出,两类MILO模型经优化后在输入功率基本不变的情况下输出功率和效率都有很大程度的提高,且模型几何参数合理,物理图像正确。 展开更多

关键词 遗传算法 PIC程序 高功率微波器件 磁绝缘线振荡器 优化设计

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渐变型C波段磁绝缘线振荡器 被引量：12

3

作者 刘松 刘永贵 +1 位作者 舒挺 钱宝良 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期93-96,共4页

用二维全电磁ＰＩＣ方法对具有渐变尺寸的磁绝缘线振荡器（ＭＩＬＯ）进行了数值模拟。研究这种改进型的ＭＩＬＯ装置在Ｃ波段获得最大功率输出的参数条件，并从物理上阐述了它比传统的同轴ＭＩＬＯ装置功率有所提高的物理机制。

关键词 PIC方法 MILO 高功率微波 渐变结构

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紧凑型L波段磁绝缘线振荡器的实验设计 被引量：5

4

作者 樊玉伟 舒挺 +3 位作者 王勇 李志强 周津娟 赵延宋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期767-769,共3页

设计加工了一个L波段磁绝缘线振荡器 (MILO) ,并进行了实验研究。在二极管电压为 5 15～5 38kV ,二极管电流为 5 8～ 6 1kA的条件下 ,获得了频率为 1.76～ 1.78GHz,功率为 2 .2～ 2 .5GW的TM0 1模高功率微波辐射 ,功率转换效率为 7.3%～... 设计加工了一个L波段磁绝缘线振荡器 (MILO) ,并进行了实验研究。在二极管电压为 5 15～5 38kV ,二极管电流为 5 8～ 6 1kA的条件下 ,获得了频率为 1.76～ 1.78GHz,功率为 2 .2～ 2 .5GW的TM0 1模高功率微波辐射 ,功率转换效率为 7.3%～ 7.9%。 展开更多

关键词 磁绝缘线振荡器 慢波结构 高功率微波 PIC方法

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改进型磁绝缘线振荡器的设计和数值模拟 被引量：7

5

作者 孙会芳 董志伟 姜幼明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1220-1224,共5页

　综合两种现有磁绝缘线振荡器的优点,对器件进行改进,将双渐变结构、轭流片和阻抗渐变三种增大功率的机制综合考虑,利用二维半全电磁PIC程序进行数值模拟,设计了一种新的改进型磁绝缘线振荡器,当外加电压为550kV,电流为35kA左右时,在L... 　综合两种现有磁绝缘线振荡器的优点,对器件进行改进,将双渐变结构、轭流片和阻抗渐变三种增大功率的机制综合考虑,利用二维半全电磁PIC程序进行数值模拟,设计了一种新的改进型磁绝缘线振荡器,当外加电压为550kV,电流为35kA左右时,在L波段获得了6GW的峰值输出功率。 展开更多

关键词 磁绝缘线振荡器 双渐变结构 阻抗渐变 轭流片

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紧凑型L波段磁绝缘线振荡器的粒子模拟 被引量：7

6

作者 樊玉伟 舒挺 李志强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1225-1227,共3页

　采取减小阴极杆半径和长度、阴阳极间隙、叶片的长度和厚度及慢波结构周期的办法构造了一种紧凑型磁绝缘线性振荡器(MILO),并用2.5维全电磁PIC方法对这一器件进行了粒子模拟研究。该装置主频为1.9GHz,饱和后平均输出功率达5.4GW,束波... 　采取减小阴极杆半径和长度、阴阳极间隙、叶片的长度和厚度及慢波结构周期的办法构造了一种紧凑型磁绝缘线性振荡器(MILO),并用2.5维全电磁PIC方法对这一器件进行了粒子模拟研究。该装置主频为1.9GHz,饱和后平均输出功率达5.4GW,束波转换效率达12%。紧凑型MILO结构能避免电击穿,电子束发射的对称性较易控制。 展开更多

关键词 磁绝缘线振荡器 慢波结构 高功率微波 PIC方法

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磁绝缘线振荡器中模式竞争问题的数值模拟 被引量：5

7

作者 孙会芳 董志伟 杨郁林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期303-306,共4页

为理解磁绝缘线振荡器(MILO)实验中频频出现的模式竞争问题,利用3维全电磁粒子模拟程序对C波段MILO的实验模型进行研究,探索各种非对称激励机制对产生微波模式的影响,结果显示:阴极电子随机发射、电压的慢上升前沿、较低的电压等因素都... 为理解磁绝缘线振荡器(MILO)实验中频频出现的模式竞争问题,利用3维全电磁粒子模拟程序对C波段MILO的实验模型进行研究,探索各种非对称激励机制对产生微波模式的影响,结果显示:阴极电子随机发射、电压的慢上升前沿、较低的电压等因素都可导致非对称高阶模式的产生,并使输出微波功率大大降低。模拟计算得出MILO中存在频率为3.6 GHz左右的基模和频率分别为3.7,4.1,4.6 GHz左右的3种高阶模式,与Karat计算结果基本一致。 展开更多

关键词 3维全电磁粒子模拟程序 磁绝缘线振荡器 高阶模 非对称激励 模式竞争

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螺旋型爆磁压缩脉冲发生器电阻及磁通损失的数值计算 被引量：2

8

作者 董志伟 于翠影 +3 位作者 赵强 杨显俊 徐福锴 王贵荣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期891-896,共6页

基于电流和磁扩散方程,讨论了螺旋型爆磁压缩脉冲发生器(MFCG)中的电阻与磁通损耗问题,将相关的接触电阻模型、欧姆电阻的趋肤效应与邻近效应模型具体应用到2维爆轰磁流体力学程序MF-CG-Ⅳ中,进一步完善了程序的物理功能。并选用美国德... 基于电流和磁扩散方程,讨论了螺旋型爆磁压缩脉冲发生器(MFCG)中的电阻与磁通损耗问题,将相关的接触电阻模型、欧姆电阻的趋肤效应与邻近效应模型具体应用到2维爆轰磁流体力学程序MF-CG-Ⅳ中,进一步完善了程序的物理功能。并选用美国德克萨斯理工大学简单绕制的螺旋型爆磁压缩脉冲发生器的实验结果对新增模块进行了考证,计算结果符合物理规律,且与实验测量吻合较好。 展开更多

关键词 螺旋型爆磁压缩发生器 欧姆电阻 接触电阻 磁通损失 趋肤效应 邻近效应

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圆柱体外SGEMP的三维数值模拟 被引量：6

9

作者 孙会芳 张芳 董志伟 《计算物理》 CSCD 北大核心 2016年第4期434-440,共7页

研究复杂模型的系统电磁脉冲(SGEMP)特性,开发三维全电磁粒子模拟程序,用Monte Carlo方法计算电子发射的余弦角分布和指数能谱分布,作为校验,首先模拟光电子由圆柱端面向外发射的SGEMP模型,并与文献二维计算结果对比;用该程序对半径为10... 研究复杂模型的系统电磁脉冲(SGEMP)特性,开发三维全电磁粒子模拟程序,用Monte Carlo方法计算电子发射的余弦角分布和指数能谱分布,作为校验,首先模拟光电子由圆柱端面向外发射的SGEMP模型,并与文献二维计算结果对比;用该程序对半径为10 cm,长度为20 cm的圆柱体只有一半侧面向外发射的三维SGEMP进行模拟,发现当发射电流为3.3A时,产生的电场最高可达56 k V·m^(-1),磁场高达3.0×10^(-6)T. 展开更多

关键词 全电磁粒子模拟程序 系统电磁脉冲 角分布 抗核加固

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核磁共振地下水勘查的模拟退火反演 被引量：4

10

作者 姜彦南 阮帅 +1 位作者 王绪本 高永才 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2005年第2期124-126,92,共3页

简要地介绍了NMR找水的理论方法,分析了核磁共振找水对于不同含水层的正演计算方法,并用模拟退火反演方法对一维含水模型进行反演,给出了三个不同含水层模型的模拟退火反演效果图。经对比验证,该方法在技术上是可行的,在理论上给出了对... 简要地介绍了NMR找水的理论方法,分析了核磁共振找水对于不同含水层的正演计算方法,并用模拟退火反演方法对一维含水模型进行反演,给出了三个不同含水层模型的模拟退火反演效果图。经对比验证,该方法在技术上是可行的,在理论上给出了对NMR反演进行改进的可行性方法。 展开更多

关键词 核磁共振 模拟退火 地下水

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碳纤维天鹅绒阴极与化纤天鹅绒阴极的比较 被引量：2

11

作者 樊玉伟 周恒 +4 位作者 钟辉煌 舒挺 季涛 杨汉武 罗玲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期587-590,共4页

研制了一种碳纤维天鹅绒阴极,并对碳纤维天鹅绒阴极和化纤天鹅绒阴极进行了初步的比较研究。比较结果表明:碳纤维天鹅绒阴极比化纤天鹅绒阴极启动稍慢。在相同的驱动电压条件下,碳纤维天鹅绒阴极产生的微波输出功率有可能优于化纤天鹅... 研制了一种碳纤维天鹅绒阴极,并对碳纤维天鹅绒阴极和化纤天鹅绒阴极进行了初步的比较研究。比较结果表明:碳纤维天鹅绒阴极比化纤天鹅绒阴极启动稍慢。在相同的驱动电压条件下,碳纤维天鹅绒阴极产生的微波输出功率有可能优于化纤天鹅绒阴极。但是,由于纤维脱落导致碳纤维天鹅绒产生微波的性能显著下降。在高电压运行中,化纤天鹅绒的纤维尖端由于高温烧蚀而膨胀、弯曲,从而影响了其运行寿命;但碳纤维天鹅绒的纤维尖端在实验运行后没有出现因高温烧蚀而膨胀、弯曲的现象。因此,碳纤维天鹅绒阴极的运行寿命应优于化纤天鹅绒。 展开更多

关键词 阴极 碳纤维 天鹅绒 高功率微波 磁绝缘线振荡器

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圆柱腔内系统电磁脉冲的数值模拟 被引量：3

12

作者 孙会芳 董志伟 周海京 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期123-128,共6页

应用3维全电磁粒子模拟程序研究腔体的内SGEMP,作为校验,模拟计算了光电子由圆柱腔体端面向内发射的SGEMP模型,并与文献结果进行了对比;使用该程序对圆柱腔体的3维内SGEMP进行模拟研究,得出注量为100 J/m^(2),特征温度为2 keV的黑体谱X... 应用3维全电磁粒子模拟程序研究腔体的内SGEMP,作为校验,模拟计算了光电子由圆柱腔体端面向内发射的SGEMP模型,并与文献结果进行了对比;使用该程序对圆柱腔体的3维内SGEMP进行模拟研究,得出注量为100 J/m^(2),特征温度为2 keV的黑体谱X射线,垂直入射高为4.5 cm、半径为7.5 cm的圆柱腔体侧面时,发射电流为20 A,产生的电场最高可达150 kV/m,磁场高达3.0×10^(-5)T。并对不同X射线注量下的电荷和电场分布情况进行了初步研究。 展开更多

关键词 全电磁粒子模拟程序 系统电磁脉冲 角分布 光电子

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高效率磁绝缘线振荡器的设计和数值模拟 被引量：4

13

作者 孙会芳 董志伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期797-801,共5页

运用2维全电磁粒子模拟程序，综合硬管磁绝缘线振荡器和渐变型磁绝缘线振荡器的优点，设计了具有较易起振和较高效率L波段磁绝缘线振荡器。在普通L波段MILO的基础上，主要进行了两个方面的改进，一是将磁绝缘二极管设计为轴向，即绝缘... 运用2维全电磁粒子模拟程序，综合硬管磁绝缘线振荡器和渐变型磁绝缘线振荡器的优点，设计了具有较易起振和较高效率L波段磁绝缘线振荡器。在普通L波段MILO的基础上，主要进行了两个方面的改进，一是将磁绝缘二极管设计为轴向，即绝缘磁场主要由阴极端面发射的电流提供，二极管间隙为2．2cm；二是增加慢波结构叶片数目，加入渐变叶片结构，形成渐变MILO模型，叶片总数为13。并针对矩形和具有慢上升前沿的脉冲电压波形分别进行了输出腔、叶片等的优化。两种优化模型在输入电压500600kV时，在L波段都获得输出周期平均功率超过5GW、效率大于20％的微波输出。并对实验中可能产生的射频击穿的问题，提出采用对扼流片尖端进行倒角处理以降低场强。模拟表明，该方法对输出功率和效率影响不大，但有效减小了击穿压力。 展开更多

关键词 高功率微波 渐变结构 磁绝缘线振荡器 射频击穿 优化设计 数值模拟

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磁绝缘线振荡器中高阶模式的3维数值模拟 被引量：3

14

作者 孙会芳 董志伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期641-644,共4页

为了解高频MILO实验中高阶模频频出现的原因并考察其对MILO器件性能的影响,利用二次开发的3维全电磁粒子模拟程序KARAT对C波段MILO器件进行了模拟研究。在存在非对称激励的情况下由束波互作用可直接导致高阶模的产生,发现了可与实验中... 为了解高频MILO实验中高阶模频频出现的原因并考察其对MILO器件性能的影响,利用二次开发的3维全电磁粒子模拟程序KARAT对C波段MILO器件进行了模拟研究。在存在非对称激励的情况下由束波互作用可直接导致高阶模的产生,发现了可与实验中高阶模现象比拟的高阶模,并对其中频率为4.01 GHz的模式做出判定,认为此模式是由非对称的电子和场在互作用腔中相互作用产生的高阶TM11模,并经同轴线传输转化得来。对于频率为3.67 GHz和4.53 GHz的另两高阶模目前尚不能判断。 展开更多

关键词 磁绝缘线振荡器 高阶模 KARAT程序 非对称激励

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圆柱腔体光电输运的蒙特卡罗模拟 被引量：1

15

作者 孙会芳 张玲玉 +1 位作者 董志伟 周海京 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期121-125,共5页

应用三维并行蒙特卡罗程序JMCT,计算了特征温度分别为1,3,5,8 keV的黑体谱X射线入射到铝、二氧化硅、金的表面的背散射光电产额和电子能谱,并与文献结果进行对比,验证了程序的正确性,进而针对系统电磁脉冲(SGEMP)研究中的典型几何结构... 应用三维并行蒙特卡罗程序JMCT,计算了特征温度分别为1,3,5,8 keV的黑体谱X射线入射到铝、二氧化硅、金的表面的背散射光电产额和电子能谱,并与文献结果进行对比,验证了程序的正确性,进而针对系统电磁脉冲(SGEMP)研究中的典型几何结构——金属圆柱腔体,模拟计算了其在黑体谱X射线照射下的光电输运过程,用温度为1 keV、注量为1 J/m^2的黑体谱X射线平行照射圆柱腔侧面,半个侧面发射光电子,计算得出了和方位角相关的不同面上发射光电子的光电产额、能谱分布和角分布,结果表明掠入射的X射线会产生更高的光电产额;光电子的发射角分布都基本符合余弦角分布的规律。 展开更多

关键词 蒙特卡罗 JMCT X射线 系统电磁脉冲 光电子

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神光装置辐照腔体系统电磁脉冲的数值模拟 被引量：1

16

作者 孙会芳 易涛 +4 位作者 董志伟 周海京 张玲玉 余波 刘品阳 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期173-179,共7页

应用三维MC程序和PIC程序,对神光装置辐照下腔体内系统电磁脉冲(SGEMP)模型进行了耦合模拟。在半高宽为2.9 ns、平均能量为10.3 keV的轫致谱X射线点源辐照下,圆柱腔内电场最大值高达2 MV/m,以轴向电场为主;磁场最大值约为0.8×10^(-... 应用三维MC程序和PIC程序,对神光装置辐照下腔体内系统电磁脉冲(SGEMP)模型进行了耦合模拟。在半高宽为2.9 ns、平均能量为10.3 keV的轫致谱X射线点源辐照下,圆柱腔内电场最大值高达2 MV/m,以轴向电场为主;磁场最大值约为0.8×10^(-3)T,以角向磁场为主,电磁场最大值都集中在发射面附近,以脉冲直流场为主,交流辐射场幅度较小,约在kV/m量级。考察了注量对SGEMP效应的影响,注量越高,电场沿轴向变化越快,交流辐射场占比越大。 展开更多

关键词 系统电磁脉冲 蒙特卡罗方法 全电磁粒子模拟方法 X射线

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新型低阻抗同轴慢波器件模拟研究 被引量：2

17

作者 孙会芳 董志伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期618-620,共3页

提出一种新型的低阻抗同轴慢波器件,它利用阳极金属网将二极管区与波束互作用区分开,并在波束互作用区采用内外双盘荷波导慢波结构以提高波束互作用效率。利用全电磁粒子模拟软件进行优化设计,结果表明:在输入电功率100 GW、电流95.4 k... 提出一种新型的低阻抗同轴慢波器件,它利用阳极金属网将二极管区与波束互作用区分开,并在波束互作用区采用内外双盘荷波导慢波结构以提高波束互作用效率。利用全电磁粒子模拟软件进行优化设计,结果表明:在输入电功率100 GW、电流95.4 kA的条件下,同轴慢波器件可在L波段获得23 GW的平均输出功率,功率转换效率达到23%。该器件无需外加磁场,结构简单,小型轻便。同时还对阳极金属网的温升状况进行了简单的估算。 展开更多

关键词 同轴慢波器件 波束互作用 金属网 双慢波结构 全电磁粒子模拟

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Clinotron的初步理论和数值模拟 被引量：2

18

作者 孙会芳 董志伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期993-997,共5页

在理论分析的基础上,模拟研究了微电真空太赫兹器件Clinotron。求解了色散方程,获得该器件的基本结构参数和性能参数;在考虑空间电荷场和电子回旋运动的情况下,得出能使器件内片状束稳定传输的周期永磁聚焦的磁场条件;利用3维全电磁粒... 在理论分析的基础上,模拟研究了微电真空太赫兹器件Clinotron。求解了色散方程,获得该器件的基本结构参数和性能参数;在考虑空间电荷场和电子回旋运动的情况下,得出能使器件内片状束稳定传输的周期永磁聚焦的磁场条件;利用3维全电磁粒子模拟程序对Clinotron进行了初步模拟以及优化。数值模拟结果表明:当输入电压为4.5kV、发射束流大小为190mA、输入电功率为855 W时,运行频率为218GHz的Clinotron的输出平均功率40W,功率转换效率达4.68%。 展开更多

关键词 太赫兹 Clinotron器件 色散曲线 周期永磁聚焦

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系统电磁脉冲一维边界层的数值模拟 被引量：1

19

作者 孙会芳 董志伟 张芳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期39-44,共6页

应用准第一性原理的PIC程序对系统电磁脉冲(SGEMP)一维边界层进行数值模拟,研究无限大介质板发射单一能量为2keV、发射率为3.3×1020 m^(-2)·s^(-1)的光电子,发射角分布为余弦角分布,且平板上留下等量正电荷时的SGEMP效应,得... 应用准第一性原理的PIC程序对系统电磁脉冲(SGEMP)一维边界层进行数值模拟,研究无限大介质板发射单一能量为2keV、发射率为3.3×1020 m^(-2)·s^(-1)的光电子,发射角分布为余弦角分布,且平板上留下等量正电荷时的SGEMP效应,得出稳态后电子所能到达的最大距离约在5.8~7.5cm之间振荡;发射表面z=0处的电荷密度在(6.0~9.0)×10^(-6)C/m^3之间振荡;表面电场值在50~55kV/m之间振荡;边界层达到准稳态的时间约为14.0ns。将稳态模拟结果和理论估算结果进行对比,模拟结果较理论结果更加准确、形象地反映出SGEMP一维边界层的形成过程及稳态结构。 展开更多

关键词 光电子 系统电磁脉冲 一维边界层 全电磁粒子模拟方法

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超磁致伸缩执行器软件测控平台设计 被引量：1

20

作者 隋晓梅 赵章荣 +2 位作者 黄轶 徐君 邬义杰 《机床与液压》 北大核心 2008年第8期197-200,共4页

设计了超磁致伸缩执行器的计算机测控平台,系统按功能划分为数据采集、数据分析和信号发生。给出了各个模块的具体实现方法,设计了各个模块数据管理的规则。实例测试验证设计测控平台能实现所有设计功能。

关键词 测控平台 超磁致伸缩 执行器

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