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oe1(光电查) - 科学论文

126 条数据
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  • 为全球日冕非线性无力场外推预处理光球矢量磁图

    摘要： 基于观测光球磁场的非线性无力磁?。∟LFFF）外推法是目前获取日冕磁场最重要的方法。然而原始光球磁图包含磁力和小尺度噪声，与NLFFF模型的无力场假设不符。消除观测数据中力和噪声的过程称为预处理。本文将姜与冯的预处理代码扩展至全球面坐标系，首先采用高斯平滑处理观测数据，随后将平滑后的磁场分解为势场与非势场——势场部分通过数值势场模型计算，非势场部分则采用优化方法进行预处理以最小化磁力与磁扭矩。将该代码应用于SDO/HMI矢量磁场的全日面图时，发现其能有效降低噪声和磁力，提升数据质量，从而为全球日冕NLFFF外推提供更优质的输入数据。

    关键词： 磁流体力学（MHD）、磁场、方法：数值模拟、太阳：日冕

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018年7月1日-2018年7月5日)] 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 基于硒化物-硫系玻璃光纤的中红外自发辐射源的时域建模

    摘要： 我们建立了基于硒化物-硫系玻璃光纤的中红外自发辐射源的时域模型。所采用的建模参数源自实验获取的数据。这些模型基于速率方程方法来模拟相关能级间离子的分布情况。通过使用专门开发的有限差分格式求解一组偏微分方程来计算光纤内部的光功率分布，该格式可直接纳入光纤端面出现的阶跃不连续性。所得结果可用于全面分析掺镧系离子硫系光纤的发光特性。

    关键词： 中红外光子学、硫系玻璃光纤、数值模拟

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 《帕克太阳探测器》与《太阳轨道器》对宁静大尺度太阳风流的预期白光成像及原位测量

    摘要： 对内日球层的深空探测正处于前所未有的黄金时代，这得益于近期发射的帕克太阳探测器（PSP）和即将发射的太阳轨道器（SolO）任务。为了预测并理解PSP和SolO未来的观测结果，我们对太阳活动极小期的三维内日球层进行了前向磁流体力学建模，并合成了由日冕和日球层等离子体对阳光进行汤姆逊散射产生的白光辐射。在从PSP和SolO的白光观测中重建静态大尺度太阳风流时，需要同时考虑太阳自转和航天器轨道。当从静态坐标系转换到共转坐标系时，PSP的椭圆轨道在距离太阳约80个地球半径的范围内变成了一个多圈螺旋线。PSP共转轨道最内侧的螺旋圈呈现出一个封闭的"心形"轨迹。当PSP沿着这个"心形"轨迹运行时，可以两次穿过同一个共转相互作用区（CIR）。这使得我们能够在日冕和日球层对同一个CIR进行现场测量。随着PSP接近近日点，来自日冕的白光辐射会增加。偏振可以用来定位日冕中主要的白光散射区域。通过使用SolO的黄道外视角提供的额外白光图像，可以在经度维度上进一步解析PSP周围的大尺度结构。PSP和SolO之间的协同观测对于区分背景CIR和瞬变抛射物具有很大的前景。

    关键词： 太阳：日球层，方法：数值模拟，太阳风，太阳：日冕，磁流体力学（MHD）

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 通过快速生长技术理解KDP晶体表面高度变化

    摘要： 通过快速生长技术进行数值模拟，以探究KDP晶体表面高度的变化。数值模拟采用的理论模型将溶质与杂质的宏观传输过程与微观界面动力学过程相耦合。研究重点分析了晶体尺寸、整体过饱和度、搅拌桨转速及杂质等因素对各生长界面生长速率波动的影响。研究发现：当考虑界面动力学过程时，预测的界面移动速度（即生长速率）在宏观尺度上沿各锥面和柱面的法线方向均匀分布；但在微观尺度上呈现波浪状波动，其波动幅度达微米量级。这种生长速率波动会导致KDP晶体表面高度变化，并引发晶体中微米级与纳米级包裹体的形成。增大晶体尺寸和整体过饱和度会加剧生长速率波动，可能降低所生长KDP晶体的质量。提高搅拌桨转速可使生长速率波动减弱。杂质对KDP柱面的生长速率影响尤为显著——当溶液中存在杂质时，柱面生长速率大幅下降且生长速率波动幅度增强一个数量级。

    关键词： 生长速率波动、数值模拟、表面高度变化、快速生长技术、KDP晶体、杂质

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 使用POLARIS进行辐射传输计算

    摘要： 目标：我们推出POLARIS（偏振辐射模拟器）——一款新开发的三维蒙特卡洛辐射传输代码。该代码专为计算尘埃温度、偏振图谱及光谱能量分布而设计，能高效处理来自复杂磁流体动力学模拟的数据。其主要功能是在星际介质磁场研究背景下，开展多波段连续谱偏振测量的预处理与分析，典型应用包括探究磁场在恒星形成过程中的作用。 方法：我们将当前前沿的尘?？帕Ｅ帕欣砺塾胂钟谐景＜尤燃捌袼惴ㄏ嘟岷?，在与恒星形成不同阶段相关的复杂天体物理系统中进行多尺度验证。POLARIS通过全谱段尘埃偏振机制来追踪潜在磁场形态结构。 结果：所得温度分布与磁流体动力学坍缩模拟产生的辐射源密度及位置相符。所研究的环星盘模型中计算得出的尘?？帕Ｅ帕胁阌肜砺墼げ飧叨纫恢?。最终我们在解析云模型的合成多波段偏振图谱中，计算出依赖于所用尘埃模型和颗粒排列理论的独特图案。

    关键词： 磁场、偏振、尘埃、消光、辐射转移、磁流体力学（MHD）、方法：数值模拟

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 使用DART-Ray进行光线追踪三维尘埃辐射传输：代码升级与公开发布

    摘要： 我们推出了纯光线追踪三维尘埃辐射传输代码DART-Ray的深度更新版本。新版本包含五项重大升级：1）对射线角密度和散射辐射源函数进行系列优化；2）采用混合MPI+OpenMP方案实现多数据和任务并行化；3）新增尘埃自加热功能；4）支持以HEALPix格式生成模型内部观测者的表面亮度图；5）可在计算初始阶段预设预期数值精度。我们通过尘埃自加热不可忽略的基准模型测试了升级代码，并利用星系模型研究了源影响体积范围——这对确定DART-Ray算法效率至关重要。新版代码已公开发布，提供用户与开发者双文档，并附带多个程序用于创建不同模型几何结构的输入网格及导入N体与SPH模拟结果。这些程序可轻松适配不同输入几何结构、尘埃模型或恒星辐射库。

    关键词： 散射、尘埃、消光、辐射转移、红外：星际介质，方法：数值模拟

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 采用短扩散器概念的太阳能电站：通过纳入导叶拓扑结构对重力涡流形状及稳定性的影响来进一步改进数值模型

    摘要： 一种替代性可再生能源概念——短扩散器太阳能发电厂（SPD）的概念，通过更先进的计算流体动力学（CFD）模型进行了数值研究。所开发的模型具有更复杂且简化的导叶拓扑结构。本工作的主要创新点在于针对该替代性可再生能源概念（SPD）的特定新型应用，对导叶拓扑结构进行了优化。优化过程涉及使用最少数量的几何影响参数来确定所需的导叶拓扑结构。目标是实现与所需周向速度相关的涡流生成和稳定化，并最小化SDP电厂稳定运行所需的压力势。所提供的数值研究是必要的，无疑是迈向考虑实验性电厂（将引入涡轮机）的一步。需要考虑到我们处理的是复杂的流动结构，这需要逐步进行数值研究，以便能够详细了解各种可能强烈影响SPD运行参数的影响和过程。导叶拓扑结构被改变，以开发出能够在类似于大气涡流现象的压力范围内建立和维持稳定重力涡流的SPD（适用于开发紧凑系统，且烟囱喉部区域的最大速度低于20 m/s）。该研究概述了九种案例，每种案例代表改变后的导叶设计，其中确定了最佳案例，并与其他研究小组的现有实验数据进行了比较。比较表明，尽管该数值模型相当简单，但在预测局部速度和压力分布方面准确且稳健，适合应用于风力涡轮机，以确定未来研究中安装的涡轮机对涡流形状和稳定性的影响。一个重要发现是，通过改变导叶形状可以操纵旋流比，并且它与雷诺数无关（这在设计阶段将很重要，因为它可以作为涡流生成的控策略，并防止意外生成多个附加涡流）。所获得的数值结果揭示了确保SPD周围更安全环境并实现无碳电力生产的特定运行条件。

    关键词： 太阳能发电厂、数值模拟、无碳电力生产、热力学、涡旋、太阳能

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 应用动力学通量向量分裂格式求解半导体器件的粘性量子流体动力学模型

    摘要： 本文对半导体器件的一维粘性量子流体动力学模型进行了数值研究。该模型将半导体器件中电子的传播视为带电可压缩流体的流动，在预测半导体器件中电子流行为方面具有重要作用。非线性粘性量子流体动力学模型包含描述密度和电流的欧拉型方程、粘性及量子修正项，以及静电势的泊松方程。由于模型方程的高度非线性，采用数值解法求解。所提出的数值格式是基于双曲步骤的动能通量矢量分裂（KFVS）方法的分裂格式，以及松弛步骤的半隐式龙格-库塔方法。KFVS方法基于系统宏观通量函数在单元界面上的直接分裂。通过使用MUSCL型初始重构和龙格-库塔时间步进方法，实现了方案的二阶精度。研究了多个案例，为验证，将当前方案的结果与基于NT中心格式的分裂方案所得结果进行比较。分析了器件长度、粘度、不同掺杂和电压等各种参数的影响。所提出的KFVS格式的准确性、效率和简单性验证了其对给定模型方程的通用适用性。

    关键词： 数值模拟、动力学通量矢量分裂格式、半导体器件、粘性量子流体动力学模型

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 有效介质近似在介晶光学性质建模中的适用性

    摘要： 采用严格的叠加T矩阵方法计算光与介晶结构的相互作用。利用该结果验证有效介质理论在计算由光学各向同性材料构成的介晶结构有效光学常数时的适用性。研究表明，麦克斯韦-加内特理论能以平均2%的精度拟合严格模拟结果。由此获得的光折射率可用于任何电磁仿真软件，以表征由光学小尺寸初级粒子排列成立方晶格结构的介晶响应。

    关键词： 米氏散射、数值模拟、颗粒、介晶、T矩阵法、麦克斯韦-加内特模型、光散射、有效介质理论

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 金属涂层扫描近场光学显微镜针尖中光传播的数值模拟

    摘要： 本文展示了针对特定类型金属包覆锥形尖端（其末端为亚波长输出孔径的SiO2多模光纤）中电磁激励传播的数值模拟结果?？拐庑┦的Ｄ庵荚诟玫亟馐拖惹氨ǖ赖氖笛榻峁檬笛檠芯苛舜死嗉舛舜淇泶馐彼氏止馄椎髦平楣坌вΦ娜舾商卣鳌８眯вυ从诖咏鹗舭布舛松涑龅纳倭坎ǖ寄Ｊ街涞母缮?，实验结果表明所研究尖端可能存在模式选择性的光子-等离激元耦合。为匹配实验条件，将800纳米波长光入射下的尖端建模为三层结构体系（中间为粘附层铬，外层为铝或金）。但受计算限制，仅对最关键的18微米尖端末端进行了建模。数值模拟得出了最强输出模式（包括光子模式和等离激元模式）的传播常数与衰减常数随光纤纤芯半径的变化关系，确定了最可能促成观测光谱调制的模式组合。虽然模拟未发现明确的模式耦合，但实际尖端的缺陷可能导致涉及两个以上模式的模式转换。薄至20纳米的铬层对其与SiO2界面产生的等离激元模式起主要作用，这解释了为何外层金属对观测到的模式色散影响较小。

    关键词： 数值模拟、多模光纤、光学、光谱调制、扫描近场光学显微镜针尖、等离子体激元学、光子学

    更新于2025-09-04 15:30:14