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[IEEE 2018 维谢格拉德国家第七届照明会议（Lumen V4）- 捷克共和国特热比奇（2018.9.18-2018.9.20）] 2018年维谢格拉德国家第七届照明会议（Lumen V4）- 破碎云阵下的弯曲光导建模
摘要： 弯折式光导是一种将日光引入无法通过垂直或屋顶窗户采光的建筑物内部的的有效方式。这类装置的使用效能取决于其物理参数（长度、直径、带状方向、内反射率），但更主要受外部条件影响，如太阳位置、大气浑浊度以及破碎云层的存在。由于外部条件的快速变化和测量的不可重复性，通过实验方法描述光导行为几乎不可行。因此，需要尽可能精确的数值建模，该模型需考虑广泛的天空状态和可变的光导配置。迄今为止，大多数此类建模基于经验模型，而我们的方法同时包含局部大气状态和三维光导结构。本研究重点在于确定不同弯曲角度及上部朝向的弯折式光导，在各类云量比例和太阳位置下的效能。作为建模工具，我们建立了Unisky模拟器与Holigilm程序之间的关联：Unisky模拟器用于在任意气象条件下建模天空亮度分布，Holigilm则能计算光线通过弯折式光导的透射率。
关键词： 弯曲光导、数值建模、天空亮度分布、云量比例
更新于2025-09-23 15:21:21
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激光粉末定向能量沉积过程中同轴粉末流的数值模拟
摘要： 基于激光粉末的定向能量沉积（DED）工艺已在零件制造、修复和原型制作中得到广泛应用并日益普及。该工艺通过同步输送目标材料粉末与激光束，为材料沉积提供了有效途径。过程中发生的复杂物理现象对工艺成败具有重要影响，其中粉末流及其与激光束的相互作用尤为关键。本文开发了描述同轴粉末流及其与激光束相互作用的新综合数值模型，采用雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方法处理湍流连续气体流动，运用离散相模型（DPM）描述粉末动态行为，并采用双向耦合方法计算气粉间动量传递。针对粉末流建立了新的热力学模型，通过创新性数值子模型模拟粉末流与高斯激光束的相互作用。所得粉末流计算结果与已发表文献中的实验数据吻合良好。
关键词： 激光束，定向能量沉积，同轴粉末流，数值建模
更新于2025-09-23 15:21:01
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垂直腔面发射激光器中小信号调制响应的数值模型
摘要： 我们提出了一种数值模型，用于模拟垂直腔面发射激光器（VCSEL）的小信号调制（SSM）响应。该SSM响应模型仅利用给定偏置电压下连续波（CW）工作静态模型提供的数据，因此无需也不使用动态测量参数的拟合。通过将VCSEL的实验SSM特性与模拟结果进行对比，验证了该模型的有效性，实验与模拟结果呈现出良好的一致性?；诙韵钟屑す馄髂Ｄ饣竦玫慕峁?，计算并分析了有源区量子阱数量对调制特性的影响。
关键词： 光数据传输、数值建模、半导体激光器、小信号调制响应
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2018年第二届国际电介质会议(ICD) - 布达佩斯(2018.7.1-2018.7.5)] 2018年IEEE第二届国际电介质会议(ICD) - 不同温度下PP-SiO2纳米复合材料界面层频率相关介电行为的估算
摘要： 本研究旨在强调PP-SiO2纳米电介质界面区域在不同温度下的频率依赖性介电响应。研究采用反问题技术方法，即建立数值模型并估算相间区域的频率依赖性介电特性，使有效介电常数（实部）和损耗角正切的建模结果与介电谱测量结果相吻合。数值结果表明，该方案能良好估算主导整个纳米电介质介电响应的相间介电特性。
关键词： 介电谱学、界面、纳米电介质、数值建模
更新于2025-09-23 15:19:57
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双脉冲激光能量在超声速流场中的沉积动力学
摘要： 采用数值方法研究了超音速流中双脉冲激光产生的等离子体动力学特性。该数学模型包含多组分电离空气的组分方程、动量方程、电子能量方程、振动能量方程及平动能方程。模型分析了所形成空气等离子体的时间动力学特征及其对楔形体超音速绕流中阻力、压力特征和涡量生成的影响。研究发现：相比同步热能注入，非平衡等离子体在减阻方面更为有效。通过双脉冲激光能量沉积，实现了约50%的最大减阻率和30%的最大阻力系数降低。等离子体斑点取向的变化对减阻效果影响不显著。研究表明表面压力变化并非由涡量生成控制，而是源于密度改变及低密度等离子体斑点的形成。
关键词： 超音速流动控制、能量沉积、激光、数值建模
更新于2025-09-23 15:19:57
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适用于1550纳米窗口工作的无源光网络的小信号激光器和光纤模型
摘要： 小信号技术是评估系统性能的有效工程工具，但小信号模型需要通过其衍生出的大信号进行验证。我们证明：对于采用直接调制半导体激光器的无源光网络，只要调制消光比<4分贝且传输距离<25公里，激光器与光纤的联合小信号模型依然有效。当消光比更大或传输距离更长时，必须采用大信号方法来研究系统性能。由于半导体激光器随调制电流增加产生的绝热啁啾效应增强，小信号模型会失效。我们估算了小信号模型对直接调制激光器10Gbit/s信号性能的预测能力，验证了小信号与大信号体系的等效性，并开发出质量评估指标来确定小信号模型仍适用的光纤长度范围及信号消光比区间。
关键词： 频率、调制、无源光网络、半导体激光器、相位、光纤色散、数值建模
更新于2025-09-23 15:19:57
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高斯随机数发生器：为量子密钥分发在FPGA中实现
摘要： 量子密钥分发是利用量子通信在双方之间建立共享密钥的过程。研究表明，具备高速运算与长随机周期特性的优质高斯随机数（GRN）发生器，能够确保量子通信系统实现无条件安全性与有效通信。本文提出采用现场可编程门阵列（FPGA）构建高斯随机数发生器，该方案可高速处理海量数据。我们对比了三种GRN生成算法：Box-Muller算法、极化判决算法及中心极限定理算法。实验证明，基于FPGA实现的极化判决算法不仅占用更少计算资源，且通过零假设检验证实其能产生高质量的高斯随机数。
关键词： 现场可编程门阵列、数值建模、量子密钥分发、高斯随机数
更新于2025-09-23 03:36:31
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[2019年IEEE第五届社会与工业研究与技术国际论坛(RTSI) - 意大利佛罗伦萨(2019.9.9-2019.9.12)] 2019年IEEE第五届社会与工业研究与技术国际论坛(RTSI) - 光伏应用中DC-DC转换器的数值动态建模与分析
摘要： 直流-直流变换器的解析研究非常适合线性电源和负载。然而，当存在非线性电源（如光伏设备）或非线性负载（如储能系统）时，研究变换器行为需要采用线性化技术或数值仿真方法。本研究采用状态空间数值方法分析直流-直流变换环节的行为，其激励源采用用于表征光伏设备的等效五参数电路模型。整个仿真过程在可变环境条件（设备辐照度和温度）下进行，以评估所提出的数值模型在激励快速变化时保持稳定性的能力。
关键词： 光伏，直流-直流变换器，数值建模
更新于2025-09-16 10:30:52
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太赫兹等离子体激元的电子-电磁多物理场建模：综述
摘要： 本文综述了太赫兹等离子体应用中电子-电磁多物理场建模的数值与解析方法。我们重点考察了电子输运的半经典理论框架下的方法，因其适用于研究二维电子气系统（常见于高电子迁移率晶体管HEMTs和石墨烯片层）中的等离子体波现象学。在模拟此类电子-等离子体器件时，需建立入射电磁波与器件的耦合模型或器件发射模型，因此需要采用电子-电磁耦合的多物理场多尺度模型。这类建模问题的计算域包含需要求解电动力学方程的大范围区域，故整体计算效率取决于电动力学方程的求解速度。然而，电动力学求解速度受限于最小网格尺寸——该尺寸又由电子输运方程决定。针对这些问题，本文综述了与流体动力学方程耦合的无条件稳定时域有限差分法(FDTD)和迭代交替方向隐式(ADI)-FDTD方法，探讨了基于FDTD、ADI-FDTD及迭代ADI-FDTD的全局建模方法的优势与权衡，并总结了研究结论。
关键词： 电子、数值建模、电子输运、太赫兹（THz）、时域有限差分法（FDTD）、多物理场、等离子体激元、交替方向隐式时域有限差分法（ADI-FDTD）、多尺度建模、流体动力学（HD）、等离子体波、电磁学
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE MTT-S国际数值电磁学与多物理场建模及优化会议(NEMO) - 美国马萨诸塞州波士顿(2019年5月29日-5月31日)] 2019年IEEE MTT-S国际数值电磁学与多物理场建模及优化会议(NEMO) - 电阻式随机存取存储器阵列中全耦合多物理过程的并行建模
摘要： 提出了一种高性能数值方法，用于电阻式随机存取存储器（RRAM）阵列中电热效应的全耦合电热仿真。为增强其快速求解大规模问题的能力，采用基于J并行自适应非结构化网格基础设施和区域分解方法（DDM）的双层并行方案来实现并行模拟器。通过与COMSOL Multiphysics的对比验证了所开发模拟器的性能。此外，还研究分析了RRAM阵列中导电细丝（CF）形状对其电热特性的影响。
关键词： 电热模型、数值建模、阻变随机存取存储器（RRAM）、热串扰、并行模拟器
更新于2025-09-16 10:30:52