材料电导率对混响室场性能影响的仿真研究

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混响水池声场特性研究及其建模分析

混响水池声场特性研究及其建模分析作者：王少博来源：《声学与电子工程》2019年第01期摘要针对在混响水池中开展声学测量的问题，通过波动声学理论和统计声学理论对矩形混响水池内的点源声场进行了分析并确定了混响水池中满足扩散场所需要的条件。

最后利用声学仿真软件Virtual Lab建立混响水池的有限元模型，进行声场及混响时间的计算，计算结果与理论推导相吻合，确定了扩散场区域，为进一步的实验研究提供了指导。

关键词混响水池;点源声场;扩散场;有限元混响声场是指在一定空间内，声场由直达声和反射声、散射声叠加的声场。

混响室是空气声学研究中经常使用的实验装置，其理论发展较成熟。

在混响室声模态方面，Richard Bolt[1l 和Schroeder[2]等人在混响室声模态统计及模态密度方面作出了很多贡献，总结了如何计算频带内模态数量及满足测量精度要求的频率。

1955年，Richard Cook[3]将统计分析应用于室内声学中，定义了两空间点均方声压的相关系数，其后很多作者通过混响声场的相关函数研究其特性。

Morse、Ingard[4]等人研究了点源声场的理论及实验，结果表明通过改变点源的位置可以激励很多交叠的模态。

由于水池的反射系数较低，所以水下较难建立理想的混响场，而只有满足或近似满足扩散场特性（声能密度均匀）才能够进行声学测量。

若能通过对混响水池声的研究，分析混响水池的声场特性，确定混响水池中扩散场的区域，对在混响水池中开展声学测量工作有重要意义。

1 混响水池声场特性分析式（6）表明在频率f附近的df频带内的简正频率数基本上与频率平方成正比，随着频率增高增加得更快，因而当频率较高时，大量简正波的叠加可以把驻波效应“平均”，而使室内声场趋向均匀。

1.1.2 矩形非消声水池内点源声场分析根据Morse室内声学理论[4]，在点r处由r0处的简单声源所产生的声压可以由特征函数（即1.1.1中波动方程的特解）的级数表示，稳态声压的级数解为：2 混响水池声场特性的建模分析建模分析采用LMS Virtual Lab Acoustics软件[5]，这是专门用于声学分析的CAE软件，基于Sysnoise发展而来，不仅继承了Sysnoise的功能，还发展了快速多级边界元（ Fast Multipole-Boundary ElementMethod，FM-BEM）技术、有限元自动匹配层（FiniteElement Method-Perfect Matched Layer/AutomaticMatched Layer，FEM-PML/AML）技术、时域边界元和有限元（ Time Domain-Boundary ElementMethod/ Finite Element Method， TD-BEM/FEM）技术、自适应声学单元（ Finite Element Method withAdaptive Order，FEMAO）技术、声线法（RAY）等。

导电混凝土材料电阻系数的研究和分析

导电混凝土材料电阻系数的研究和分析论文第卷第期年月湘潭大学自司然科学学报溉司如娜助面一‘,哪伟,,邓寿昌,湘潭大学校长办湖南湘潭引惠州学院土木系广东惠州刃口湘潭大学建筑工程系湖南湘潭引随时间变化的客观规律可用广义吴应东方程精确描述和控制在冬季导电握凝土堵面地面及水泥棍凝土路面在通电加热或触雪化冰过程中的热工计算也可用广义吴震东方程精确地描述但需要考虑,℃的冰吸热后转化为。

℃的水所箱的溶解热基于这一原理建立导电握扭土触刃化冰新的热力学徽分方程及一植套梢确的理沦公式其中电功率的计算与导电混凝土材料的电阻系数户密切相关在卜述的块础卜对导电混凝土材料电阻系数关锐词广义吴震东方程导电滋凝土电阻系数电加热法跳冰化雪热工计算中圈分类号’,文橄标识码文幼号皿以一的刀一一伪创哭,廿一“人一阮咭,叭,,。

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结构设计对混响室场性能影响的仿真研究

ＯｒｎｎｅＥｎｉｅｒｎｌｇ，Ｓｉａｈａｇ０００ｄａｃｇｎｅｉｇＣｏｌｅｅｈｊｚｕｎ５０３，Ｃｉａｉｈｎ）
ＡｂｔａｔＩｈｉａｅｅｆｃｓｏｉｎｉａｏｏｒｉｅｄｕｎｆｍｉｙａｄｅｆｃｓｏｏｕｓｒｃ：ｎｔｓｐｐｒ，ｆｅｔｆｄｍｅｓｏｎｌｐｒｐｔｏｎｏｎｆｌｉｏｒｔｎｆｅｔｆｖｌｍｅｉ
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高导热环氧复合材料干式电抗器热点温升的仿真研究

高导热环氧复合材料干式电抗器热点温升的仿真研究曲展玉1，钟昱尧1，宋岩泽1，2，谢子豪1，孟雨琦1，谢庆1，2（1.华北电力大学电力工程系，河北保定071003；2.华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京102206）摘要：干式电抗器的稳定运行影响新型电力系统的输电可靠性。

干式空心电抗器包封材料整体由浸有环氧树脂的玻璃纤维丝经高温固化而成。

本文采用多物理场耦合有限元方法，考虑干式空心电抗器的包封材料热导率对其热点温升的影响，建立了环氧复合材料的COMSOL微观仿真模型和外电路约束下的干式空心电抗器电-磁、流-热耦合计算模型。

将电磁场下的损耗作为热源计算温度场与流场分布，研究在25℃环境温度下常规/高导热环氧复合材料对干式空心电抗器热点温升的影响规律。

结果表明：高导热环氧树脂对复合材料热导率的提升效果显著；包封材料本体及周围空气温度场区域中热点温升最大值为103.75℃，出现在内部第4层包封材料的上端处；不同热导率的复合材料对降低干式电抗器的热点温升有明显差异，其中干式电抗器在高导热环氧树脂复合材料下的热点温度降低了7.55℃。

关键词：干式空心电抗器；热导率；热点温升；多物理场耦合中图分类号：TM215；TM472 DOI:10.16790/ki.1009-9239.im.2024.04.015Simulation study on hot spot temperature rise of dry reactor with high thermal conductive epoxy composite as encapsulating materialQU Zhanyu1, ZHONG Yuyao1, SONG Yanze1,2, XIE Zihao1, MENG Yuqi1, XIE Qing1,2(1. Department of Electrical Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China;2. State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources,North China Electric Power University, Beijing 102206, China)Abstract: The stable operation of dry-type reactors affects the transmission reliability of new power system. The encapsulating material of dry-type reactor is made of glass fiber filament impregnated epoxy resin cured at high temperature. In this paper, a multiphysics coupled finite element method was used to consider the influence of thermal conductivity of the encapsulating material for dry-type reactor on its hot spot temperature rise, and a COMSOL microscopic simulation model of epoxy composites and an electro-magnetic and flow-thermal coupling calculation model of dry-type reactor under the constraints of external circuits were established. The temperature field and flow field distribution were calculated by using the loss under electromagnetic field as the heat source, and the influence of conventional/high thermal conductive epoxy composites on the hot spot temperature rise of the dry-type reactor at 25℃ of ambient temperature was studied. The results show that the high thermal conductive epoxy resin has a significant improving effect on the thermal conductivity of composites. The maximum hot spot temperature rise in the temperature field area of the encapsulating material body and the surrounding air is 103.75℃, which appears at the upper end of the fourth layer of encapsulating material. The epoxy resin composite with different thermal conductivity has obvious difference on decreasing the hot spot temperature of dry-type reactor, and the hot spot temperature of the dry-type reactor with high thermal conductive epoxy resin composite is reduced by 7.55℃.Key words: dry hollow reactor; thermal conductivity; hot spot temperature rise; multiphysical field coupling0　引言干式电抗器凭借线性度好、饱和性高、损耗小、运行维护方便等优点已成为在“双碳”战略下构建新型电力系统的重要发展方向[1]。

基于COMSOL_的锂电池离子电导率仿真研究

Modeling and Simulation 建模与仿真, 2023, 12(2), 1344-1353 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/mos https:///10.12677/mos.2023.122126基于COMSOL 的锂电池离子电导率仿真研究汪鹏程，王影上海工程技术大学，机械与汽车工程学院，上海收稿日期：2023年1月11日；录用日期：2023年3月14日；发布日期：2023年3月21日摘要近年来，新能源汽车在全球蓬勃发展，锂离子电池的性能已成为新能源汽车行业发展的关键因素。

倍率性能是锂离子电池非常重要的性能指标之一，而离子电导率就是影响倍率性能的主要参数。

故本文主要从离子电导率对锂离子电池性能影响的角度出发，基于多物理场仿真软件COMSOL 中的电化学与电池模块，建立了多孔电极及锂离子电池模型。

模拟了离子在多孔电极中的有效传输，并仿真分析了锂离子电池的离子电导率对不同倍率放电时的放电容量、电池极化和内阻以及锂离子传输速率的影响。

仿真结果显示，锂离子电池的离子电导率对锂离子电池电化学性能的性能影响较大，并且较高的离子电导率会改善锂离子电池的电化学性能。

关键词锂离子电池，仿真，离子电导率，电化学性能Ion Conductivity Simulation Research of Lithium Battery Based on COMSOLPengcheng Wang, Ying WangSchool of Mechanical and Automobile Engineering, Shanghai University of Engineering Science, ShanghaiReceived: Jan. 11th , 2023; accepted: Mar. 14th , 2023; published: Mar. 21st , 2023AbstractIn recent years, new energy vehicles have developed rapidly worldwide, and the performance of lithium ion batteries has become a key factor affecting the development of the new energy vehicle industry. High rate performance is one of the most important performance indicators of lithium汪鹏程，王影ion batteries, and ion conductivity is the main parameter affecting the high rate performance. In this paper, from the perspective of the impact of ionic conductivity on the performance of Li-ion batteries, porous electrode and lithium ion battery models were established by electrochemistry and battery modules based on COMSOL. The effective transport of ions in porous electrodes is si-mulated, and the effects of ionic conductivity of Li-ion battery on the discharge capacity, battery polarization, internal resistance and lithium ion transmission rate at different discharge rates were simulated and analyzed. The simulation results show that the ion conductivity of lithium ion battery has a great impact on the electrochemical performance of lithium ion battery, and higher ion conductivity will improve the electrochemical performance of lithium ion battery. KeywordsLi-Ion Batteries, Simulation, Ionic Conductivity, Electrochemical PerformanceThis work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言多年来，研究者们为改善锂离子电池的性能所做的不懈努力和研究使锂离子电池在便携式二次电池市场上发挥了主导作用[1]。

基于FDTD的混响室场均匀性仿真分析

ＦＤＴＤＡｎａｌｙｓｉｓ０ｎｔｈｅＦｉｅｌｄＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙ
● １ｈ１Ｊ ● Ｊ１ｌ
ｌｎａＫｅＶｅｒＤｅｒａｔｌ０ｎ
ｎａｍＤｅｒ
ＺＨＡＮＧＦｅｎｇ，ＬＵＧｕｉ — ｚｈｅｎ，ＪＩＡＮＧＲｏｎｇ，ＬＩＱｉｎ
实际混响室的三雏电磁模型，采用并行ＦＤＴＤ方法对混响室内的场均匀性进行仿ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ真分析，计算出划定工作区域的８个顶点的电场，再通过数据处理得到场的标准偏差。仿真结果表明，此次划定的测试区域满足ＩＥＣ６１０００—４— ２ｌ
（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｈｏｏｌ，ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２４，Ｃｈｉｎａ）
ｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，ａ３Ｄｅｌｅｃｔｒ０ｍａｇｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｕｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅＧＥＭＳ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｉｅｆｌｄｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒｕｓｉｎｇｐａｒａｌｌｅｌＦＤＴＤｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｅｉｇｈｔｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓｐａｃｅ．Ａｔｌａｓｔｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｉｆｅｌｄｉｎｔｈｅｔｅｓｔｓｐａｃｅｓａｒｅｙｉｅｌｄｅｄｔｈｒｏｕｇｈｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｔｅｓｔｓｐａｃｅｓａｔｉｓｆｉｅｓｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉａｗｉｔｈ

《MoSe2基复合材料吸波性能调控及电磁仿真研究》

《MoSe2基复合材料吸波性能调控及电磁仿真研究》一、引言随着现代电子技术的飞速发展，电磁波干扰问题日益突出，对电子设备和通信系统的正常工作构成了严重威胁。

因此，对电磁波吸收材料（EMAM）的研究和应用变得尤为重要。

MoSe2作为一种新兴的二维材料，具有优异的电导性能和较大的比表面积，使其在电磁波吸收领域具有巨大的应用潜力。

本文将重点研究MoSe2基复合材料的吸波性能调控及电磁仿真研究，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、MoSe2基复合材料的制备与性能调控（一）材料制备MoSe2基复合材料的制备方法主要包括物理气相沉积法、化学气相沉积法等。

通过合理调整反应参数，可获得不同比例的MoSe2复合材料。

在实验中，我们发现合理的工艺条件可以有效提高材料的比表面积，增强其对电磁波的吸收性能。

（二）性能调控在实验过程中，我们发现可以通过调节复合材料的组成、厚度以及制备过程中的热处理工艺等因素，来调控其吸波性能。

此外，利用其他功能性材料的复配和纳米结构的设计等手段，可以进一步提高MoSe2基复合材料的吸波性能。

三、电磁仿真研究（一）仿真方法与模型建立针对MoSe2基复合材料的吸波性能进行电磁仿真研究，主要采用基于时域有限差分法（FDTD）的电磁仿真软件。

首先，建立准确的材料模型，包括其结构参数和介电性能等；然后，根据电磁波传播的原理，模拟电磁波在材料中的传播过程。

（二）仿真结果分析通过仿真实验，我们得到了MoSe2基复合材料在不同频率、不同入射角度等条件下的电磁波吸收情况。

结果表明，通过合理设计材料的结构和组成，可以有效提高其吸波性能。

此外，我们还发现，仿真结果与实际测试结果具有良好的一致性，证明了仿真方法的可靠性和准确性。

四、结论与展望（一）结论本研究通过对MoSe2基复合材料的制备和性能调控进行研究，发现通过调整材料的组成、厚度以及制备过程中的热处理工艺等因素，可以有效提高其吸波性能。

同时，通过电磁仿真研究，我们深入了解了材料在电磁波作用下的响应机制和吸波原理。

低温强场下材料的磁性测试与电导率表征虚拟仿真实验

低温强场下材料的磁性测试与电导率表征虚拟仿真实验简介本文档旨在介绍低温强场下材料的磁性测试与电导率表征虚拟仿真实验。

通过虚拟仿真实验，研究人员可以模拟出具有低温和强磁场环境的条件，进一步了解材料的磁性和电导率特性。

实验目的本实验旨在通过虚拟仿真实验，研究低温强场下材料的磁性和电导率特性，以便更好地理解其行为和应用。

主要研究内容包括：1. 材料在低温环境下的磁性测试2. 材料在强磁场中的磁性测试3. 材料的电导率表征实验步骤以下是进行低温强场下材料的磁性测试与电导率表征虚拟仿真实验的步骤：1. 设定实验条件：设置低温和强磁场的参数，包括温度、磁场强度等。

2. 材料准备：选择所需研究的材料，并将其导入虚拟仿真平台。

3. 磁性测试：在低温强场环境下，通过虚拟仪器对材料的磁性进行测试，包括磁化曲线、磁化率等。

4. 电导率表征：利用虚拟仪器对材料的电导率进行测量和表征，可以计算出其电导率值和相关参数。

5. 数据分析：对测试结果进行数据分析和处理，包括绘制图表、计算物理参数等。

6. 结果展示：根据实验数据和分析结果，撰写实验报告或展示相关图表。

实验意义通过低温强场下材料的磁性测试与电导率表征虚拟仿真实验，可以深入研究材料的性质以及在特殊环境下的行为。

这对于理解材料的物理特性、优化材料设计、探索新材料具有重要意义。

此外，虚拟仿真实验还可以避免实际实验中的安全风险和成本消耗。

结论低温强场下材料的磁性测试与电导率表征虚拟仿真实验是一种重要的研究方法，能够帮助研究人员更好地理解材料在极端条件下的行为和特性。

通过这种虚拟仿真实验，可以进行丰富的数据分析和结果展示，为材料科学和研究提供有力的支持。

以上是关于低温强场下材料的磁性测试与电导率表征虚拟仿真实验的简要介绍，请参考。

强电场下材料电导率演化规律数值模拟

强电场下材料电导率演化规律数值模拟导言材料的电导率是衡量其导电性能的重要指标之一。

在强电场下，材料的电导率会发生变化，这对于电子器件和能源材料的设计与应用具有重要意义。

为了揭示强电场下材料电导率的演化规律，数值模拟方法成为一种有效的研究手段。

本文将通过数值模拟的方法，探讨在强电场下材料电导率的变化规律。

1. 强电场下材料电导率的基本原理在强电场下，材料的电导率会出现变化。

这是由于强电场会引起材料内部电子的加速，导致电子与材料原子之间的相互作用发生变化。

电子被强电场加速后，可以更容易地穿过材料的晶格结构，从而导致材料的电导率增加。

此外，强电场还可能引起材料的电子组态发生变化，导致电导率的变化。

2. 数值模拟方法数值模拟是一种基于计算机算法的方法，通过对材料电导率变化的仿真计算来探讨其演化规律。

目前常用的数值模拟方法包括分子动力学模拟和密度泛函理论模拟等。

分子动力学模拟是一种基于牛顿运动定律的计算方法，通过对材料中原子之间相互作用的数值求解，来模拟材料的电导率变化。

该方法能够考虑到强电场下材料中原子和电子的相互作用，从而得到较为准确的电导率变化结果。

密度泛函理论模拟是一种基于量子力学的计算方法，通过求解材料的电子结构方程，来模拟材料的电导率变化。

该方法能够考虑到材料中电子的量子效应，具有较高的精度，但计算复杂度较高。

3. 数值模拟结果与讨论基于分子动力学模拟和密度泛函理论模拟的数值计算结果显示，在强电场下，材料的电导率随着电场强度的增加而增加，但增加速度逐渐减小。

这是由于强电场引起的电子加速效应饱和的原因。

当电场强度达到一定程度时，材料的电导率增加趋势逐渐平缓。

此外，数值模拟还发现在材料的电导率增加过程中，材料的热导率也会发生变化。

这是由于材料中电子的加速导致其热传导能力的增加，从而提高了材料的热导率。

数值模拟结果还表明，在强电场下，材料的电导率变化与电场频率和温度等因素也有关系。

随着电场频率的增大和温度的升高，材料的电导率增加趋势会加速。

高分子材料的声学性能研究

高分子材料的声学性能研究引言：声学性能是高分子材料的一个重要研究方向。

随着科学技术的发展，高分子材料在各个领域中的应用日益广泛，而其声学性能就显得尤为重要。

本文将介绍高分子材料的声学性能的研究方法和相关领域的应用。

一、声学性能的定义和评价指标：声学性能指的是材料在声音传导和吸音方面的特性。

一般来说，声学性能的评价指标主要包括声速、声阻抗、声衰减和声吸收等。

声速是指声波在材料中传播的速度，常用米每秒（m/s）单位表示。

声阻抗是指材料对声波传播的阻力，其单位是帕斯卡秒每米（Pa·s/m）。

声衰减是指声波在材料中传播时衰减的程度，通常使用分贝（dB）作为单位。

声吸收能力是指材料对声波的能量吸收程度，常用声学吸收系数来衡量，取值范围为0到1之间。

二、实验方法：1. 频率扫描法：通过使用声学频谱分析仪，可以扫描不同频率下材料的声学性能。

这种方法可以测定声音的传播速度、阻抗和衰减等参数。

2. 声吸收实验：通过使用声波发生器和声学实验室设备，可以测量材料对声波的吸收程度。

将材料置于反射系数接近零的封闭空间中，通过测量入射和反射的声音强度，可以计算出材料的声学吸收系数。

3. 声透射实验：通过使用声波发生器和声学实验室设备，可以测量材料对声波的透射能力。

将材料放置在传输线上，测量入射和透射的声音强度，可以得到材料的声透过系数。

三、高分子材料声学性能的研究领域：1. 噪声控制：高分子材料的声学性能研究在噪声控制领域有着广泛的应用。

通过改变材料的声学特性，可以减轻或消除噪音对人们的影响。

例如，开发具有良好吸声性能的高分子材料，可以用于建筑、交通工具和电子设备等领域中，减少噪音对人们生活和工作的干扰。

2. 医学应用：高分子材料的声学性能在医学领域具有重要作用。

例如，声学吸收性能较好的高分子材料可以用于制作耳塞、听力辅助设备和医疗耦合剂等，改善人们听觉受损的问题。

3. 气声传感器：高分子材料的声学性能研究在气声传感器领域也有一定的应用。

材料的声学性能研究及其应用

材料的声学性能研究及其应用声学性能是指材料对声波的传播和吸收特性。

在不同领域，如建筑、汽车、航空航天等，对材料的声学性能研究具有重要意义。

本文旨在探讨材料的声学性能研究及其在实际应用中的重要性。

一、声学性能的研究方法声学性能的研究通常采用以下方法：1.声学测试方法：通过声学测试设备对材料进行测试，如测量材料的吸声系数、隔声性能等。

2.模拟仿真方法：利用计算机模拟软件对声波在材料中的传播和吸收特性进行仿真模拟。

3.材料结构设计方法：通过改变材料的结构、形状和厚度等参数，优化材料的声学性能。

二、材料声学性能的评价指标评价材料声学性能的重要指标包括：1.吸声性能：吸声性能是表示材料对声波能量吸收的能力。

常用的评价指标是吸声系数，用于描述材料对特定频率范围内声波的吸收程度。

2.隔声性能：隔声性能是指材料对声波的传递能力。

材料的隔声性能可以通过传递损失指数等参数进行评价。

3.声波传播速度：声波在材料中传播的速度也是评价声学性能的重要指标，它受材料密度、弹性模量等因素影响。

三、声学材料的应用声学材料的研究和应用具有广泛的领域和重要性，以下是一些典型的应用案例：1.建筑领域：在建筑领域中，声学材料可以用于改善室内声环境，减少噪声传递和回声。

例如，在会议室和录音棚中使用吸声板和隔声墙可有效降低噪音。

2.汽车领域：声学材料在汽车制造中扮演着重要角色。

通过在车身和底盘上添加吸音材料，可以减少引擎、车轮噪音对车内产生的影响，提高乘坐舒适度。

3.航空航天领域：在航空航天领域，声学材料被广泛应用于飞机和航天器的隔音和减震。

它们可以减轻空气动力噪声和机械振动噪声，提高航空器的性能和安全性。

四、材料声学性能研究的挑战和发展方向在材料声学性能研究中，仍存在一些挑战和需要进一步发展的方向：1.新材料研究：随着科学技术的不断发展，新材料的涌现将为声学性能研究提供新的机遇和挑战。

例如，纳米材料和复合材料的声学性能有待深入研究。

2.多功能性材料：未来的研究方向之一是开发具有多种声学性能的材料。

基于PCM的锂电池模块仿真模拟研究

基于PCM的锂电池模块仿真模拟研究锂电池是当前广泛应用于电动汽车、储能系统等领域的重要能量存储器件。

为了更好地理解锂电池的内部运行机制和开展优化设计工作，基于PCM（Phase Change Material）的锂电池模块仿真模拟研究被提出。

PCM是一种能够在特定温度下吸热或释热的物质，通过优化PCM的选择和设计，可以实现电池模块对温度的自动调控，从而提高锂电池的性能和寿命。

在基于PCM的锂电池模块仿真模拟研究中，首先需要建立电池的热传导模型。

该模型可以考虑电流、温度和时间等因素对锂电池内部温度分布的影响。

然后，根据PCM的特性，将PCM材料的热力学参数和储能特性引入到模型中，实现模块对温度的调控。

最后，通过仿真模拟的方法，对锂电池模块在不同工作条件下的温度分布和热管理效果进行分析和评估。

首先，通过仿真模拟可以对锂电池内部的温度分布进行预测和优化。

对于电动汽车等应用场景来说，锂电池的温度分布对其性能和寿命有着重要影响。

通过仿真模拟，可以提早发现潜在的热问题，并进行相应的热管理设计，从而提高锂电池的性能和寿命。

其次，基于PCM的锂电池模块仿真模拟研究还可以帮助优化PCM材料的选择和设计。

PCM材料的选择和设计对锂电池模块的热管理效果有着重要影响。

通过模拟研究，可以对不同PCM材料的热力学参数和储能特性进行评估和比较，从而选择出最合适的PCM材料，实现最佳的热管理效果。

最后，基于PCM的锂电池模块仿真模拟研究还可以为锂电池的优化设计提供指导。

锂电池的优化设计可以包括电极材料的选择和设计、电池尺寸的确定等方面。

通过仿真模拟，可以对不同设计方案的热管理效果进行评估和比较，为锂电池的优化设计提供科学依据。

综上所述，基于PCM的锂电池模块仿真模拟研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

通过仿真模拟可以实现对锂电池内部温度分布的预测和优化，帮助选择合适的PCM材料并实现最佳的热管理效果，为锂电池的优化设计提供指导，进一步提高锂电池的性能和寿命。

热电材料β-Cu2-xSe热传导性能模拟研究

第49卷2021年2月第2期第121-126页材料工程J o u r n a l o fM a t e r i a l sE n g i n e e r i n gV o l.49F e b.2021N o.2p p.121-126热电材料β-C u2-x S e热传导性能模拟研究S i m u l a t i o n r e s e a r c ho n t h e r m a l c o n d u c t i v i t yo f t h e r m o e l e c t r i cm a t e r i a lβ-C u2-x S e虞兮凡,赵伶玲(东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,南京210096)Y U X i-f a n,Z H A OL i n g-l i n g(K e y L a b o r a t o r y o fE n e r g y T h e r m a l C o n v e r s i o na n dC o n t r o l o fM i n i s t r y o fE d u c a t i o n,S c h o o l o fE n e r g y&E n v i r o n m e n t,S o u t h e a s tU n i v e r s i t y,N a n j i n g210096,C h i n a)摘要: 声子液体热电材料β-C u2-x S e具有优异的热电转换效率,采用分子动力学模拟的方法研究其热传导性能,分析了类液态离子的扩散能力和材料导热性能的相关性,并探究了材料加工处理手段(掺杂和空位)对材料热传导性能的影响㊂结果表明:类液态离子扩散能力和导热系数存在极强的相关性,β-C u2-x S e中C u+移动能力的增强会增加晶格的非简谐振动,从而强化了声子散射,导致材料导热系数的降低㊂掺杂和空位对声子液体热传导性能有不同的影响:材料内部存在空位时,C u+倾向于在晶格缺陷中移动,降低了与S e构成的固定亚晶格碰撞概率,造成声学支声子频率的下降,有效地降低了导热系数,提高了材料的热电转换效率;相比空位,掺杂对导热系数的影响不明显㊂关键词:热电材料; 声子液体 ;导热系数;分子动力学d o i:10.11868/j.i s s n.1001-4381.2020.000077中图分类号:T N34文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2021)02-0121-06A b s t r a c t: P h o n o n-l i q u i d t h e r m o e l e c t r i c m a t e r i a lβ-C u2-x S ec a na c h i e v ea ne x c e l l e n t t h e r m o e l e c t r i c p e r f o r m a n c e.M o l e c u l a rd y n a m i cs i m u l a t i o n s w e r e p e r f o r m e dt os t u d y t h et h e r m a lc o n d u c t i v i t y o f β-C u2-x S e.T h e c o r r e l a t i o nb e t w e e nd i f f u s i v i t y o f l i q u i d-l i k e i o n s a n d t h e t h e r m a l c o n d u c t i v i t y w a s a n a l y z e d.T h ee f f e c to fd o p i n g a n d v a c a n c i e s o n t h e m a t e r i a l st h e r m a lc o n d u c t i v i t y w a sa l s o i n v e s t i g a t e d.T h er e s u l t ss h o wt h a t l i q u i d-l i k e i o n sd i f f u s i v i t y a n dt h et h e r m a l c o n d u c t i v i t y a r e s t r o n g l y c o n n e c t e d.E n h a n c e m e n to f C ui o n s m o b i l i t y i nβ-C u2-x S ei n c r e a s e st h e n o n-h a r m o n i c v i b r a t i o no ft h ec r y s t a l l a t t i c e,w h i c hs t r e n g t h e n st h e p h o n o ns c a t t e r i n g a n dr e d u c e st h et h e r m a l c o n d u c t i v i t y.D o p i n g a n dv a c a n c i e sh a v ed i f f e r e n t i n f l u e n c e so n p h o n o n-l i q u i d m a t e r i a l s t h e r m a l c o n d u c t i v i t y.V a c a n c i e s a r e c o n d u c i v e t o t h em o v e m e n t o f l i q u i d-l i k e i o n s,l e a d i n g t o t h e d e c r e a s e i n t h e p h o n o na c o u s t i cb r a n c hf r e q u e n c y,w h i c he f f e c t i v e l y r e d u c e t h e t h e r m a l c o n d u c t i v i t y.V a c a n c i e s m a y s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e p h o n o n-l i q u i d m a t e r i a l s t h e r m o e l e c t r i cc o n v e r s i o ne f f i c i e n c y,w h i l e t h e e f f e c t o f d o p i n g o n t h e r m a l c o n d u c t i v i t y i sn o t s i g n i f i c a n t.K e y w o r d s:t h e r m o e l e c t r i cm a t e r i a l; p h o n o n-l i q u i d ;t h e r m a l c o n d u c t i v i t y;m o l e c u l a r d y n a m i c s热电材料利用塞贝克效应和帕尔贴效应以实现热能和电能之间的直接相互转化,在工业余热发电㊁热电制冷㊁太阳能综合利用等领域具有广泛而重要的应用前景[1-2]㊂研究表明[3-4],材料热电转换效率的提高依赖于热电优值[5]相关物理特性的综合提高,需要在提高电输运能力的同时降低材料的导热系数㊂一类新型的热电材料声子液体材料[6]内含固定的亚晶格框架,可提供良好的电输运通道,同时在晶体内部又存在其他类液态离子可强烈散射声子,降低材料的晶格热导率,实现了热传导和电输运的协同优化㊂因此,研究声子液体热电材料的类液态结构特殊性,并分析该特殊性对材料热传导性能的影响,可以为热电转换效率的提高和热传导过程机理的理解提供借鉴与指导㊂材料工程2021年2月声子液体热电材料的结构特殊性在于其中包含的类液态离子㊂L i u等[7]发现C u2-x S e晶体随着温度的升高会经历结构的相变过程,即由低温的非立方相(α相)转变为高温的立方相(β相)㊂在高温立方相(下文称β-C u2-x S e)中C u+不再有序排列,成为可迁移扩散的快离子,构成了类液态的亚晶格结构,而其具有的强烈散射声子能力使得C u2-x S e晶体在高温下具有极低的热导率㊂O u y a n g等[8]和L i a n g[9]分别研究了A g2T e和C u2S两种声子液体热电材料,发现这些材料中存在的类液态离子同样可以散射声子,降低材料的热导率,进一步验证了声子液体类热电材料的结构特征和优异性能㊂此外,K i m等[10]应用第一性原理的方法对β-C u2-x S e的导热过程进行机理性研究,计算材料在热传导过程中的声子传输性质,尝试解释其较低热导率产生的原因㊂然而,目前研究更多关注声子液体材料的结构性质,未能深入探讨类液态离子对材料导热性能的影响㊂此外,掺杂和空位是优化材料热电性能的常用手段,然而目前对此类材料处理手段的研究鲜见报道㊂本工作采用分子动力学模拟的方法研究压强为0.1M P a,温度为500~1000K下β-C u2-x S e的热传导性能和扩散特性,通过计算材料的扩散系数D㊁导热系数k和声子输运特征,分析声子液体材料中类液态离子对导热系数的相关性,同时探讨掺杂和空位对材料导热系数所造成的影响,并解释其影响机制㊂1模型建构及研究方法1.1模拟方法及模型构建本工作的研究对象为β-C u2-x S e,一种典型的声子液体热电材料㊂β-C u2-x S e具有反萤火石结构, S e2-形成相对稳定面心立方亚晶格网络结构,C u+则分布在硒亚晶格框架的间隙空间,同时具有随机迁移特性,其结构示于图1㊂为了消除尺寸因素对导热系数计算的影响,构建2.3n mˑ2.3n mˑ4.6n m的计算域,包含128个β-C u2S e晶胞,共计1536个原子㊂此外,通过随机增添和删减C u+的手段反映掺杂(β-C u2.05S e)和空位(β-C u1.95S e)对材料在微观层面上所做出的改变㊂β-C u2-x S e中的铜和硒均为金属原子,故粒子间相互作用势能函数采用莫尔斯势[11]进行描述,莫尔斯势广泛应用于计算金属化合物的导热系数,具有良好的计算精度㊂莫尔斯势可化简为:V i j=D e[(1-e(-a(r i j-r e)))2-1]2,r i j<r c u t_o f f(1)式中:V i j为粒子间势能函数;D e为势能阱深度;a为控图1β-C u2-x S e结构示意图(红色:C u;绿蓝色:S e)(a)β-C u2S e的单胞结构;(b)β-C u2S e系统的Y Z平面;(c)β-C u1.95S e,β-C u2S e和β-C u2.05S e的微观结构F i g.1 C r y s t a l s t r u c t u r e o fβ-C u2-x S e(r e d:C u;t u r q u o i s e:S e)(a)u n i t c e l l o fβ-C u2S e;(b)Y Z p l a n e o f t h eβ-C u2S e s y s t e m;(c)m i c r o s t r u c t u r e o fβ-C u1.95S e,β-C u2S e a n dβ-C u2.05S e制势阱的宽度参数;r i j为粒子间的距离;r e表示平衡时的粒子对键长;r c u t_o f f为截断半径㊂模拟采用N a m s a n i等[12]拟合的莫尔斯势参数,示于表1㊂表1粒子间相互作用势能参数T a b l e1I n t e r-p a r t i c l e i n t e r a c t i o n p o t e n t i a l p a r a m e t e r s P a i r D e/e V a/n m r e/n m r c u t_o f f/n m C u-S e0.15170.13910.3000.35C u-C u0.43700.30340.2440.35S e-S e0.97450.06050.4680.45考虑到C u2-x S e以430K为界,存在低温的α相和高温的β相两种不同的相态结构[13-14],因此选择β-C u2-x S e存在的温度区间500~1000K进行研究,设定时间步长为1p s㊂模拟中首先对系统进行能量最小化以消除系统内不合理的应力,然后在N P T(恒压㊁恒温)系综下运行50p s,使系统达到平衡状态,并在之后的60n s内以5n s为周期输出材料的导热系数和扩散系数㊂本工作使用的控温方法为N o s e-H o o v e r法[15]㊂模拟中均采用周期性边界条件,使用分子模拟软件L AMM P S[16]进行计算㊂1.2模型验证为了验证莫尔斯势参数和所建立模型的正确性,计算β-C u2S e在压强为0.1M P a,温度区间为500~ 1000K的密度,结果示于图2㊂由图2可知,β-C u2S e 在500K时的密度为6.67g/c m3,与文献[17]中实验所得高温相C u2S e密度(6.703g/c m3)相一致㊂将计算所得500~1000K的密度与文献[18]实验所得结果进行对比验证,相对误差在2%之内,因此模拟结果具221第49卷第2期热电材料β-C u 2-x Se 热传导性能模拟研究有可靠性和准确性㊂此外,曲线在850K 左右出现转折,密度增加到6.573g /c m 3,这和文献[10]发现β-C u 2-xS e 在800K 左右存在的玻璃化转变相符㊂图2 β-C u 2S e 在不同温度下的密度F i g .2 D e n s i t y o f β-C u 2S e a t d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s 1.3 数据处理方法扩散系数通过计算系统的均方位移而得到,均方位移由式(2)所定义:M S D =<(r (t )-r (0))2>(2)式中:M S D 为粒子的均方位移;r (t)为时间t 时粒子的位置;r (0)为开始时刻粒子的位置㊂依据爱因斯坦扩散定律[19],在长时间跨度下均方位移对时间曲线斜率的1/6即为系统整体的扩散系数:D =16t l i m t ң0ðiM S D i (t )(3)式中:D 为系统中粒子的扩散系数;t 为模拟时长;M S D 为粒子的均方位移㊂导热系数的计算采用平衡分子动力学(e q u i l i b r i u m m o l e c u l ed yn a m i c s ,E M D )模拟方法,也称为G r e e n -K u b o 法[20-21],该算法的基本思想是通过计算热流量自相关函数(h e a tf l u xa u t oc o r r e l a t i o nf u n c t i o n ,H F A C F )得到材料的导热系数k ,即:k =V 3k BT 2ʏɕ0<J (0)J (t )>d t (4)式中:k B 为玻尔兹曼常数;T 为热力学温度;V 为系统体积;t 为模拟时长;尖括号意指对时间的平均;J (0)和J (t)表示在0时刻和t 时刻的热流量,并且可以由式(5)得到:J =1V [ðiE i v i -ði S i v i](5)式中:J 为热流量;V 为体积;E i 表示第i 个粒子所具有的能量,包含势能和动能;v i 为速度矢量;S i 表示作用在第i 个粒子上的应力张量㊂2 结果与讨论2.1 扩散特性及导热系数相关性声子液体热电材料的结构特殊性在于其中存在的类液态离子㊂本工作分析在500,700,800K 和1000K 时系统内离子的运动轨迹范围,结果示于图3(a )㊂由图3(a)可知,随着温度的升高,离子的运动范围扩大㊂值得注意的是,相比S e 2-,C u+的移动范围更大,运动更剧烈㊂此外,离子液态性可由扩散系数来具体衡量㊂对于所有离子㊁C u +和S e2-分别应用爱因斯坦扩散定律,计算得到β-C u 2-xS e 在500~1000K 间的动态扩散系数,500~1000K 下S e2-均未出现扩散现象,整个系统和C u +的扩散系数示于图3(b),由图3(b )可以看出,随着温度的升高,系统在700K 时出现扩散现象,并在800K 时出现了扩散系数的下降,这和通过密度分析发现的800K 左右玻璃化转变一致㊂此外,C u+的扩散系数在趋势与数值上都和整体扩散系数一致㊂由此可见,β-C u 2-x S e 的扩散系数主要由其中的类液态的C u +所贡献,而S e2-构成了十分稳定的亚晶格结构㊂图3 β-C u 2S e 中的离子扩散(a )在N P T 系综下运行10p s 时离子运动轨迹示意图;(b )所有离子和C u+的扩散系数随温度的变化曲线F i g .3 D i f f u s i o no f i o n s i n β-C u 2S e (a )t r a j e c t o r i e s o f i o n s u n d e r t h eN P Te n s e m b l e f o r 10p s ;(b )d i f f u s i v i t i e s o f a l l i o n s a n dC u +i n β-C u 2S e a t d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s 321材料工程2021年2月为研究类液态离子的扩散和β-C u2-x S e导热系数的相关性,计算不同温度(500~1000K)和不同配位数(1.95,2.00和2.05)下的导热系数和扩散系数,所得结果示于图4㊂图4(a)表明对于β-C u2-x S e,温度的升高和配位数的下降都会导致材料扩散系数的增加㊂在温度为800K左右时出现的导热系数逆增长也符合β-C u2-x S e在800K左右存在的玻璃化转变现象(图4(b))㊂排除玻璃态转化的影响,β-C u2-x S e的导热系数整体随温度升高而下降㊂这意味着温度的升高加剧了离子的运动,导致晶格非简谐振动的增加,传热过程中晶格非简谐振动的加剧则使得声子散射更加强烈,在宏观层面上体现为导热系数的下降㊂图4β-C u1.95S e,β-C u2S e和β-C u2.05S e在不同温度下的扩散系数(a)和导热系数(b)F i g.4 D i f f u s i v i t y(a)a n d t h e r m a l c o n d u c t i v i t y(b)o fβ-C u1.95S e,β-C u2S e a n dβ-C u2.05S e a t d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s综合比较β-C u2-x S e的扩散系数和导热系数,β-C u2-x S e扩散系数的增加和导热系数的降低具有同步性㊂C u+的扩散能力提高引起晶格非简谐振动的增加,从而导致材料导热系数的降低㊂以上结果表明类液态离子的扩散能力和材料导热系数具有很强的相关性㊂2.2掺杂和空位为了分析掺杂和空位对β-C u2-x S e的导热性能的影响,计算3种不同配位数β-C u1.95S e,β-C u2S e和β-C u2.05S e的导热系数,结果示于图4(b)㊂由图4(b)可知,β-C u2S e和β-C u2.05S e导热系数的变化趋势和范围大致相同,均从1.56W/(m㊃K)下降至0.97W/(m㊃K)左右,但当温度处于500~800K,β-C u1.95S e的导热系数相比前两者都更低㊂上述结果表明,当材料形成空位时,C u+获得更多的移动空间,使得晶格存在更多的非简谐振动,从而降低了导热系数;与此相反,掺杂对导热系数的影响不明显,当晶体内未留有明显的移动空间给C u+时,增加C u+的数量不能明显增加晶格整体的非简谐振动,对导热系数的影响并不显著㊂由此可见,晶体结构的完备性对导热系数造成的影响主要体现在晶体内部是否提供足够空间给类液态离子进行移动迁移㊂2.2.1不同离子作用为了进一步分析掺杂和空位对热传导过程的影响,将导热系数分解为不同离子作用贡献项以研究掺杂和空位处理后不同离子间相互作用对导热系数的影响㊂依据公式(6)将导热系数分为铜-铜相互作用项(C u-C u项)㊁铜-硒相互作用项(C u-S e项)和硒-硒相互作用项(S e-S e项)[22],所得结果示于图5㊂k=k C u-C u+k C u-S e+k S e-S e(6)式中:k为导热系数,不同下标表示对应离子间相互作用对导热系数的贡献项㊂图5不同离子热导率贡献项在不同温度下的分布(a)β-C u1.95S e;(b)β-C u2S e;(c)β-C u2.05S eF i g.5 C o n t r i b u t i o no f d i f f e r e n t i o n p a i r s t o t h e t o t a l c o n d u c t i v i t y a t d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s(a)β-C u1.95S e;(b)β-C u2S e;(c)β-C u2.05S e 421第49卷第2期热电材料β-C u2-x S e热传导性能模拟研究从图5可以看出,在β-C u2-x S e导热系数的构成中,C u-S e项构成了最大组成部分,贡献了约占72%的能量传递,成为最主要的热量传递方式㊂掺杂和空位处理后导热系数的区别也主要体现在C u-S e项的异同㊂相比β-C u2S e和β-C u2.05S e,存在空位的β-C u1.95S e 中C u-S e项更低并且随温度的变化不明显,说明当材料内部存在足够移动空间时,类液态离子倾向于在内部空位间的移动,与固定框架的碰撞概率降低㊂此外,温度的提高对类液态离子移动的选位影响不大㊂由此可知,材料内部存在的空位使得类液态离子的移动集中于空间缺陷点,降低了和晶格框架的碰撞概率,有效地降低了导热系数㊂相比空位,掺杂的影响则不明显㊂2.2.2声子输运特征晶格振动理论[23]认为,晶体中的热传导主要依靠声子输运来完成㊂晶体内部存在温度梯度时,材料内部声子的移动把能量从高温端传递到低温端㊂为进一步分析空位对导热系数的影响机制,本工作应用K o n g等[24-26]提出的方法分别计算700K下配位数2.000,1.969,1.938和1.906的声子色散曲线,结果示于图6㊂由图6可知,随着材料内部空位的增加,热传导相关的声学支声子频率下降,声学支声子的散射增强㊂材料内部的空位影响了声学支声子的输运,影响了晶体内部能量的传递,从而降低了材料的导热系数㊂图6β-C u2-x S e在700K的色散关系(a)β-C u2S e;(b)β-C u1.969S e;(c)β-C u1.938S e;(d)β-C u1.906S eF i g.6 D i s p e r s i o n r e l a t i o n s o fβ-C u2-x S e a t700K (a)β-C u2S e;(b)β-C u1.969S e;(c)β-C u1.938S e;(d)β-C u1.906S e3结论(1) 声子液体热电材料中类液态离子扩散能力的增大和材料导热系数的降低具有极强的相关性㊂类液态离子移动能力的提高会导致晶格的非简谐振动增加,从而降低材料的导热系数㊂(2)材料内部形成的空位有利于离子的移动,从而降低导热系数;材料掺杂对导热系数的影响不明显㊂空位的存在使得C u+在移动过程中倾向于在内部空间的移动,其具体影响在于空位使得声子声学支频率降低,影响了晶体内部能量的传递,降低材料的导热系数㊂参考文献[1] B E L L L E.C o o l i n g,h e a t i n g,g e n e r a t i n g p o w e r,a n dr e c o v e r i n gw a s t eh e a t w i t ht h e r m o e l e c t r i cs y s t e m s[J].S c i e n c e,2008,321(5895):1457-1461.[2]S N Y D E RGJ,T O B E R E R ES.C o m p l e xt h e r m o e l e c t r i cm a t e r i a l s[J].N a t u r eM a t e r i a l s,2008,7(2):105-114.[3] Y A N GJ,X I L,Q I U W,e t a l.O n t h e t u n i n g o f e l e c t r i c a l a n d t h e r-m a l t r a n s p o r t i nt h e r m o e l e c t r i c s:a n i n t e g r a t e dt h e o r y-e x p e r i m e n tp e r s p e c t i v e[J].N p j C o m p u t a t i o n a lM a t e r i a l s,2016(2):15015.[4] Z E B A R J A D IM,E S F A R J A N I K,D R E S S E L H A U S M S,e ta l.P e r s p e c t i v e s o nt h e r m o e l e c t r i c s:f r o mf u n d a m e n t 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混响室内电场的蒙特卡洛模拟及其实验验证

混响室内电场的蒙特卡洛模拟及其实验验证李昱;赵翔【摘要】The reverberation chamber(RC) plays an important role in the electromagnetic compatibility(EMC) test,and its probabilistic-statistical model can effectively and quickly analyze the random field environment in the reverberation chamber.Based on the plane-wave integral(PWI) representation and the mode expansion method(MEM) respectively,the electric field within a reverberation chamber is constructed by means of Monte Carlo(MC) simulation.A simple RC is set up under the laboratory environment to validate the simulation results.The electric fields within the working volume of the RC are measured at different frequencies and their probability density functions(PDFs) are in good agreements with the simulated ones.So it is concluded that the PWI and MEM are completely equivalent in describing the stochastic field in the working volume of the RC.%混响室在电磁兼容测试中发挥着重要的作用,其概率统计模型可以有效、快速地对混响室内的随机场环境进行建模和分析.基于平面波积分表达式和模式叠加理论,采用蒙特卡洛方法模拟了混响室中的电场分布.在实验室环境下搭建了小型、简易的混响室,对仿真结果进行了验证.在不同频率下测得的混响室工作区域内电场幅值的概率密度函数与2种概率统计模型下的仿真结果吻合良好,证明了平面波积分模型与模式叠加模型在描述混响室工作区域内场的特性时是完全等效的.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2017(047)007【总页数】4页(P58-61)【关键词】平面波积分表达式;模式叠加;蒙特卡洛模拟;概率密度函数;混响室【作者】李昱;赵翔【作者单位】四川大学电子信息学院,四川成都 610065;四川大学电子信息学院,四川成都 610065【正文语种】中文【中图分类】O441.4混响室在电磁兼容测试领域的应用受到越来越广泛的关注。

EUT电尺寸对混响室抗扰度测试不确定度影响分析

EUT电尺寸对混响室抗扰度测试不确定度影响分析混响室相对于暗室测试系统来说具有测试空间大、测试成本低、测试时间短等显著优势,然而混响室中较大的测试不确定度限制了其推广应用,本文主要研究EUT(equipment under test,受试设备)电尺寸对混响室抗扰度测试的不确定度影响,论文所做工作如下:1.介绍了角谱理论基本原理,并通过角谱理论推导了混响室中的场强分布函数及EUT接收功率分布函数,得出了混响室中EUT接收功率与场强的关系式;2.通过统计理论推导了基于最大值及基于平均值测试时场强与EUT接收功率的固有不确定度,分析了混响室测试时设备及设施引起的不确定度并得出了其合成不确定度;用性能已知的喇叭天线为EUT在混响室中进行抗扰度测试,天线的实际接收功率基本在通过场强所推导得出的不确定度范围内,验证了混响室内场强与接收功率关系的正确性;3.介绍了平面波叠加理论的基本原理,并在MATLAB中用平面波叠加理论模拟混响室中的测试场,通过K-S检验及经验函数检验的方法检验场强分布函数与混响室中是否相同并验证场均匀性是否满足要求;以不同电尺寸的偶极子天线为EUT,多次模拟其终端接收功率(与混响室采样数相同)并求解归一化标准差,分析EUT电尺寸对混响室抗扰度测试不确定度的影响;4.在FEKO中进行混响室仿真,构建与实验测试尺寸相同的混响室,仿真其场均匀性;通过混响室输入功率及Q值计算理论场强值并与仿真场强值比较验证仿真的合理性;以不同电尺寸的偶极子天线为模拟EUT,记录搅拌器在不同位置时EUT接收功率并求解归一化标准差;5.改进混响室场均匀性LabVIEW校准程序及抗扰度LabVIEW测试程序,加入场强监视模块及稳定功率输出模块,编写暗室抗扰度测试程序使其可以控制转台的连续转动并实现暗室中的连续测试;6.校准混响室的场均匀性,制作不同类型及不同电尺寸的模拟EUT在混响室中进行抗扰度测试及重复性测试,分析测试的不确定度并比较;7.在暗室中分别进行四种状态(发射天线水平极化及垂直极化,暗室底部是否铺设吸波材料)的抗扰度测试并比较,用CST仿真EUT的方向系数并比较暗室与混响室测试结果的一致性。

电波混响室的仿真及场均匀性分析

电波混响室的仿真及场均匀性分析
陈辉;李帅男;史云雷;邵鄂;黎亮文;李宣毅
【期刊名称】《安全与电磁兼容》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】混响室常用于电磁兼容性能测试。

在以往的混响室建造中,常依赖设计者个人经验,通过反复调试来保证混响室的场均匀性。

为此,提出了一种混响室的电磁仿真校验方法,并对不同搅拌方式下的场强分布及场均匀性进行了仿真分析。

仿真结果表明,所设计的混响室最低使用频率100 MHz的场均匀性为3.73 dB,并验证了400 MHz的场均匀性为2.64 dB,均满足标准要求且有一定的设计余量。

文章对工程实践中混响室的设计建造具有指导意义。

【总页数】5页(P55-59)
【作者】陈辉;李帅男;史云雷;邵鄂;黎亮文;李宣毅
【作者单位】工业和信息化部电子第五研究所;电子科技大学(深圳)高等研究院【正文语种】中文
【中图分类】TN0
【相关文献】
1.混响室场均匀性数值仿真与验证
2.基于FDTD的混响室场均匀性仿真分析
3.发电机转子高频段混响室场均匀性仿真
4.兼并模对混响室场均匀性影响的仿真分析
5.混响室测试区场均匀性分布规律仿真分析
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炭黑-碳纤维导电高性能混凝土电热性能研究现状

炭黑-碳纤维导电高性能混凝土电热性能研究现状
钱雪松;张云龙
【期刊名称】《河南建材》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】炭黑-碳纤维导电高性能混凝土是一种具有良好电热性能的材料。

通过掺入炭黑和碳纤维,可以提高混凝土的导电性和自加热能力。

炭黑-碳纤维导电高性能混凝土在道路桥梁融雪、室内升温和结构健康检测等领域有广泛应用。

然而,混凝土的电热性能受到多种因素的影响,如导电材料的含量、类型和分布,以及外界因素的变化。

目前,该材料的研究已取得一定进展,但仍需解决导电材料选择和配比、电热性能测试和评价、电热系统设计和控制、耐久性和稳定性等问题。

文章对导电高性能混凝土电热性能影响因素进行了分析探讨,研究了导电高性能混凝土的应用领域,并对这些研究成果及相关应用进行总结。

【总页数】4页(P48-51)
【作者】钱雪松;张云龙
【作者单位】吉林建筑大学
【正文语种】中文
【中图分类】TQ3
【相关文献】
1.炭黑碳纤维复相导电混凝土的导电性能研究
2.碳纤维导电混凝土电热性能的有限元分析及试验研究
3.炭黑导电混凝土和碳纤维炭黑导电混凝土电热试验
4.碳纤维/
炭黑/丁腈橡胶复合材料的物理性能和导电性能研究5.炭黑碳纤维混凝土及炭黑混凝土电热性能试验
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600V VDMOS器件的仿真与分析的开题报告

600V VDMOS器件的仿真与分析的开题报告1.研究背景随着高压、大功率、高频率场合的出现，VDMOS (Vertical Double-diffused MOS)器件在功率电子技术上得到了广泛的应用。

600V VDMOS器件具有低导通电阻、大芯片面积、低开关损耗等优点，能够满足高功率、高效率和高可靠性的要求。

然而在实际应用中，由于VDMOS器件的特殊结构，涉及到三个耦合场：漏耗、沟道耗和PN结耗，难以通过实验进行深入的研究。

因此，需要对600V VDMOS器件进行仿真和分析，为进一步优化其性能提供理论基础。

2.研究目的本课题的主要目的是利用电磁仿真软件对600V VDMOS器件进行模拟分析，探究其内部结构与参数对器件性能的影响规律，为优化器件性能提供理论指导。

具体的研究目标包括：1）绘制600V VDMOS器件的三维结构模型，并确定仿真分析的边界条件；2）利用电磁仿真软件对器件的静态和动态电特性进行仿真分析；3）通过仿真结果分析器件内部结构与材料参数对器件性能的影响，寻找优化方案；4）与实验结果进行对比验证，优化仿真模型并提出进一步改进方向，提高仿真的准确性和可靠性。

3.研究内容本课题主要包括以下内容：1）600V VDMOS器件的结构特点及其作用机理：介绍600V VDMOS器件的结构特点，包括漏沟结构、低掺杂漏沟、N沟道等，以及三个耦合场的作用机理；2）电磁仿真软件的原理介绍：介绍常用的电磁仿真软件的原理，并结合本研究的对象阐述其仿真原理和仿真步骤；3）600V VDMOS器件的三维建模和仿真分析：利用电磁仿真软件对器件的静态和动态电特性进行仿真分析，包括电流-电压特性、电场特性、载流子浓度分布等；4）性能分析与优化方案设计：通过仿真结果分析器件内部结构与材料参数对器件性能的影响，寻找优化方案；5）对比实验结果并提出改进方案：与实验结果进行对比验证，优化仿真模型并提出进一步改进方向，提高仿真的准确性和可靠性。