群速度
- 基于优化导波成像的航天器复合材料监测方法
导波传播的相、群速度均存在较大影响，进而影响导波成像结果的准确性。为实现对损伤状态的准确表征，将延迟累加方法应用于可重复使用的航天复杂结构存在两个问题有待进一步解决：一是损伤能量的准确获取，二是时延信息的准确获取。由于导波固有的频散特性，随着传播距离的增加，波包表现为时域宽度不断增加，相位改变，幅值逐渐降低，使得将不同路径波包相移叠加得到的损伤能量存在误差[10]。导波频散效应的本质是波数随频率的非线性变化，对于各向同性结构，可以通过线性化波数曲线的方式抑
强度与环境 2022年6期2023-01-07
- 考虑物理损伤联合影响下光信号脉宽问题仿真研究
损伤情况下，其群速度色散和自相位调制会相互影响的同时，各自也会影响光脉冲信号的传输，甚至导致光脉冲带宽的改变，最终使得光信号传播速率降低[3]。因此，文章将群速度色散和自相位调制物理损伤对光信号的联合影响考虑进去，建立光信号脉宽模型，利用仿真验证模型并进行实际应用。1 模型建立1.1 分离的物流损伤影响随着光纤传输中光脉冲信号的输入，如果物理损伤为群速度色散，那么光传输中会产生啁啾脉冲，由此具有一定中心频率的脉冲其频率会与两侧频率产生差值，差值为[4]：公
信息记录材料 2022年9期2022-11-22
- 基于Love型槽波频散特性的工作面煤厚解释方法
，利用单频槽波群速度层析成像定量预测了工作面煤层厚度分布；李刚采用窄带滤波的方法预测了工作面煤层变薄带；崔伟雄等采用带宽15 Hz的窄带滤波方法分析了成像频带对反演精度的影响，提出了层析成像频带优选策略，提高了群速度反演煤层厚度的精度。上述研究大多基于岩-煤-岩3层水平层状模型，依据理论频散曲线选择单频或者窄带滤波后的槽波进行速度层析成像。然而槽波传播路径上煤厚线性或非线性变化导致难以进行理论计算，其频散曲线与恒定煤厚计算的理论曲线有所差异，尤其是在煤厚变
煤炭学报 2022年8期2022-09-20
- 石墨烯等离激元时间晶体中的慢光
不同 Δμc下群速度随频率的变化关系图Finally, with the slow light waveguide model given in Fig. 1(a), a two-dimensional modeling is carried out in the simulation software COMSOL, the Zigzag boundary structure is used as the transmission channel, an
中国光学 2022年4期2022-09-07
- 超声兰姆波检测电路板缺陷的有限元仿真研究*
究中，相速度和群速度是两个最基本的参数。相速度即相位变化速度，是波包上固定相位点在传播方向上的速度。群速度是指脉冲波的包络上具有某种特征点的传播速度，也是波群能量的传播速度［14］。兰姆波的传播速度不仅取决于板的密度、弹性和组织，还与板厚以及波的频率特性有关。相速度cp和群速度cg可以表示为代入角频率ω=2πf，波数k=ω/cp，群速度还可表示为根据上述关系，绘制1mm 厚钢板中兰姆波的相速度和群速度频散曲线如图1所示。图1 1mm厚钢板中兰姆波的频散曲线
计算机与数字工程 2022年6期2022-08-01
- 相速度和群速度超光速问题再辨析
理量，相速度和群速度在物理学的科研与教学中扮演十分重要的角色。物理及相关专业的本科生最早会在力学部分的振动与波章节中接触到这两个概念，此后还会在光学、电磁学、电动力学、固体物理等专业课程中进一步学习与讨论它们。在自然界中，光的相速度和群速度在某些条件下可以超过真空中的光速c(以下简称光速)。然而这种超光速现象并不能传递信息，因而不会破坏狭义相对论所要求的因果律。具体来说，相速度和群速度能否超光速，取决于波传播的介质的色散关系。例如，在折射率小于1的介质中，
现代物理知识 2022年1期2022-07-12
- 基于2.5维有限元法的有限长波导结构模态密度计算
导了波导结构的群速度和模态密度的表达式，以组合梁结构和风洞结构为例，计算了结构的模态密度。本文在文献[23]的基础上，以单板和高速列车铝型材为例，利用2.5维有限元法计算了结构的群速度和模态密度，通过提出波形置信度的概念，对波导结构频散曲线的特征波进行了分类，计算了不同特征波的群速度和模态密度。以薄板为例，从2.5维有限元法的模态密度公式出发，推导得到了经典薄板的模态密度理论公式，验证了利用2.5维有限元法计算有限长波导结构模态密度的合理性。1 无限长波导
振动与冲击 2022年5期2022-03-18
- 求解二次方程的二维VTI介质qSV波和qSH波走时快速扫描算法
时梯度方向)和群速度(射线方向)方向一致.但是在各向异性介质中，体波有三种类型的波：qP波、qSV波和qSH波.每种波以各自的传播速度和极化方向传播，并且相速度和群速度方向不再一致(黄光南等，2015)，简单应用各向同性走时计算方法有可能引起违背时间因果性的问题，使得求解初至走时变得比较困难.对于各向异性介质，快速行进法只能解决一些简单的情况(Bin Waheed and Alkhalifah，2017)，并且这类方法在各向异性介质中，如果从波前上最小走时
地球物理学报 2022年1期2022-01-25
- VTI介质地震波群速度三维扩展各向异性线性近似表征
络传播的速度为群速度,称为能量速度或射线速度。Berryman[4]推导了TI介质由相速度计算群速度的理论公式,Crampin[5]将其推广到三维情况。在此基础上,吴国忱等[6-8]分别研究了TTI介质、任意空间取向TI介质和任意各向异性介质相速度和群速度的精确公式。由于这些各向异性介质群速度的精确表达式比较复杂,与各向异性参数呈非线性关系,不利于分析各向异性程度对群速度的影响,在实际应用中也有诸多不便,所以许多学者对群速度的近似表征进行了重点研究。一方面
中国石油大学学报（自然科学版） 2021年6期2022-01-18
- 透射边界高频失稳机理及稳定实现
——P-SV波动
öm)定理及其群速度解释(Trefethen, 1983)是分析局域失稳的重要理论.周正华和廖振鹏(2001)基于GKS定理分析了MTF引发的飘移失稳，指出数值解中的零频零波数谐波从边界进入内域引发失稳.景立平等(2002)基于群速度解释分析了SH波动有限元模拟中MTF引发的高频失稳，指出失稳是由MTF与内域格式组成的半无限模型支持群速度向内而相速度向外的高频平面谐波所致.Duru等(2015)基于正则模态分析了不同截断边界的PML稳定性，指出采用自由边界
地球物理学报 2021年10期2021-10-20
- 托卡马克无碰撞捕获电子模在时空表象中的群速度*
算包络方程中的群速度.径向群速度由托卡马克磁场的测地曲率贡献， 极向群速度来自逆磁漂移速度和法向曲率， 它们仅是极向角的函数， 后者给出极向角到时间的映射.径向群速度作为时间的函数， 其周期在毫秒量级， 具有快速过零的特征.这为研究捕获电子模驱动带状流提供了充实的理论基础.1 引 言托卡马克低-高约束模(L-H)转换的物理机制是长期困扰学术界的难题之一， 目前被普遍接受的观点是带状流在其中扮演关键角色[1-3].尽管大部分理论基于本征模方法讨论漂移波湍流激
物理学报 2021年11期2021-06-18
- 三维TTI介质弹性波相、群速度的近似配方表征法
是相角的函数，群速度是相速度的函数，二者均是描述波传播特性的重要参数。通过求解Christoffel方程可以得到TTI介质相速度的精确表达式[2-5]。TTI介质qP波、qSV波相速度和群速度精确表达式各包含四个独立弹性参数。Alkhalifah等[6-7]的研究表明，这四个参数中的三个参数的组合即可较高精度地描述qP波和qSV波的传播特征。然而，由于TTI介质弹性波相速度的表达式过于复杂，难以用于实际地震资料处理，以较为精确的近似表达式替代精确表达式以进
石油地球物理勘探 2021年3期2021-06-01
- 铝掺杂氧化锌- 空气表面等离子体波导中通信频率的慢光效应
是电磁波传播的群速度远小于真空中光速，在光存储、光通信和非线性光学等方向有着潜在应用[1]。表面等离子体是存在于金属和介质界面的一种电磁波，由于能突破光的衍射极限而被认为是下一代光子线路的潜在信息载体[2]。因此，基于表面等离子体的慢光效应被广泛研究[3]。利用常用材料金或银构成的表面等离子体波导，由于表面等离子体频率远高于常用通信频率193.5THz（波长～1550nm）[4]，无法直接在该频率处实现慢光效应。通常需要通过金属- 介质- 金属波导构造成表
科学技术创新 2021年4期2021-03-06
- 激光调制掺铒光纤中光速及其在高灵敏光纤传感领域的潜在应用研究
慢光能够对光的群速度进行调控，在全光通信、光纤传感、激光雷达及非线性效应增强等领域得到了广泛应用。基于相干布居振荡（Coherent Population Oscillation，CPO）效应引起的材料慢光具有结构简单、延时可调范围大、可在室温下操作等诸多优点，本文从理论和实验研究了激光调制掺铒光纤色散从而对光速进行调控的机理和测量，实验结果表明：泵浦激光频率为50Hz时，通过调节泵浦激光的功率，30cm掺铒光纤介质可实现群速度从-253.5497m/s到
新视线·建筑与电力 2021年8期2021-02-21
- 超声导波在杆件中传播时的频散特性
,波的相速度、群速度总和波的中心频率、波数密切联系在一起。2 波的类型与描述波的类型主要有体波和面波,在整个弹性体传播的是体波,比如纵波、横波。而沿着两种不同介质的分界面传播的波被称为面波,如瑞利波和勒夫波,它的能量大致集中在分界面附近的范围内,并且它的能量不向传播路径上的介质传播,而且它的形成是因为体波在介质中相长干涉形成的。当波从起始点处向远处传播时,它的振幅会随着传播距离的增加而减小,这种衰减被称为几何或辐射衰减。当波在传播时因为材料的阻尼而导致的衰
工程与建设 2020年6期2020-06-07
- 基于压电传感器的单一模态Lamb波损伤检测
，分析了由理论群速度与实验群速度不一致引起的计算误差，并提出一种改进的计算方法。1 Lamb波传播特性各向同性板类结构中的Lamb波包括对称Lamb波和反对称Lamb波，分别描述板的对称振动和反对称振动，其位移可统一为u=g1(z)ei(kx-2πft)(1)w=ig3(z)ei(kx-2πft)(2)式中：g1,g3为位移沿壁厚分布规律的函数；z为板厚方向；u为面内位移；w为离面位移；x为波传播方向；k为波数；f为频率；t为时间。由式(1)，(2)可知，
压电与声光 2020年1期2020-03-12
- 基于等效群速度的非平稳地震动拟合方法研究
能量传播速度为群速度这一概念，回顾了相位微分和窄带滤波两种频率相依波包时延计算方法及其在非平稳地震动相位拟合中的应用，归纳给出了一种非平稳地震动生成方法，通过模拟2条典型的海底与陆地地震动验证了方法的有效性，并将该方法应用于区域非平稳地震动场模拟中。结果表明：利用该方法所得模拟地震动记录平均加速度反应谱与原记录加速度反应谱有较高的一致性，而且能很好地再现地震的非平稳特性。关键词：非平稳地震动;波包时迟;等效群速度;地震动模拟中图分类号：P315.914 文
地震研究 2019年4期2019-12-19
- 板中Lamb波激励响应计算方法*
求出Lamb波群速度值，并绘制频散曲线，如图4所示。(11)图4 群速度频散曲线Fig.4 Group velocity dispersion curves求解式(10)，可得到振型矢量U，以及刚度矩阵K1,K3,M，代入式(3)中，可得到B矩阵，将U,B代入式(1)中，可得到系统函数模型H。3 激励响应求解以2.5 mm厚铝板为例，求解激励响应结果。在铝板左侧中心点沿x方向施加激励信号，分别计算距离施加点100和200 mm位置的响应信号，如图5所示。图
振动、测试与诊断 2019年5期2019-11-06
- 非互易旋电材料硅基矩形波导的色散特性研究*
主要特征是它的群速度仅指向一个方向.由于外磁场的作用,磁光晶体介电张量中的非对角元发生改变,产生旋电各向异性,时间反演对称性被破坏,使得被局域在介质与等离子材料交界面的表面等离子体(surfaceplasmons,SPs)表现出非互易传播的特性[4,5],这种非互易SPs被称为表面磁等离子激元(surface magnetoplasmons,SMPs)[6,7].当等离子材料的电子回旋频率与其等离子频率的量级大小可以比较时,SMPs的渐近频率在前后两个方向
物理学报 2019年15期2019-09-04
- 利用多重滤波法提取面波群速度及其高斯滤波参数取值
量的相速度或者群速度。目前,提取面波群速度的方法有移动窗分析法[1]、多重滤波法[2]和连续小波变换[3],其中多重滤波法是提取面波群速度最常用的方法[4-9]。Landisman等[1]提出了在时间域采用矩形窗作为时间窗口的移动窗分析法, Dziewonski等[2]提出了在频率域采用高斯滤波器的多重滤波法。如果将移动窗分析法中的矩形窗改为高斯窗,那么时间域移动窗分析法与频率域多重滤波法是等价的。目前,多重滤波法作为最常用的提取群速度的方法,其效果在很大
桂林理工大学学报 2019年2期2019-08-28
- 蜗卷弹簧缺陷的周向导波检测
柱体的周向导波群速度频散曲线，来表征蜗卷弹簧外圈周向导波的传播特性，并由周向导波频率和入射角之间的关系选择探头的中心频率和入射角，搭建周向导波试验系统，对弹簧缺陷区域和非缺陷区域进行检测，通过端面回波分析计算导波群速度，验证是否激励了特定的周向导波模态，根据缺陷回波以及声程计算缺陷的位置，实现缺陷的定位。1 蜗卷弹簧周向导波检测原理以蜗卷弹簧实际使用中最易产生缺陷的最外圈为研究对象，研究周向导波在蜗卷弹簧最外圈的传播特性，建立与其曲率近似的内外表面均为自由
无损检测 2019年7期2019-07-25
- 河南及邻区瑞利波群速度噪声层析成像
邻近地区勒夫波群速度结构，吴萍萍等(2015)研究了大别-苏鲁及其邻区的瑞雷波群速度结构，宫猛等(2017)研究了华北东部壳幔三维S波速度结构等。尽管上述研究部分覆盖本文研究区域，但研究尺度相对较大，且结果讨论关注区域不同，并未针对河南地区地壳速度结构及地质意义进行详细探讨，因此研究该区地壳速度结构，对探讨其速度分布及可能的地质意义具有一定价值。噪声层析成像作为一种新的成像技术，具有不依赖地震事件、分辨率高等特点。利用该方法可以在地震活动性较弱但地震台站分
中国地震 2019年4期2019-05-04
- 物质波的波速与频率公式中的能量
波包、相速度和群速度的概念，解释物质波波速的疑问。关键词：物质波；能量；波速；波包；相速度；群速度中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）10-0057-31 物质波的波长、频率与波速高中物理在光的波粒二象性之后学习了德布罗意的物质波概念。即任何实物粒子（下面简称粒子）都具有波动性，每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。粒子的动量p跟它所对应的波的波长λ的关系是2 频率公式中的能量与波速的疑问物质波波长公式中的动
物理教学探讨 2018年10期2018-12-27
- 基于环形微腔的多频段三角晶格光子晶体耦合腔波导光学传输特性∗
斜度,实现了低群速度的慢光传输.慢光是指折射率对比比较明显时,群速度远小于相速度的光.光子晶体是由两种或两种以上不同折射率材料在空间周期性排列而构成的人工结构,光在其中传输会因受到散射、反射、衍射等原因而变“慢”[20].在光子晶体中周期性引入缺陷构造成耦合腔波导后,由折射率不同引起的单位晶胞内的前向和后向散射光之间会出现相互干涉现象,导致在布里渊区边界处的光波群速度为0;而在结构中发生的全反射会增加光波在材料中的光程.光速慢要求导模频率范围非常窄,由此也
物理学报 2018年23期2018-12-14
- 倾斜椭球各向异性介质弹性波传播特征
式由相速度推导群速度的解析表达式；最后给出了相应的数值算例。该方法的速度和偏振表达式均是关于观测坐标系中平面波传播的极化角θ和方位角φ的函数，形式直观，物理意义明确。2 TEA介质刚度矩阵各向异性介质是由刚度矩阵C确定的，刚度矩阵C确定了应力与应变之间的关系，但由其确定弹性波波动方程系数的物理意义很不直观。为方便理论研究和实际应用，Thomsen[2]提出了一套表征TI介质弹性的Thomsen参数(1)(2)由弹性力学基本理论可知，在本构坐标系下，EA介质
石油地球物理勘探 2018年6期2018-11-30
- 膀胱超声弹性振动成像技术和尿动力学检查评估膀胱顺应性的临床评价
映射用于计算波群速度并进行离散分析。1.4统计学分析对于每位患者，在每次增加灌注量时，使用UBV方法计算膀胱壁力学性能(兰姆波群速度的平方和弹性模量)。在每个膀胱灌注体积中，从UDS检查记录相应的Pdet，通过Pearson相关系数与膀胱壁力学参数进行相关性分析，并以t检验来分析UBV测量的膀胱壁力学参数与UDS测量的Pdet之间的相关程度。所有统计学分析在SPSS 23.0软件中进行，以P2 结 果2.1尿动力学检查膀胱灌注量分布情况40例患者的膀胱灌注
现代泌尿外科杂志 2018年11期2018-11-29
- 安宁河-则木河断裂带及周边地区Rayleigh波群速度背景噪声成像研究
yleigh波群速度分布图，结果显示多数区域的横向分辨率可达20km，本研究改进了川滇菱形块体东边界特别是安宁河-则木河断裂带附近的地下结构成像结果，为认识该地区的地质构造演化、动力学背景和潜在的强震危险性提供了参考。1 数据本研究使用的数据主要为2部分：川西台阵2007年1月1日～2008年12月31日和西昌台阵2013年1月1日～2015年12月31日垂直分量的连续波形数据。数据均由中国地震科学探测台阵数据中心提供①中国地震科学台阵，2006，中国地震
中国地震 2018年3期2018-10-22
- 应变片在复合材料低能量冲击定位中的应用*
位原理1.1 群速度由弹性波理论可知，对于各向同性材料，应变波在平板结构中的传播只存在两种形式，即横波(剪切波)和纵波。但在薄板介质中，当冲击发生时，由冲击产生的波传播到薄板的上下界面时，会发生波形的变化，传播路径会发生改变，不同模式的波会混合在一起传播，形成板波或称为Lamb波。板波与薄板的厚度、频率和波数等多种因素有关，其传播特性非常复杂，无法用简单的数学关系式表示。当冲击发生时，在平板上引起的应变波会以横向速度和纵向速度传播，但要衡量波的传播速度时，
振动、测试与诊断 2018年3期2018-08-01
- 小议超光速
磁波的相速度与群速度都用于描述电磁波的传播，但二者又是基于不同的角度。本文从电磁波的相速度与群速度入手，对一些有关超光速的实验与现象案例进行列举和分类，并阐述了其与因果律的关系，进而从相对论世界线的角度对超光速运动进行了描述。最后对超光速及实验做了展望。关键词 相速度 群速度 超光速 因果律中图分类号：O412 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.04.024Abstract Both the phase velo
科教导刊 2018年11期2018-07-25
- 声发射在线监测在常压油料储罐运行中的应用研究
包含了相速度、群速度、波数等参数的频散曲线来表示，其中相速度和群速度是频散曲线中两个重要的参数和概念。声发射实际是有具有相似频率的一组波形叠加的结果，并且不同的谐波的传播速度称之为波的相速度，而群速度是由不同的谐波叠加得来的。其中波的相速度可以用公式表示为：式中：cp为相速度；ω为角速度；k为波数。其中频率十分相同的一组声波的传播速度为群速度。英国著名物理学家瑞利勋爵，经常利用式（1）来讲表示群速度的概念，如果一个静止平面上的一些波，常见的波群速度要远小于
现代工业经济和信息化 2018年3期2018-05-04
- 基于导波速度的无缝钢轨应力检测方法
的相速度增大，群速度减少，通过测量群速度或相速度即可对应力进行检测。在实际应用中，群速度的检测设备相对简单、换能器体积小，因此目前对应力在线监测技术研究主要通过测量群速度实现。刘增华[3]获得了钢绞线低频率段模态的群速度与拉应力标定曲线，通过测定钢绞线中该模态的群速度计算出钢绞线承载应力值。对于钢轨这类具有复杂截面的波导体，存在较多可以传播的模态，因而容易发生多模态混叠现象，导致群速度测量不准确。例如，许西宁[4]选取了一种对应力敏感的35 kHz导波模态
中国铁道科学 2018年2期2018-04-19
- 基于福建地区环境噪声瑞利面波群速度的层析成像分析
境噪声瑞利面波群速度的层析成像分析黄玲珠，李 军，张红才（福建省地震局，福建 福州 350003）利用福建及其周边3省（浙江、江西、广东）数字地震监测台网的69个宽频带台站一年的噪声记录，采用互相关技术提取两两台站间的瑞利面波格林函数，反演得到了福建及其周边地区3个周期段（T=4s、T=10s、T=15s）的瑞利面波群速度分布图像。所得结果可为研究该地区的地壳构造、地热分布、地震活动等提供重要依据。噪声；相干叠加；层析成像；瑞利面波P315.6A10.13
防灾减灾学报 2017年4期2018-01-08
- 四面体单元剖分下三维各向异性TI介质中多次波射线追踪
SV和qSH波群速度，由此线性插值得到次级节点的群速度值；然后采用不规则最短路径算法，并结合分区多步计算技术实现多次波追踪计算。均匀各向异性介质中计算出的数值解与解析解吻合，验证了算法的有效性。复杂层状模型数值模拟结果表明：采用不规则四面体单元可有效拟合起伏地表及地下不规则速度间断面，同时该算法适用于任意倾角的TI介质，且不受各向异性强度限制。三维各向异性TI介质 改进型最短路径算法 多次波射线追踪 四面体单元 分区多步计算技术1 引言地球内部地层普遍存在
石油地球物理勘探 2017年1期2017-10-23
- 纵波光学声子耦合对级联型电磁感应透明半导体量子阱中暗-亮光孤子类型的调控∗
型;发现孤子的群速度也可通过纵波光学声子耦合强度和控制光来调控.这为实验上如何操控半导体量子阱的孤子动力学提供了一定的理论依据.纵波光学声子耦合,电磁诱导透明,半导体量子阱1 引 言通过电磁诱导透明(EIT)技术[1,2],光学介质能获得显著的非线性效应且极大地抑制了介质对入射光的吸收[3−5].通常人们把利用电场诱导透明技术应用的光学介质称为EIT介质.最早EIT介质的应用是在超冷原子体系,早在二十世纪九十年代就受到关注[6−9].最具代表意义的是Hau
物理学报 2017年3期2017-07-31
- 基于Lamb波群速度修正的复合材料结构损伤定位
对窄带波包传播群速度的影响，提升损伤定位精度，本文以仿真和试验相结合的方法，以A0模态作为研究对象进行分析。首先通过试验研究获取幅值调制曲线，进而通过仿真信号阐述幅值调制对群速度的影响机制；然后，提出了基于幅值调制特性的群速度修正策略；最后，结合损伤定位方法，通过修正波包群速度以提高损伤定位精度。Lamb波在复合材料中传播特性Lamb波是由在薄壁结构中传播的横波和纵波耦合而成的弹性波。区别于金属板中Lamb波传播特性的求解过程，复合材料层合板中的Lamb波
航空制造技术 2017年19期2017-05-10
- 基于SAFE方法的钢轨梳状传感器激励特定模态导波研究
方程、相速度和群速度1.1 导波控制方程典型的钢轨结构如图1所示，钢轨任意截面的形状和几何尺寸都是相同的，而且钢轨在长度方向(z轴)的尺寸要远远大于截面的尺寸。对于沿着z轴方向传播的导波，SAFE方法引入谐波假设。如果参考截面的位移向量为u0，那么图1 钢轨结构示意图钢轨任意截面的位移向量u可以表示为u=u0ei(ξz-ωt)(1)式中：ξ为导波的波数；ω为导波的角频率；t为时间参数。根据弹性力学理论，钢轨中的基本变量，如位移u，应变ε和应力σ可以表示为u
中国铁道科学 2017年1期2017-04-10
- 光子晶体耦合腔波导中的慢光特性研究
零色散点导模的群速度明显下降，可以获得群速度为0.005c的慢光模式，而导模的中心频率变化不大.该分析结果为设计不同要求的慢光波导结构提供重要参考.光学器件；耦合腔波导；光子晶体；平面波展开法；慢光0 引言众所周知，慢光效应可以实现比较大的时间延迟、光缓存、全光存储以及增强非线性效应等作用[1-4]，而这些功能都被认为是未来全光通信和信息存储的技术关键.因此，该领域现已成为众多科研人员关注的焦点.目前，可以采用反常色散的材料，也可以选用无源光纤延时线、微环
汕头大学学报（自然科学版） 2016年1期2016-10-27
- 法拉第效应对N掺杂硅耦合腔光波导群速度的调控研究
硅耦合腔光波导群速度的调控研究孙海竹， 张建心*,韩锴，黄宝歆(潍坊学院物理与光电工程学院，山东 潍坊 261061)摘要：耦合腔光波导是由光子晶体点缺陷的缺陷模式相互耦合而实现的，群速度是其重要的性能指标。本文模拟了由N掺杂半导体硅构成的光子晶体耦合腔光波导的能带结构。模拟发现，借助N掺杂半导体硅的法拉第效应，逆着光的传播方向施加磁场，缺陷模式所对应的相对介电参数会变小，群速度也随之逐渐降低，可以获得2.088×10-4c的群速度，证实了法拉第磁光效应对
山东科学 2016年3期2016-08-01
- 青藏高原东南缘瑞利波群速度分布特征及其构造意义探讨
～48s的面波群速度分布图像.新的观测结果为研究青藏高原东南缘地壳和上地幔结构、构造边界、壳幔变形和耦合机制等重要问题提供了新的信息.2 数据和方法我们收集了青藏高原东南缘557个台站垂直分量的连续波形数据，这些台站包括吴忠良、丁志峰等承担的中国地震科学探测台阵一期的350个宽频带流动台站，观测时间为2011年10月初至2012年10月末；吴建平等负责在小江断裂带及周边地区布设的50个宽频带流动台站，观测时间为2009年1月初至12月；麻省理工学院和成都理
地球物理学报 2015年5期2015-12-12
- 广东及其邻域噪声面波层析成像
15s的瑞雷波群速度分布图像.相比于传统的基于地震面波的层析成像方法，这种新的地震成像方法由于不受震源分布、震源位置误差，以及短周期面波衰减的影响而特别适合于少震地区的区域面波层析成像研究.尤其是该方法可以获得较短周期（如5s）的频散曲线，因此可以对上地壳有较好的分辨率.近年来该方法在美国、欧洲、澳大利亚东南部、南非、中国等国内外多个区域得到广泛应用（Yao et al，2006；Brenguier et al，2007；Lin et al，2007；Ya
地震学报 2014年5期2014-12-14
- 关于德布罗意波中几个速度问题的讨论
传播的相速度和群速度，这些问题学生容易混淆，本文将对物质波的相速度、群速度以及它们与粒子运动速度之间的关系进行讨论，以便学生能更好地理解物质波的内涵.1相速度相速度是波在传播过程中相同相点的移动速度，即对于一个以频率为ν和波长λ运动的平面波的运动方程为ψ（x，t）=Acos（2πνt-kx），其中k=2π/λ为波数.相同相点位于同一等相面上，等相面的表达式为：2πνt-kx=const，两边对t求导得vp=dx1dt=λν（3）根據德布罗意关系可得vp=λ
中学物理·高中 2014年6期2014-09-22
- 基于弯折频率变换的Lamb波高分辨率损伤成像
频域或波数域对群速度曲线进行插值修正，起到较好的频散补偿效果。但这类插值采样方法缺乏统一的变换描述，处理过程也较为复杂。蔡建等[5]提出一种虚拟时间反转的方法，在传统时间反转方法的基础上保留了时间信息，实现了对频散的部分补偿。Marchi等[6]提出弯折频率变换(Warped Frequency Transform,WFT)的方法，利用群速度频散曲线来构建合理的弯折映射，用以描述Lamb波的时频特性。其应用方式是建立弯折原子库来匹配Lamb波的频散特性[7
振动与冲击 2014年1期2014-09-05
- EDA介质中地震波的传播特征*
)的相速度、 群速度、 偏振向量(质点的振动方向)的三维计算公式． 通过模型计算分析了具有水平对称轴的各向异性(HTI)介质和EDA介质中介质对称轴的极角和方位角对相速度、 群速度及偏振向量的影响, 对其随极角、 方位角的变化特征进行了分析,并采用Matlab进行了数值计算,对其特征采用三维显示． 通过取极角或方位角为零简化得到HTI介质和具有垂直对称轴的各向异性(VTI)介质中地震波的相速度、 群速度, 对EDA介质中的三维计算结果进行退化验证． 通过数
地震学报 2014年3期2014-08-02
- 有机热载体炉积碳层导波检测模态识别研究
接收信号的实验群速度与理论群速度相对误差仅为1.88%～3.48%。从而确定接收信号主要为L（0，2）模态。该研究结果为基于超声导波的有机热载体炉积碳检测技术奠定了基础。超声导波；时频分析；有机热载体炉；积碳层；模态有机热载体炉［1］是以煤、油、燃气、电为能源，以有机热载体（俗称导热油、热媒、有机传热介质、热传导液）［2］为介质的能源转换设备。运行时，利用循环油泵，强制有机热载体通过供热系统进行液相循环（气相炉是利用密度差进行自然循环），将热能输送给用热设
振动与冲击 2014年3期2014-05-25
- 捕捉激波的群速度控制方法
0）捕捉激波的群速度控制方法李新亮，傅德薰，马延文（中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室，北京 100190）回顾及综述了群速度控制方法基本原理、发展过程及最新进展。群速度控制方法是通过控制色散误差以捕捉间断的一种数值方法。该方法通过在间断两侧采用不同色散类型的格式，将数值波的传播压制在间断附近，避免数值振荡向周围扩散，从而达到抑制数值振荡的效果。该方法主体上采用数值色散抑制振荡，实际使用中仅需补充较低水平的数值耗散就可将振荡压制在可接受的范
空气动力学学报 2014年5期2014-04-30
- 基于振幅方程组的行波对流的数值模拟
长度、行进波的群速度；g1、g2、k反映非线性系数。定义参数:整理式(1)、(2),然后去掉方程(1)、(2)参数的“′”，则GL方程组可简化为：(3)(4)方程(3)、(4)中，v反映行波群速度，ε反映相对瑞利数，g代表非线性系数。两端采用反射边界条件,方程形式为[16]：(5)(6)其中 ，α、β为反射系数，计算中取α=-0.06,β=-0.06。本文在计算时给出左行波振幅A和右行波振幅B的初值分别为:式中L代表腔体长度。1.2 振幅方程组的差分式GL
西安理工大学学报 2014年2期2014-03-26
- 基于有限元方法的薄板超声Lamb波频散曲线计算
结果数据，计算群速度和相速度的大小，拟合绘制在2 MHz·mm以下的频散曲线，并通过Matlab对超声Lamb波的频率方程进行数值模拟，绘制铝板材料超声Lamb波的理论频散曲线。将两种方法计算所得频散曲线进行对比，验证有限元数值模拟的准确性。1 超声Lamb波频散曲线理论求解超声Lamb波在板中传播会出现频散现象，即会出现多模态现象。自由边界条件下Raleigh-Lamb频率特征方程为[11-13]：对称模态(1)反对称模态(2)式中：p和q分别表示为：(
实验室研究与探索 2014年11期2014-02-09
- 保偏光纤中在不同频率区域拉曼效应和参量放大增益谱*
的振幅,υg为群速度,为二阶色散系数,z为传输距离.由于输入的为两束不同波长的光波,所以,γx̸=γy,β21 ̸=β22.为得到混合模抽运的稳态解,引入微扰u,v;u为x方向上的微扰,包含有两个成分:斯托克斯成分us,反斯托克斯成分ua;同理,y方向的微扰亦包含vs,va.引入微扰后的方程组(1)的稳态解为P为输入功率,设两束光的输入功率相同.将方程(2)带入方程(1)线性化,并采用群速度坐标系,得到关于微扰u,v的方程:求解方程(3)时将微扰调制写成特
物理学报 2013年4期2013-12-12
- FSK-DWDM四波混频的研究
混频效应，然而群速度色散对这一曲线关系影响较大，其绝对值取很小的情况下，这一曲线基本呈线性递增关系，随着绝对值的增大，曲线呈震荡变化。1 理论计算模型FSK调制格式下光波电场表示如下：式中，Pimax为脉冲峰值功率，f0为信道中心频率，Δf为调制偏移频率[8]，T0为比特宽度，V+，V_为脉冲群速度，τr为信道r内的随即序列相对参考信道的初始时延。当比特信息为“1”时，比特序号为n的峰值功率归一化的啁啾高斯脉冲在入射点的光波的电场的复振幅可以表示为：式中，
通信技术 2013年6期2013-10-27
- 超声导波在弯管中传播特性的有限元分析
换，弯管中导波群速度频散曲线计算以及L（0，2）模态导波检测管道弯头处缺陷三个方面。通过一系列分析，揭示了超声导波在弯管中传播时表现出的许多异于直管的特点。1 弯管有限元设置采用ANSYS有限元软件中的LS－DYNA模块对弯管中超声导波进行分析。ANSYS／LS－DYNA将显式计算程序LS－DYNA与ANSYS仿真环境有机地结合在一起，可以完成各种高度非线性的瞬态动力过程分析。弯管参数如下：管道外径D＝110mm，壁厚d＝9mm，弯曲半径R＝84.5cm，
无损检测 2013年11期2013-10-25
- 中国大陆中东部地区基于背景噪声的瑞利波层析成像
.5°的瑞利波群速度分布图像.不同周期的速度分布图像显示，研究区瑞利波群速度分布与地质构造特征具有较好的相关性.8～20s的瑞利波群速度在研究区内主要盆地表现为低速分布，而在造山带呈现高速分布；25～40s的瑞利波群速度图中，存在一条北北东—南南西向的分界线，该分界线与中国大陆东部的地壳厚度突变带基本吻合.25s以下周期，华北平原的显著低速区形态与该地区早第三纪以来的断块分布构造一致.揭示了盆地下方介质结构强烈的非均匀性，也与较厚的沉积层分布有关.低速的四
地球物理学报 2012年6期2012-12-15
- 兰姆波表征形状记忆合金相变试验
金相变时兰姆波群速度的变化规律，测量合金薄板相变温度。1 试验材料试验材料选用300mm×200mm×2mmNiTi合金板（原子比 Ni：50.2%，Ti：49.8%）。众所周知，近等原子比NiTi合金升温时，会发生马氏体到奥氏体相变［9］。用常规DSC方法测量了升温时试样的相变温度，从马氏体向奥氏体转变开始温度As为37℃，转变结束温度Af为46℃。2 NiTi形状记忆合金板兰姆波频散曲线兰姆波频散曲线是在速度－频率空间上描述兰姆波不同模态的传播特性，它
无损检测 2012年1期2012-10-23
- 求解二维浅水波方程的群速度修正法*
作为求解模型。群速度控制的思想是由傅德薰、马延文[1]提出的，朱庆勇[2-4]利用这种思想成功构造了求解空气动力学方程的高分辨率格式，之后他们[5]将这一思想引入浅水波方程，构造了求解一维浅水波方程的群速度控制格式。利用群速度控制的思想，本文构造了多种求解二维浅水波方程的高分辨率格式。通过引入色散度量以及各向异性度量的概念，为评估差分算子对微分算子的逼近程度提供了客观标准。数值实验结果表明，这些格式均可以很好地控制非物理振荡并保证格式精度。1 预备知识考虑
中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2012年1期2012-05-09
- 利用高精度迎风紧致群速度控制法模拟激波与柱形界面相互作用*
和激波分辨率。群速度控制法从物理角度出发分析非物理振荡产生原因[8-9]，并提出改进激波解的办法。在这个思想基础上，本文从五阶迎风紧致格式出发，引进一个函数用以控制数值解的群速度，构造带有群速度控制的五阶迎风紧致格式。该格式在激波前后表现为不同的性质，使得激波前后的振荡向激波靠拢，从而达到消除激波振荡的目的。同时，文中进一步对所构造的格式的精度及数值解的行为进行了分析。对于接触间断两边的流体，一方面以上格式始终存在数值耗散而导致接触间断被抹平，另一方面Eu
中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2012年3期2012-05-09
- 四边固支功能梯度板中波的传播
频率﹑相速度和群速度随波数变化的曲线，分析了材料的功能梯度指数对频率﹑相速度和群速度的影响规律。1 动力学基本方程式考虑弹性波在如图1所示的各向同性功能梯度板中传播。计及剪切变形和转动惯性的影响，采用一阶剪切变形板理论和小应变的应变－位移关系。图1 功能梯度板模型Fig.1 The model of the FGM plate根据一阶剪切变形板理论，位移场分量假设为:式中u0，v0，w0是板的中面位移，φx和 φy分别为中面法线在x方向与y方向的转角。依据
振动与冲击 2011年4期2011-06-05
- 运用希尔伯特黄变换进行多分量信号的频散分析
还是相差来提取群速度或相速度,由于时差和相差都是位于分母,故而任何细微误差都会对求取的速度造成很大的影响;第二,谱分析所得到的相位并非该信号的真实相位,故而存在相位解缠的难题。本文首先将希尔伯特黄变换应用于时频分析,从而获得比传统傅里叶谱更为精确的希尔伯特谱,进而得到较为准确的群速度信息;然后,依据群速度和相速度的关系,提出在群速度的基础上求取相速度的新算法,该算法可以有效地解决相位解缠难题,并能最终获得较为准确的相速度信息。2 原理简介通常有3类方法进行
电讯技术 2011年7期2011-03-21
- 光信号传输特性的仿真分析
-3]。比如：群速度色散GVD (Group Velocity Dispersion)[4-6],高阶色散对光脉冲传输的影响[7-8]，高斯脉冲在单模光纤中传输特性分析[9]，群速度色散和自相位调制所致啁啾[10-11]。本文主要是在不考虑非线性效应的情况下，就 G.652光纤中群速度色散对光信号传输特性的影响作了仿真。对传输比特率分别为2.5 Gb/s、10 Gb/s的信号，有、无初始啁啾，传输距离分别为20 km、60 km的情况作了仿真分析。1 理论
通信技术 2010年3期2010-08-06
- Lamb波频散曲线的数值计算及试验验证
即兰姆波传播的群速度等于纵波速度或者横波速度，这时(3)式中存在分母为零的情况，我们把(3)式转化为各因式相乘的形式，使各个因式都为实数，就可以在实数域范围内求解Rayleigh-Lamb方程，令(4)由式(4)可以看出，若以w为自变量，对cp的求解较为复杂，而以cp为自变量，对w进行求解则相对简单，因此，数值计算时选择cp为自变量[4]。2.2 数值计算用迭代方法对Lamb波频散方程进行求解。使f·d和cp分别以一定的步长在所需范围内扫描，当方程函数值在
土木工程与管理学报 2010年1期2010-01-25
- 弱各向异性介质地震波传播特征分析
式,表现为波的群速度与相速度不一致[7]。Thomsen[8]导出VTI三类体波的相速度解析表达式,其中定义了三个参数描述速度随方向的变化,二个参数ε和δ用于qP波和qSV波的近似速度解,一个参数γ用于qSH波的严格速度解[8],Thomsen参数及简易的速度表达式,已被地震勘探学术界和产业界广泛接受。Sena在Thomsen工作的基础上,通过线性近似的方法,推导出关于射线角的群速度公式;Tsvankin[9]年推导了各向异性介质中群速度与相速度的关系式。
物探化探计算技术 2010年2期2010-01-12