本文關(guān)鍵詞：電磁波和熱流傳播路徑的控制

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【摘要】：通過控制電磁波和熱流在介質(zhì)中的傳播路徑,可以設(shè)計(jì)許多有潛在應(yīng)用前景的功能型斗篷,用于實(shí)現(xiàn)電磁隱身,電磁幻象,熱隱身,熱幻象和熱防護(hù)等效果。研究這些斗篷的形狀結(jié)構(gòu),以及用于材料參數(shù)設(shè)計(jì)的坐標(biāo)變換,不僅能夠提高斗篷在工程應(yīng)用中的靈活性和實(shí)用性,還能擴(kuò)展斗篷理論上可以實(shí)現(xiàn)的功能和效果。本文介紹了基于坐標(biāo)變換設(shè)計(jì)斗篷材料參數(shù)的原理,展示了確定電磁波傳播路徑的麥克斯韋方程組和熱流傳播路徑的熱傳導(dǎo)方程在坐標(biāo)變換前后具有形式不變性。采用具有一般材料參數(shù)的介質(zhì),作為任意形狀電磁幻象斗篷包裹的物體,研究物體在斗篷作用下對外部電磁場的擾動和幻象物體的相似度,以及電磁波頻率的變化對于斗篷效果的影響。結(jié)果表明入射電磁波的波長與斗篷尺寸相當(dāng)或更大時,斗篷效果很好;而隨著波長的減小,其效果就會減弱,甚至?xí)耆АＳ梅蔷�性坐標(biāo)變換設(shè)計(jì)熱斗篷的材料參數(shù),討論變換階數(shù)對于熱斗篷的熱隱身和熱防護(hù)效果的影響。通過對仿真結(jié)果和溫度數(shù)據(jù)的分析,再考慮到材料參數(shù)實(shí)現(xiàn)難度隨變換階數(shù)的變化,可以得出結(jié)論,坐標(biāo)變換階數(shù)不宜選擇過大,在線性變換階數(shù)附近比較合適�；谡郫B坐標(biāo)變換和互補(bǔ)材料,提出一種可以實(shí)現(xiàn)外部物體熱隱身的熱斗篷,使用有限元仿真方法驗(yàn)證其熱隱身效果。進(jìn)而提出一種同時具有內(nèi)外屏蔽空間的熱斗篷,并證明熱流方向的改變不會對這兩種熱斗篷的熱隱身效果造成影響。為了對處于持續(xù)熱流中的物體進(jìn)行熱防護(hù),設(shè)計(jì)非閉合型熱防護(hù)斗篷。提出三套帶有可調(diào)系數(shù)的熱斗篷材料參數(shù),分析和比較對應(yīng)的三種熱斗篷在可調(diào)系數(shù)相同情況下的熱防護(hù)效果,再以效果最好的一套參數(shù)來討論可調(diào)系數(shù)對于斗篷熱防護(hù)效果的影響,最終得出一套熱防護(hù)效果最好的非閉合熱斗篷材料參數(shù)方案。
【關(guān)鍵詞】：電磁波 熱流 圓柱斗篷 任意形狀 非線性變換
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O441.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 電磁斗篷研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 熱斗篷研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述13-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 二維電磁斗篷和熱斗篷的設(shè)計(jì)方法16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 基于坐標(biāo)變換的電磁斗篷16-21
• 2.2.1 電磁場分布滿足的波動方程16-18
• 2.2.2 麥克斯韋方程組在坐標(biāo)變換下的形式不變性18-21
• 2.3 基于坐標(biāo)變換的熱斗篷原理21-24
• 2.4 通過設(shè)計(jì)熱流路徑的熱斗篷原理24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第3章 任意形狀的電磁幻象斗篷27-43
• 3.1 引言27
• 3.2 電磁幻象斗篷的材料參數(shù)27-32
• 3.3 電磁幻象斗篷的效果分析32-39
• 3.3.1 仿真模擬分析32-35
• 3.3.2 散射寬度分析35-39
• 3.4 入射電磁波頻率對斗篷效果的影響39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 任意階坐標(biāo)變換下的熱斗篷43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 不同階坐標(biāo)變換下的熱斗篷材料參數(shù)43-47
• 4.3 不同階坐標(biāo)變換下的熱斗篷效果分析47-53
• 4.3.1 熱隱身效果分析47-50
• 4.3.2 熱防護(hù)效果分析50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 第5章 具有外屏蔽空間的熱隱身斗篷55-67
• 5.1 引言55
• 5.2 具有外屏蔽空間的熱隱身斗篷材料參數(shù)55-58
• 5.3 該熱隱身斗篷的效果分析58-61
• 5.4 同時具有內(nèi)外屏蔽空間的熱斗篷61-66
• 5.4.1 材料參數(shù)61-64
• 5.4.2 效果分析64-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第6章 非閉合的熱防護(hù)斗篷67-78
• 6.1 引言67
• 6.2 非閉合熱防護(hù)斗篷的材料參數(shù)67-70
• 6.3 非閉合熱防護(hù)斗篷的效果分析70-74
• 6.3.1 仿真結(jié)果分析70-73
• 6.3.2 溫度數(shù)據(jù)分析73-74
• 6.4 可調(diào)系數(shù)對熱防護(hù)效果的影響74-76
• 6.5 本章小結(jié)76-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84

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本文編號：935742