一、电容器电场有限元方法研究（论文文献综述）
张斌[1]（2021）在《基于SPPs的光片上网络微纳器件研究》文中研究表明随着下一代多处理器系统芯片的设计趋势,片上网络需要数千种处理器件的集成,这就需要高性能器件来为高吞吐量和低延迟通信提供保障。传统的片上网络采用电信号来传输信息,电信号之间接口性能对片上网络的信息传输速率有着很强的限制,并可能影响网络级联后的功耗等。光片上网络（Optical Network on Chip,ONoC）具有大信道容量、高数据传输率、低能耗,与传统的电互连相比是一种很有前途的解决方案。在高度集成的光片上网络中,光子器件是光片上网络设计中不可缺少的一部分,如微环谐振器、电光调制器、滤波器、光开关等。但是它们在片上网络应用时,具有尺寸大、插入损耗大和调制速率低等问题。针对上述的问题,本文设计了两个微纳器件:光开关和电光调制器。研究将这两个基于表面等离子激元的器件集成应用到光片上网络中,以实现具有更高集成度的片上路由器中。主要研究了表面等离子激元（SPPs）的特性,通过时域有限差分算法对其进行仿真,对ITO的带电载流子层进行了电压调谐,使该层的介电常数的实部为零,从而在ITO材料与电介质界面上激发了表面等离子激元极化子模式。然后对器件结构模型的参数进行优化,以获得最佳的结构模型参数,然后对设计的光开关和电光调制器的性能参数进行分析。具体内容包括:（1）提出了一种基于表面等离子激元的光开关结构,研究了光开关的器件结构参数和机理理论分析;（2）使用直波导和90度的微环来构建定向耦合片上电光调制器,并且该器件实现了ON和OFF状态之间的高速切换。通过改进电压施加方法,研究了光片上网络电光调制器的特性;（3）将设计的两个微纳器件创新性地集成到片上光学互连网络中,并分别设计了基于表面等离子体的光学开关“蜂窝状”路由器架构和基于片上电光调制器的ORNoC系统。比较最近学者设计的器件参数,本文设计的光开关在电压2.35V和入射波长在1550nm时候,插入损耗2.1d B高于其他光开关器件,光开关功耗5.7f J低于其他光开关器件,光开关调制速率2Tbits/S大于其他光开关器件;设计的调制器在电压2.35V和入射波长在1550nm时候,调制器耦合传输距离3890nm尺寸最小,消光比15.2d B高于其他调制器器件,插入损耗1.2d B高于其他调制器,调制器功耗5.7fJ低于其他调制器器件,调制器调制速率0.75Tbits/S小于其他调制器器件。本文在光开关的基础上改进了耦合的距离,并且在调制器中将插入损耗降低了、调制速率提高了。利用设计的片上网络微纳器件,并进一步实现光器件在片上网络的集成,开展新型的光电子器件对片上路由器的探索性研究。为设计尺寸小、运算速度快、超紧凑的集成片上网络光互连系统提供技术参考。
谢黄骏[2]（2021）在《基于多电极电容传感器的低温两相流反演理论和实验研究》文中认为航天低温推进剂加注、低温空分、氢液化及液化天然气生产等过程都涉及低温流体的输运,监控相含率及相分布对于这些工业过程有重要意义,也是低温两相流换热及流动特性研究的基本参数之一。低温流体与室温流体如水、乙醇等相比,密度、导热系数及液相介电常数等物性有数量级的差别,在这些物理测量过程中,测量算法的准确度及抗噪性要求更高,对信号采集硬件系统的分辨率及精度要求更严格。另外,低温空化、低温热管等两相流动及换热测量要求减少对流场的干扰。因此理想的低温流体两相流相含率及相分布测量手段应具备如下特点:1)非接触、非侵入;2)可同时测量相含率及相分布;3)硬件对复杂环境的兼容性较高,成本可控;4)环境友好,对人无害。传统的低温流体两相流测量技术中,很难在上述四点需求中做到较好的均衡。本文提出一种基于多电极电容传感器的低温流体两相流相含率及相分布测量方案,研究将多电极电容传感器测得的电容向量分别与空泡率及相分布信息相关联的测量算法。本文在电容式传感器的电场特性,相含率测量算法、相分布反演算法等方面,开展了如下三个方面的研究工作:1)研究了电容式传感器测量区域的电场分布特性,得到电容变化与测量区域中两相流流场内任意微元介电常数变化之间的数学关系。通过将流体管路截面网格（微元）化,获得传感器边界电容变化量（dCp,q）与每个网格介电常数变化（dεe）的一阶线性关系,从而得到对应于不同电极对的灵敏场（Sp,qe=dCp,q/dεe）。当传感器在测量区域内形成匀强场时,灵敏场处处相等,流体空泡率与任意位置电容变化量呈等斜率的线性关系,此时电容与测量区域相分布无关,然而这也导致了相分布信息的丢失,只能对相含率进行测量。当测量区域内电场不均匀时,在电场线密度较大的位置灵敏度较高,此时相分布将会显着影响电容值,空泡率与电容间的关系高度非线性。2)基于最小二乘支持向量回归（LSSVR）在高维空间拟合电容向量与空泡率的映射关系,并针对带噪样本开发模糊回归算法（FLSSVR）,利用数值实验初步验证了多电极电容传感器结合该算法进行低温流体空泡率计算的可行性。以LN2-VN2作为工质对,通过数值实验验证了利用LSSVR在高维空间中寻找多电极电容传感器电容与低温流体空泡率之间映射关系的可行性。给出了六种典型相分布做为训练样本生成的模板,其中对于无规则相分布的使用很大程度上丰富了训练样本对各流型的覆盖度。研究了不同归一化方法所得输入对计算结果的影响,发现线性归一化电容向量作为输入能够获得准确度最高的空泡率计算结果,其相对误差在10%以内,绝对误差在0.020以内。针对有噪训练数据,计算高维空间中样本点到一次拟合超平面的距离,依此定义模糊隶属度导出FLSSVR算法。数值实验结果表明,该方法在训练样本带噪情况下相较于LSSVR所获结果平均相对误差降低7.41%,均方根误差减小9.80%。3)基于电容层析成像（ECT）技术反演得到低温流体相分布图像,提出一种考虑线性化误差的改进算法,基于数值模拟和常温替代工质实验验证了测量准确性。ECT利用反演算法,对已知独立电容测值求介电分布的反问题进行求解,得到测量区域内的相分布信息并以图像的形式将结果输出。以LN2-VN2作为两相工质对,通过数值实验筛选了适用于8电极电容传感器在低温流体两相流反演时的传统反演算法。利用LSSVR拟合归一化电容向量与线性化误差的关系,并结合传统算法,得到LSSVR耦合的反演算法。数值实验表明,LSSVR耦合的反演算法能够消除传统迭代算法的半收敛现象,极大程度改善反演质量,将图像误差减小27.95%～63.77%,相关性系数提升4.63%～106.39%。搭建了类比于液态甲烷-气态甲烷介电特性的常温介电工质对反演成像实验装置并进行静态实验,结果表明LSSVR耦合的反演算法能够有效提升反演精度,且具有良好的泛化能力。
冯昌帅[3]（2020）在《基于原子力显微技术的铁电材料摩擦接触非线性动力学分析》文中认为铁电材料因其优异的压电、铁电、介电、热释电,以及非线性光学等性能,在信息技术、生物医学、能源技术、激光技术等领域具有极为广泛的应用前景。随着铁电器件的微型化和多功能化,迫切需要发展能够在微纳米尺度表征铁电材料及其器件多场耦合性能和微结构的新技术。原子力显微技术（AFM）因其超高的空间分辨率和灵敏度,可以在微纳米尺度无损表征铁电材料的电畴结构、力电性能、电热性能等,现已发展成为表征铁电材料及其器件力电性能的重要工具。然而,由于扫描探针和铁电材料表面具有一定的粗糙度,在接触模式AFM下,探针与铁电材料间存在摩擦接触。加之,探针上施加的动态多物理场激励,导致探针与铁电材料间的接触问题实则转变为多场耦合下的动态摩擦接触问题,使得该复杂接触情况下的铁电材料力电耦合分析极具挑战。基于此,我们以BaTiO3铁电材料为例,使用有限元方法对探针和铁电材料的静态摩擦接触、动态摩擦接触,以及考虑摩擦接触的探针微悬臂非线性动力学进行分析,探究摩擦系数、外力和外电势、探针几何形状、材料本征力电性能等对AFM位移、电势、共振频率信号响应的影响。具体研究内容以及相应结论如下:（1）基于接触模式AFM技术,运用二维有限元方法,对扫描探针与BaTiO3材料间静态摩擦接触问题进行了分析,探究摩擦系数、外力学载荷和电学载荷,以及探针几何形状对BaTiO3铁电材料力电耦合响应的影响。研究结果表明:切向摩擦力打破了BaTiO3铁电材料内电弹性场的对称性分布,且摩擦系数越大电弹性场的对称性破缺越显着,但是对探针的压入深度几乎没有影响。对探针同时施加外力和外电势时,发现负偏置电压会引起探针的压入深度减小,同时增加了切向位移的对称性破缺。在同样外加载荷大小作用下,圆形探针相比于平头探针压入深度更大,在探针接触区域附近引起更大的电势响应,但是不易造成BaTiO3铁电材料内电弹性场的对称性破缺。（2）基于外力和外电势动态加载的有限元方法,对压电向应力显微技术（PFM）单点动态测试、PFM动态扫描测试两种情况进行了模拟分析。研究结果表明,在模拟PFM单点测试过程中,探针的动态压入时,探针与BaTiO3铁电薄膜间的摩擦接触对BaTiO3铁电薄膜表面局域电弹性场影响很小。当探针在BaTiO3铁电薄膜表面横向扫描时,发现探针与BaTiO3铁电薄膜间的摩擦力,容易诱导BaTiO3铁电薄膜内电弹性场的对称性破缺。（3）基于摩擦接触力学理论和悬臂梁非线性动力学理论,采用弹簧振子模型等效带电探针与BaTiO3铁电材料间复杂交互作用力,进而运用有限元方法分析了摩擦力对微悬臂梁的接触共振行为的影响。模拟结果表明,探针与BaTiO3铁电材料间的摩擦系数对微悬臂梁的各阶弯曲模态接触共振频率几乎没有影响,但是会显着影响微悬臂梁的各阶扭转模态接触共振频率。而且,弹性常数对各阶共振频率的影响要远大于介电常数和压电系数对共振频率的影响,使得很难从PFM测得的各阶共振频率中反演出材料的介电常数和压电系数。但是,由于各阶扭转共振频率对材料的弹性常数和摩擦系数非常敏感,因此有望利用各阶扭转共振频率反演材料的弹性常数,以及探针与铁电材料间的摩擦系数。这一研究为接触模式AFM下,铁电材料在静态和动态多物理场激励下的多场耦合响应的定量分析提供重要指导。同时,基于探针微悬臂的非线性动力学分析,建立了材料参数和摩擦系数同AFM信号响应的直接关联,这为反演材料性能和微观结构奠定了重要基础。
范晋博[4]（2020）在《基于Voronoi的两相复合材料建模与有限元分析》文中研究说明物联网已成我国信息产业发展战略中相当重要的一部分,而其中的传感器技术则是物联网中信息采集的关键一环。这其中,复合材料在传感器中扮演着关键角色。然而目前制备复合材料大都依靠反复实验和繁杂的工艺等方式,这也是制约复合材料设计和研发的主要问题。基于此,本论文提出一种基于Voronoi的两相复合材料建模方法,并进行了静电场有限元分析。首先,建立基于Voronoi的两相复合材料模型。采用重新定位法建立两相等径球密堆积模型,将密堆积所得到的球心作为两相Voronoi复合材料模型中晶粒的中心,运用Neper构建三维两相Voronoi复合材料模型。由于在两相等径球密堆积模型中球与球之间空间间隙很小,Neper以其球心作为晶粒的中心所构建的Voronoi晶粒基本继承了球的体积。这样,我们通过调整两相等径球密堆积模型中任意一相球状粒子的体积占比就可以对两相Voronoi复合材料中两相晶粒体积占比进行很好控制。其次,针对两相复合材料模型中单个晶粒为不规则的凸多面体,存在大量尖角的情况,我们采用四节点四面体作为网格基本单元,对我们构建基于Voronoi的两相复合材料模型进行网格划分,每个模型四面体网格单元平均规模划分约为13万个。最后,对划分的网格单元进行组合,进行静电场介电常数和截面电势的有限元计算。我们将划分的网格单元组合成大型系数稀疏矩阵,采用taucs求解器计算稀疏矩阵对称线性方程组,进而获得模型的介电常数ε和截面电势。本论文建立了九组第一相晶粒体积占比不同的两相复合材料模型,每组有5个模型,共计四十五个。模拟结果表明,模型的截面电势变化可以反映出随着低介电相晶粒体积占比的增加,模型削弱静电场的能力减弱,从侧面可以反映出模型介电常数的变化情况;同时,计算了该模型在静电场条件下的介电常数,可以反映不同比例的低介电相晶粒体积占比同两相复合材料介电常数变化的数值关系。综上所述,建立基于Voronoi的两相复合材料模型并使用有限元方法计算了静电场条件下的模型截面电势和介电常数,这为针对介电性能的复合材料设计和研发等相关研究提供了新的研究思路。
陈强[5]（2020）在《纳米氧化铪铁电晶粒的畴结构及畴翻转性能研究》文中提出在众多的铁电材料中,Hf O2因其优良的可微缩特性及良好硅工艺平台兼容性,被认为是理想的新一代铁电材料。然而Hf O2的铁电相并不是自由状态下最稳定的相结构,在Hf O2基铁电薄膜中通常是铁电相与非铁电相共存的状态。如何稳定铁电相成为研究的重点,实验表明晶粒尺寸是影响薄膜中铁电相含量的关键因素。为了探索晶粒尺寸对Hf O2铁电畴结构及翻转性能的影响,并阐明晶粒尺寸效应的内在物理机制。本文在实验上使用压电力显微镜（PFM）对不同尺寸的Hf0.5Zr0.5O2（HZO）纳米晶粒的畴翻转性能进行了研究;在理论上首先使用密度泛函理论计算Hf O2各种晶粒的能量,确定表面能是促进小尺寸晶粒中铁电相稳定的关键因素;最后采用相场理论研究表面能对不同尺寸晶粒畴翻转性能的影响规律,以建立微观、介观与宏观之间的桥梁,揭示晶粒尺寸效应的微观作用机理。具体研究内容如下:1. 采用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）及原子力显微镜（AFM）对射频磁控溅射法制备的多晶HZO铁电薄膜进行了晶粒形态与性质的表征。从TEM的晶格条纹和XRD的衍射峰确认了薄膜中正交铁电相的存在。薄膜中的晶粒纵向尺寸为14 nm,横向尺寸为50～148 nm,晶粒为扁平状且贯穿整个铁电层。使用铁电分析仪测量了HZO铁电薄膜的极化值和相对介电常数。使用扫描开尔文显微镜得到了薄膜的表面电势约为1.2 V,使用有限元方法计算了PFM导电探针产生的电场在薄膜中的分布。采用PFM表征了多晶HZO铁电薄膜的初始畴结构,发现铁电畴尺寸小于10 nm且极化取向随机分布,并且这些纳米畴会在外加电场下翻转。2. 得到了多晶HZO铁电薄膜中不同尺寸晶粒的极化翻转谱,发现尺寸越小的晶粒铁电性越强,通过比较有效压电系数确定了小尺寸晶粒中含有更多的铁电相。然后使用Litho-PFM研究了不同尺寸晶粒的整体翻转性能,发现在相同的电压下,小尺寸晶粒的可翻转部分要多于大尺寸晶粒,即小尺寸晶粒的铁电畴含量更高。3. 为了研究晶粒尺寸效应对HZO薄膜铁电性的内在调控机制,本文使用密度泛函理论计算了Hf O2材料中非铁电单斜相和铁电相的能量,发现单斜相的体积能低于铁电相,但表面能高于铁电相。然后计算了不同尺寸晶粒的能量,当晶粒尺寸较小时,铁电相的能量更低;而晶粒尺寸较大时,单斜相则更容易稳定存在。最后采用相场方法构建了Hf O2薄膜的铁电—非铁电共存结构,然后通过在模型中引入表面能,发现表面能是促进Hf O2铁电相变的关键因素。
陈旭[6]（2020）在《电场与磁场混合耦合型无线电能传输技术研究》文中提出无线电能传输技术是一种以各种物理场（如磁场、电场、机械波等）为媒介进行非接触式能量传输的技术,在为电动汽车、消费类电子产品、工业现场设备、水下设备以及植入式医疗设备等提供电能方面具有独特的优势,因而显示出广阔的应用前景和巨大的商业价值。由于其能量传输无需直接接触,因此具有安全可靠、整洁美观、方便易用的优点。磁场耦合无线电能传输的优点是易于实现大功率和长距离无线能量传输,但其磁场呈发散特性,易在周围金属及其它低阻体中产生涡流,一方面会加热这些物体,另一方面也会降低系统效率。电场耦合无线电能传输的优点是电场主要集中于发射和接收极板之间,对周围影响较小,几乎不会在周围金属物体中产生涡流,另外金属电容极板也较磁场耦合更易于实现低成本及相对更好的柔韧性;缺点是功率密度较低,受耦合电容变化影响较大,在大功率传输时极板上电压应力高。电场耦合与磁场耦合混合型无线电能传输技术能够有效利用电场耦合与磁场耦合系统各自的优势,在提升系统效率、增加系统功率密度、减少电场/磁场辐射等方面具有独特的优势。但目前对于混合耦合型无线电能传输技术的研究尚不充分,特别是在混合耦合机构的建模及优化设计、电压应力的建模及控制、漏磁场的控制、高频变换器的优化设计、参数变化对于混合耦合系统的影响、系统效率的优化等方面仍有许多工作要做。本文专注于电场耦合与磁场耦合混合型无线电能传输技术的研究,主要的研究内容如下:（1）电场与磁场耦合机构的建模与优化设计。针对电场及磁场耦合机构进行建模,通过理论分析、有限元电磁场仿真、电路仿真以及实验测量的方法,深入分析了各种参数对耦合电容,极板间电压应力,线圈自感等关键参数的影响。给出了电场耦合机构及磁场耦合机构的一般设计方法。在此基础上,进一步提出了基于保角变换的电场耦合机构考虑边缘效应的设计及计算方法。以电压应力为导向,提出了一种通用的耦合机构电压应力最小化设计方法,并通过仿真及实验样机加以验证,结果表明该方法能够实现耦合机构电压应力的最小化。（2）混合耦合系统兆赫兹逆变器建模与优化设计。混合耦合无线电能传输系统的耦合电容通常为皮法量级,为增加功率传输能力,需将系统的工作频率提升至数兆赫兹。结合最新的氮化镓功率半导体技术,研究了可用于混合耦合无线电能传输技术的兆赫兹逆变器的设计方法。首先分析了兆赫兹工作频率下系统关键位置寄生参数对系统设计的影响,包括二极管结电容、MOSFET输出寄生电容、MOSFET门级电荷以及主电路PCB寄生参数等等。建立了功率器件的高频模型、给出了高频驱动电路的设计方案,并以此为基础搭建逆变器的高频电路仿真模型。研究了不同的布局布线方法对于逆变器主回路寄生参数的影响,并以此为依据设计出具有最小寄生电感的PCB布局布线方案。最后基于上述方法设计了用于混合耦合无线电能传输系统的兆赫兹逆变器样机。（3）并联型电场与磁场混合耦合无线电能传输技术的研究。针对单独的电场耦合系统输出易受耦合状态影响的问题及磁场耦合系统功率密度低、漏磁辐射严重的问题,提出了并联型电场与磁场混合耦合无线电能传输技术。深入研究了混合耦合机构的设计方法。建立了混合耦合系统电场耦合分支、磁场耦合分支及整体的增益特性数学模型,并应用于混合耦合系统的设计,给出了系统参数的设计方法并搭建实验样机加以验证。在6.78MHz、40W输出时,系统效率达到80.02%。在耦合电容从70pF变动至480pF过程中,开环输出电压的波动范围小于8伏,相较于传统电场耦合无线电能传输18V的波动范围有较大提升。（4）“接收控制”型电场与磁场混合耦合无线电能传输技术研究。针对单发射多接收条件下发射系统漏磁辐射严重、系统效率随发射线圈增加而严重跌落的问题,提出了一种“接收控制”型电场与磁场混合耦合无线电能传输技术。首先解释了“接收控制”无线电能传输的思想,然后深入分析了所提出的“接收控制”型耦合机构的工作原理、设计方法及影响因素。给出了基于“接收控制”耦合机构的无线电能传输系统的设计方法并搭建了单输入、三输出的实验样机进行了原理验证。结果证明接收控制耦合机构能够有效提升系统效率,在6.78MHz,120W输出功率条件下最高效率达到81.42%,并且能将空载发射端的漏磁辐射控制在背景噪声水平。
顾妙松[7]（2020）在《高压大功率压接型IGBT器件内部的多芯片并联均流与振荡特性研究》文中认为高压大功率的压接型IGBT器件,是制造各类高压大容量电力换流和控制装备的核心器件,广泛应用于可再生能源电力汇集与并网、交直流输电与组网的全过程。考虑到我国经济发展和能源需求的大背景,研制具有自主知识产权的高坚固性、高可靠性的高压大功率压接型IGBT器件,对于我国产业升级和电网建设都具有重要意义。器件内大量IGBT芯片之间的电流均衡化调控,是高坚固性、高可靠性压接型IGBT器件研发的重要技术瓶颈,我国在相关基础理论与关键技术的研究方面极为缺乏。本文立足于并联均流和并联振荡这两个电流均衡化调控研究的核心课题,结合国产化高压大功率压接型IGBT器件研发的实际,针对于规模化并联封装中的电磁耦合效应以及双极型半导体元件的渡越时间效应,采用实验测量与理论计算相结合的手段,对高压大功率压接型IGBT器件内的并联均流与振荡的共性基础、特性规律、建模方法与调控应用进行了深入研究。本文研发了高压-压接型IGBT的多芯片并联均流与振荡特性实验平台,为均流与振荡研究提供了共性实验基础。归纳整合了多种并联均流与振荡测试原理,实现主动开关与被动注入两种并联均流模式,内源自激与外源受迫两种并联振荡模式的实验拓扑集成;提出了开放式封装设计思想,实现器件内部结构、空间、材料的灵活配置,为密集空间内多芯片电流测量提供了新的研究思路;首次全面展示了 9至16枚芯片的主动开关、被动注入、内源自激与外源受迫的并联测试结果,突破已有公开文献中最大并联芯片规模。本文以不对称外部汇流母排为例,通过实验观测、理论分析和建模计算揭示了外部电磁不均衡性对压接型IGBT器件内部芯片间并联均流的影响规律。基于多芯片并联均流实验平台,实验观测了被动注入与主动开通模式下9枚IGBT芯片间的动态电流分布,发现了显着的动态不均流现象且瞬态电流倾向于靠近母排侧流通;提出了被动注入模式下IGBT并联均流有限元模型,计算了汇流母排影响下IGBT器件内部的电磁场分布特性;频域计算揭示了汇流母排与器件内部支路存在高频磁场耦合,畸变各支路的高频电流增益;时域计算再现了实验中的瞬态电流分布,证实并联均流有限元模型在被动均流建模中的有效性;提出了对称化母排设计方案,可以明显改善器件内部的并联均流性能。本文以电极结构与空间布置为例,通过理论分析、建模计算和实验验证揭示了内部电磁不均衡性对压接型IGBT器件内部芯片间并联均流与受迫振荡的影响规律。基于几何对称化与阻抗补偿的调控思想,提出了凸台圆周化与凸台刻槽的优化设计方案,通过频域有限元方法,计算对比了 4种典型电极设计下器件内部的宽频均流特性,分析了不对称外部电磁条件对器件内部宽频均流特性的畸变作用,展示了并联芯片之间存在明显发散的高频电流增益,可能引起严重的高频不均流与外源受迫振荡;基于多芯片并联均流与振荡特性测试平台,实验测量了4种典型电极设计下FRD芯片间的动态电流分布,首次报道了 16枚并联芯片下的动态均流测试结果,发现了 16枚FRD芯片间确实存在显着的动态不均流与受迫振荡现象,证实了计算结论的正确性;基于建模计算与实验观测,证实了几何对称化与阻抗补偿的调控思想可以优化器件内部的动态均流特性;但几何对称化调控思想仅适用于对称的外部电磁条件。本文通过实验观测、理论分析和建模计算揭示了 IGBTPETT自激振荡的时域特性规律。基于压接型IGBT的PETT振荡特性实验平台,开展了两枚IGBT芯片在不同的关断电流和母线电压下的PETT振荡特性实验;定义了 一系列PETT振荡波形的特征参数,发现PETT振荡的起始时间、峰值时间和终止时间与电压、电流之间存在明显的单调耦合关系;提出了 PETT振荡的等效电路,利用状态方程计算出振荡产生所要求的电路参数条件,论证了 PETT振荡的产生与维持需要对载流子浓度的上下界进行限制;提出了图解分析方法,直观有效地解释了 PETT振荡特征时间与关断电流和母线电压之间实验规律,推论出振荡起止时间与电流的对数之间呈线性关系,母线电压与振荡起始时间倒数呈线性关系,并得到实验结果的证实;基于PETT振荡特征参数与电压、电流、温度之间灵敏的耦合关系,提出了基于PETT振荡的高压IGBT器件非接触式状态监测方法,基于磁饱和原理,通过励磁电流调节封装寄生电感,发明了可以灵活触发或关闭PETT振荡的高压IGBT器件,克服PETT振荡的EMI效应,为PETT振荡在生产实际中更广阔的应用铺平道路。
尚波宇[8]（2020）在《10kV冷缩式电缆附件电场分析与试验研究》文中指出冷缩式电缆附件对电缆线路的连接和过渡起着重要作用,是保证电力系统可靠运行不可缺少的重要组成部分。由于电缆接头内部结构复杂,材料各异,容易产生电场畸变,已成为电缆输电线路的薄弱环节和运行故障的典型部位。要提高电缆接头系统的运行可靠性,一方面要保证电缆接头系统现场制作工艺的规范性,且制造现场的环境条件（如湿度等）应符合要求。更重要的是,要对电缆附件进行优化设计以提高产品的设计质量。为了研究10kV冷缩式电缆中间接头缺陷对电场分布的影响并探究缺陷在不同位置时的电场分布规律。本文首先建立6类电缆中间接头缺陷有限元仿真模型,然后利用模型对缺陷在中间接头不同位置时电场分布规律进行了深入分析,最后根据分析结果制作6类缺陷中间接头,并对试样开展局部放电和耐压试验。结果表明:主绝缘划伤、主绝缘存在铜颗粒、主绝缘存在半导尖端这三种缺陷在应力锥端部下方时电场的畸变较大,但随着缺陷与外半导电层切口距离的不断增大对电场的影响基本呈逐渐减小的趋势;连接管错用绝缘胶带时,胶带处电场畸变明显且畸变程度与绝缘厚度h成反比;附件本体偏移时,电场畸变强度随本体偏移的距离增加而增大;连接管尖端毛刺时,毛刺处产生很大的电场集中现象。为了满足现代产品的设计需求,本文以中压冷缩式电缆中间接头为模型,根据电场分布规律对其结构参数进行优化。首先建立电缆中间接头的有限元仿真模型,然后利用该模型对中间接头的结构参数配合进行了深入分析,最后根据分析结果制作一个10kV冷缩式电缆中间接头,并对该样本开展局部放电和耐压试验。仿真与试验结果表明:通过合理优化应力锥和屏蔽管的结构参数,当应力锥的轴向长度、端部曲率半径及厚度分别为65mm、25mm和2.5mm,屏蔽管长度和端口形状的分别为170mm和90度,应力锥与屏蔽管之间的距离为60mm,中间接头本体长度为420mm时,样品的最大场强和最大切向场强小于30kV/cm（空气击穿场强）且其交界面上的电场分布较为均匀,可通过局放与耐压试验,满足设计要求,为10kV冷缩中间接头的合理设计提供了理论依据。
江瑞[9]（2020）在《天然胶乳静电纺丝机理及实验研究》文中研究说明随着静电纺丝技术的发展,静电纺丝纤维在生物医药、能源电子、环境保护、化学、功能性纺织等领域得到广泛的应用。静电纺丝分为溶液和熔体两大类,其中溶液静电纺丝由于其设备简单,电纺纤维直径较细,故应用范围比较广泛。在静电纺丝中,目前多选用热塑性材料,对于热固性材料或弹性较大材料,纺丝难度较大。天然橡胶属于热固性材料具有高弹性、高伸长率、柔韧性、耐撕裂等独特的性能,且天然橡胶的玻璃化转变温度低,常温下分子链之间缠结回缩能力强,导致不能单独进行纺丝。如何将其或者与某种材料混合实现纺丝发挥出橡胶独特的性能,是目前亟待研究的课题。本文在研究天然橡胶成形机理和静电纺丝机理的基础上,通过溶液静电纺丝技术制备出了天然胶乳/聚乙烯醇（NRL/PVA）复合纤维和天然橡胶（溶解法）纤维;模拟分析了天然胶乳静电纺丝电场强度与电压、接收距离、纺针尺寸的变化规律;通过实验研究,确定并优化了天然胶乳静电纺丝的工艺参数,探究出了NRL/PVA复合纤维以及天然橡胶纤维纺丝溶液的最佳配比。本文完成的主要工作如下:1.提出了以聚乙烯醇为纺丝助剂制备NRL/PVA复合纤维和以有机溶剂溶解法制备天然橡胶纤维的两种方法。2.模拟了电场强度与电压、接收距离、纺针尺寸的变化规律,得出了电场强度随纺丝电压的增大而增大,且成线性关系;电场强度随接收距离的减小而增大,随纺针直径的减小以及纺针长度的减小而增大。3.研究了不同纺丝工艺参数、不同NR固含量对NRL/PVA复合纤维形貌及性能的影响以及不同体积分数的石墨烯分散液（GR）对NRL/PVA复合纤维导电性能的影响。在实验设置的工艺参数范围内,当纺丝电压20kV,接收距离20cm,供液速度0.05mL?min-1时可制备出连续不断的复合纤维,且纤维内部结晶情况较好。混纺溶液中NR固含量为8%时,NRL/PVA复合纤维整体形貌最好,纤维结晶度达到最高,分子链的排列规则性最好,熔融温度达到最高值194.1℃。通过红外光谱分析,发现NR对PVA分子结构基本不产生影响,很好的保存了PVA优异的分子结构性能。NR固含量为20%时复合纤维断裂伸长率达到最大值,纤维的断裂伸长率达到最大值100%。当添加体积分数10%的GR时,NRL/PVA复合纤维的导电性比未添加时提升了7个数量级。实验结果表明,以聚乙烯醇为纺丝助剂成功实现了NRL/PVA复合纤维的制备,GR的加入对NRL/PVA复合纤维的导电性有显着的提高。4.探究了不同纺丝工艺参数、溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）在混合溶剂中占的比例对天然橡胶纤维形貌和性能的影响。通过对溶液浓度,DMF添加量的调整优化得到了天然橡胶纤维纺丝的最佳实验参数为:溶液浓度3%,电压18kV,接收距离15cm。实验结果表明,纺丝溶液在不加入溶剂DMF的情况下无法形成连续纤维,当DMF在混合溶剂中的体积分数为15%时,天然橡胶纤维形貌以及直径的均匀性达到最佳。综上所述,当纺丝电压20kV,接收距离20cm,供液速度0.05mL?min-1,NR固含量为8%时NRL/PVA复合纤维形貌、结晶度、分子链的排列规则性最好,熔融温度最高。当溶液浓度3%,电压18kV,接收距离15cm。在φDMF为15%时,天然橡胶纤维形貌及直径的均匀性最好。为天然胶乳、天然橡胶在静电纺丝方面的研究发展提供了重要的工艺参数与数据分析,具有重要的现实意义。
刘婉萍[10]（2020）在《裂缝几何结构对页岩模型等效物理特性的影响研究》文中提出充分了解存储非常规油气的页岩物理特性对提高页岩油、页岩气的开采质量、开发效率以及降低开发成本具有重要意义,其中对含有裂缝结构的各向异性页岩模型等效电学与力学特性的研究工作是非常规油气勘探及测井解释的重要基础。本文针对页岩储层具有层状结构、裂缝特征等主要特点,建立了理想化页岩物理模型,并利用有限元模拟和各向异性物理张量分析的方法分别对含球形裂缝结构、针状裂缝结构以及片状裂缝结构的页岩模型等效电参数张量与力学参数张量进行了仿真计算,分析了不同形态裂缝结构对其等效电参数张量及力学参数张量的影响,总结了具有不同形态裂缝结构的页岩模型等效电特性随裂缝旋转角度的变化规律。同时根据推导出的电学与力学理论映射关系,从不同维度对含裂缝结构页岩模型进行分析,总结出不同裂缝形态下页岩模型力学参数与电学参数的关系规律。分析结果表明:裂缝的存在是导致页岩模型电特性表现出各向异性的原因之一;随着裂缝与页岩分层夹角的变化,不同形态裂缝结构页岩模型的等效电特性张量显现出不同的变化规律;结合电学与力学之间的理论映射关系,不同裂缝结构下力学参数对等效电参数的影响也不同。对页岩模型等效电特性与力学特性的研究成果有望为宽带电磁测井方法及页岩油气参数反演提供有效的理论依据,具有重要理论价值及应用潜力。
二、电容器电场有限元方法研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电容器电场有限元方法研究（论文提纲范文）
（1）基于SPPs的光片上网络微纳器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 研究背景和意义 |
| §1.2 表面等离子激元概述 |
| §1.3 光片上网络微纳器件的国内外研究现状 |
| §1.4 论文创新点及结构安排 |
| §1.4.1 论文的结构安排 |
| §1.4.2 论文的创新点 |
| 第二章 表面等离子激元基础理论研究和模拟方法选择 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 表面等离子激元的基本物理特性 |
| §2.2.1 表面等离子激元的色散特性 |
| §2.2.2 表面等离子激元的特征长度 |
| §2.3 数值模拟方法选择 |
| §2.3.1 有限元方法 |
| §2.3.2 时域有限差分算法 |
| §2.4 微纳器件的性能指标 |
| §2.4.1 调制速率 |
| §2.4.2 功耗 |
| §2.4.3 消光比 |
| §2.4.4 插入损耗 |
| §2.5 本章小结 |
| 第三章 基于表面等离子激元杂化的2×2 光开关研究 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 基于表面等离子激元的光开关结构设计 |
| §3.3 等离子体开关操作原理 |
| §3.4 光开关的结构仿真和优化 |
| §3.4.1 光开关的ITO厚度优化 |
| §3.4.2 光开关的入射波长优化 |
| §3.4.3 光开关的波长参数优化验证 |
| §3.5 光开关的性能分析 |
| §3.5.1 光开关消光比分析 |
| §3.5.2 光开关调制速率分析 |
| §3.5.3 光开关插入损耗分析 |
| §3.5.4 光开关功耗分析 |
| §3.6 本章小结 |
| 第四章 基于表面等离子的片上电光调制器的研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 基于表面等离子激元的电光调制器设计 |
| §4.3 电光调制器机理分析与结构仿真 |
| §4.3.1 电光调制器中透明导电氧化物TCOs机理分析 |
| §4.3.2 电光调制器中ITO材料的机理分析 |
| §4.3.2 电光调制器结构分析 |
| §4.4 电光调制器参数优化 |
| §4.4.1 电光调制器中ITO材料厚度的优化 |
| §4.4.2 电光调制器调制速率优化 |
| §4.5 电光调制器的性能分析 |
| §4.5.1 电光调制器消光比分析 |
| §4.5.2 电光调制器调制速率分析 |
| §4.5.3 电光调制器插入损耗分析 |
| §4.5.4 电光调制器功耗分析 |
| §4.6 本章小结 |
| 第五章 微纳集成器件在光片上网络(ONoC)的应用 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 光开关在光片上网络的集成应用 |
| §5.2.1 基于表面等离子激元开关的4×4“蜂窝状”路由器 |
| §5.2.2“蜂窝状”路由器架构操作规则与非阻塞性功能分析 |
| §5.3 电光调制器在光片上网络的集成应用 |
| §5.3.1 基于电光调制器的ORNoC架构 |
| §5.3.2 基于电光调制器的ORNoC的光网络接口 |
| §5.3.3 基于电光调制器的ORNoC的光网络接口通信方式 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 本文总结 |
| §6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间主要研究成果 |
（2）基于多电极电容传感器的低温两相流反演理论和实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 低温流体两相流相分布及相含率测量研究的意义 |
| 1.2 现有两相流相含率及相分布检测方法 |
| 1.2.1 相分离直接测量法 |
| 1.2.2 照相法 |
| 1.2.2.1 非侵入式照相法 |
| 1.2.2.2 内窥式照相法 |
| 1.2.3 光学法 |
| 1.2.3.1 非接触式激光测量法 |
| 1.2.3.2 光纤探针法 |
| 1.2.3.3 Schlieren成像技术 |
| 1.2.3.4 激光干涉法 |
| 1.2.4 声学法 |
| 1.2.5 辐射衰减法 |
| 1.2.6 核磁共振技术 |
| 1.2.7 示踪粒子法 |
| 1.2.8 电学法 |
| 1.2.8.1 射频法 |
| 1.2.8.2 弧面双电极结构电容传感器 |
| 1.2.8.3 非对称双电极结构电容传感器 |
| 1.2.8.4 同心环结构电容传感器 |
| 1.2.8.5 多电极结构电容传感器 |
| 1.3 基于多电极电容传感器的低温流体测量关键技术及主要问题 |
| 1.3.1 基于多电极电容传感器的低温流体测量关键技术 |
| 1.3.2 基于多电极电容传感器的低温流体测量存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 2 多电极电容传感器的正问题计算 |
| 2.1 多电极电容传感器的电场控制方程及定解条件 |
| 2.2 电容计算 |
| 2.3 传感器静电场的有限元计算 |
| 2.4 灵敏场 |
| 2.4.1 灵敏度计算 |
| 2.4.2 弧形双电极及8电极电容传感器灵敏场分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于支持向量回归的低温流体空泡率计算方法 |
| 3.1 模糊最小二乘支持向量回归 |
| 3.1.1 最小二乘支持向量回归 |
| 3.1.2 核函数的构建 |
| 3.1.3 LSSVR的模糊化及基于高维空间距离的模糊隶属度 |
| 3.2 基于FLSSVR的多电极电容传感器空泡率测量方法 |
| 3.2.1 训练样本的获取 |
| 3.2.2 测量噪声的添加 |
| 3.2.3 训练样本数量、参数取值及输入/输出的数据归一化 |
| 3.2.4 空泡率拟合结果 |
| 3.3 多电极电容传感器的空间滤波作用 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于ECT的低温流体相分布测量方法 |
| 4.1 反问题灵敏场及ECT线性近似方程的导出 |
| 4.2 经典反演算法的导出 |
| 4.2.1 线性反投影算法(LBP) |
| 4.2.2 Tikhonov正则化算法(TR) |
| 4.2.3 Landweber迭代 |
| 4.2.4 迭代的Tikhonov正则化(ITR) |
| 4.2.5 同步迭代重建技术(SIRT) |
| 4.2.6 全变分1范数正则化算法(TV L1-norm) |
| 4.2.7 迭代与正则化的关系 |
| 4.3 各算法应用于低温流体两相流的反演成像数值实验 |
| 4.4 改进的反演算法 |
| 4.4.1 改进的Tikhonov正则化算法 |
| 4.4.2 基于支持向量回归的线性化误差计算及改进反演算法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 相分布测量验证性实验 |
| 5.1 常温替代工质的相对介电常数测量 |
| 5.2 常温替代工质对的ECT测量 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新之处 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的代表性研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于原子力显微技术的铁电材料摩擦接触非线性动力学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铁电材料概述 |
| 1.1.1 铁电材料性能介绍 |
| 1.1.2 铁电材料的应用 |
| 1.2 原子力显微技术(AFM)简介 |
| 1.3 扫描探针与铁电材料间力学交互作用 |
| 1.4 选题依据和研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 论文主要研究内容 |
| 第2章 扫描探针与铁电材料间静态接触力学分析 |
| 2.1 扫描探针与铁电材料间的摩擦接触理论框架 |
| 2.2 扫描探针与铁电材料间的静态摩擦接触分析 |
| 2.2.1 摩擦系数对铁电材料力电耦合响应的影响 |
| 2.2.2 外力对铁电材料力电耦合响应的影响 |
| 2.2.3 外加电载荷对铁电材料力电耦合响应的影响 |
| 2.2.4 探针形状对铁电材料力电耦合响应的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 扫描探针与铁电材料间动态接触力学分析 |
| 3.1 外力载荷下探针与铁电薄膜动态摩擦接触分析 |
| 3.2 外力和电载荷作用下探针与铁电薄膜动态摩擦接触分析 |
| 3.2.1 探针动态压入引起的力电耦合响应 |
| 3.2.2 探针横向扫描引起的铁电薄膜力电耦合响应 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 接触摩擦下的微悬臂非线性动力学分析 |
| 4.1 微悬臂动力学理论框架 |
| 4.2 摩擦接触对微悬臂接触共振频率的影响 |
| 4.2.1 材料参数对微悬臂摩擦接触共振频率的影响 |
| 4.2.2 材料参数对微悬臂梁摩擦接触共振频率偏移的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）基于Voronoi的两相复合材料建模与有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 前言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容概述 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 2 相关技术理论 |
| 2.1 球状粒子密堆积理论 |
| 2.2 Voronoi图 |
| 2.2.1 Voronoi图简介 |
| 2.2.2 三维Voronoi图定义 |
| 2.2.3 Voronoi图生成方法 |
| 2.2.4 Voronoi应用 |
| 2.3 数值模拟技术 |
| 2.4 有限元方法 |
| 3 基于Voronoi的两相复合材料模型 |
| 3.0 多晶体建模方法 |
| 3.1 构造两相等径球密堆积模型 |
| 3.2 基于Voronoi的两相复合材料几何模型 |
| 3.2.1 Neper软件运行环境搭建 |
| 3.2.2 建立几何模型 |
| 3.3 赋予介电相 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 有限元分析 |
| 4.1 网格划分 |
| 4.1.1 网格划分单元 |
| 4.1.2 四面体网格划分 |
| 4.2 介电常数计算方法 |
| 4.3 有限元计算 |
| 4.4 构建有限元求解方程组 |
| 4.4.1 单元计算 |
| 4.4.2 组合所有四面体网格单元 |
| 4.5 求解有限元方程 |
| 4.5.1 设定边界条件 |
| 4.5.2 计算介电常数及截面电势 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 两相复合材料有限元计算结果及分析 |
| 5.1 结果评价 |
| 5.2 截面电势 |
| 5.3 介电常数 |
| 5.4 评价方法 |
| 5.5 结论 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结 |
| 6.1 本文主要内容 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 论文的不足之处 |
| 7 展望 |
| 8 参考文献 |
| 9 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 10 致谢 |
（5）纳米氧化铪铁电晶粒的畴结构及畴翻转性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铁电材料与铁电存储器 |
| 1.1.1 铁电材料简介 |
| 1.1.2 铁电存储器简介 |
| 1.2 HfO_2铁电材料简介 |
| 1.3 HfO_2铁电薄膜中的晶粒尺寸效应及铁电畴的研究现状 |
| 1.3.1 HfO_2铁电薄膜中的晶粒尺寸效应 |
| 1.3.2 HfO_2纳米铁电晶粒铁电畴翻转性能及其微观调控机制 |
| 1.4 本论文选题依据和研究内容 |
| 第2章 HZO铁电薄膜的结构及性能表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 HZO铁电薄膜的微观结构表征 |
| 2.2.1 HZO铁电薄膜的TEM表征 |
| 2.2.2 HZO铁电薄膜的GIXRD表征 |
| 2.2.3 HZO铁电薄膜的AFM表征 |
| 2.3 HZO薄膜的宏观电学性能表征 |
| 2.4 HZO铁电薄膜表面电势的消除与探针电势的分布 |
| 2.4.1 HZO铁电薄膜的表面电势的表征与消除 |
| 2.4.2 PFM针尖电势在HZO铁电薄膜中分布 |
| 2.5 HZO铁电薄膜的局部翻转性能研究 |
| 2.5.1 HZO铁电薄膜中电畴结构分析与预测 |
| 2.5.2 HZO铁电薄膜的极化翻转谱与电致翻转 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 纳米铁电晶粒畴结构及畴翻转性能的PFM研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同尺寸晶粒的极化翻转谱研究 |
| 3.2.1 HZO薄膜中不同尺寸晶粒的极化翻转谱 |
| 3.2.2 HZO铁电薄膜中不同尺寸晶粒的铁电相含量 |
| 3.3 不同尺寸晶粒的Litho-PFM表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 晶粒尺寸效应的微观机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 表面能对HfO_2晶相稳定性的影响 |
| 4.2.1 单斜相和铁电相的能量 |
| 4.2.2 不同尺寸晶粒的相稳定性 |
| 4.3 表面能对HfO_2铁电相变及翻转性能影响的相场理论研究 |
| 4.3.1 HfO_2基铁电薄膜多相共存模型的构建 |
| 4.3.2 考虑表面能影响的HfO_2基铁电薄膜多相共存相场模型 |
| 4.3.3 表面能对HfO_2铁电相变的影响 |
| 4.3.4 表面能对电畴翻转性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）电场与磁场混合耦合型无线电能传输技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 无线电能传输技术的起源和分类 |
| 1.3 电场耦合型无线电能传输技术研究进展 |
| 1.4 磁场耦合型无线电能传输技术研究进展 |
| 1.5 电场耦合与磁场耦合混合型无线电能传输技术研究进展 |
| 1.6 混合耦合无线电能传输存在的问题 |
| 1.7 本文的研究内容及组织结构 |
| 第2章 电场、磁场耦合机构的建模与优化设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电场耦合机构的建模与优化设计 |
| 2.3 基于保角变换的电场耦合机构电场及电容计算 |
| 2.4 电场耦合机构的电压应力建模与优化设计 |
| 2.5 磁场耦合机构的建模与优化设计 |
| 2.5.1 磁场耦合机构的基本构成 |
| 2.5.2 线圈自感的计算 |
| 2.5.3 PCB平面磁场耦合机构 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 混合耦合系统兆赫兹变换器建模与优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 兆赫兹频率下功率器件建模及驱动电路优化设计 |
| 3.2.1 肖特基二极管兆赫兹等效模型 |
| 3.2.2 功率MOSFET兆赫兹等效模型 |
| 3.2.3 驱动电路 |
| 3.3 PCB寄生参数的控制 |
| 3.4 实验样机及实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 并联型电场与磁场混合耦合无线电能传输技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 并联型电场与磁场混合耦合机构设计 |
| 4.2.1 混合无线电能传输拓扑 |
| 4.2.2 面积比的确定 |
| 4.2.3 耦合电容的变化 |
| 4.3 电路拓扑及增益计算 |
| 4.3.1 电场耦合分支的建模 |
| 4.3.2 磁场耦合分支的增益 |
| 4.3.3 混合系统的增益特性 |
| 4.3.4 混合系统的功率分配 |
| 4.4 系统参数设计方法 |
| 4.5 实验样机及实验结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 “接收控制”型电场与磁场混合耦合无线电能传输技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 “接收控制”型混合耦合机构的设计 |
| 5.3 系统特性分析及其参数设计方法 |
| 5.4 混合耦合机构的漏磁仿真 |
| 5.5 实验样机及实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士期间科研成果 |
| 作者简介 |
| 攻读博士期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）高压大功率压接型IGBT器件内部的多芯片并联均流与振荡特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 IGBT芯片并联均流与并联振荡的定义与分类 |
| 1.2.2 IGBT芯片并联均流的研究现状 |
| 1.2.3 IGBT芯片并联振荡的研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第2章 高压-压接型IGBT的多芯片并联均流与振荡特性实验平台 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 并联均流与振荡特性实验平台的电路原理 |
| 2.3 并联均流与振荡特性实验平台的构成 |
| 2.4 典型测试流程 |
| 2.5 典型测试结果 |
| 2.5.1 ABB StakPak器件的双脉冲测试结果 |
| 2.5.2 主动开关测试中IGBT芯片的并联均流与振荡 |
| 2.5.3 被动注入测试中IGBT芯片并联均流与振荡 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 汇流母排对压接型IGBT器件内多芯片并联均流特性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验研究外部汇流母排对并联均流的影响 |
| 3.3 理论分析外部通流路径对并联均流的影响 |
| 3.4 被动注入下压接型IGBT的均流模型与计算 |
| 3.4.1 IGBT芯片通态模型 |
| 3.4.2 IGBT并联均流的三维有限元模型 |
| 3.4.3 多芯片并联均流的频域计算 |
| 3.4.4 多芯片并联均流的时域计算 |
| 3.4.5 对称化汇流母排下的均流特性 |
| 3.5 讨论与延伸 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 电极结构与空间布置对压接型IGBT器件内多芯片并联均流的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电极结构对多芯片并联均流影响的理论分析 |
| 4.2.1 压接型IGBT器件的内部等效电路 |
| 4.2.2 封装设计对器件内部寄生参数的影响 |
| 4.2.3 寄生参数并联均流特性的影响 |
| 4.3 压接型IGBT器件内部多芯片并联均流特性的建模计算方法 |
| 4.3.1 主动开关模式下的时域等效电路方法 |
| 4.3.2 被动注入模式下的频域有限元方法 |
| 4.4 电极结构与空间布置对多芯片并联均流影响的计算分析 |
| 4.4.1 典型的发射极电极结构设计方案 |
| 4.4.2 对称条件下IGBT器件内部的动态均流特性 |
| 4.4.3 非对称条件下IGBT器件内部的动态均流特性 |
| 4.5 电极结构与空间布置对多芯片并联均流影响的实验研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 高压-压接型IGBT器件内的PETT振荡的时域特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PETT振荡的产生机理 |
| 5.2.1 等离子体抽取渡越时间的负阻效应 |
| 5.2.2 高频谐振电路 |
| 5.3 压接型IGBT芯片的PETT振荡特性实验 |
| 5.3.1 PETT振荡特性实验平台 |
| 5.3.2 PETT振荡特性实验结果 |
| 5.3.3 PETT振荡波形的特征参数的定义 |
| 5.3.4 不同关断电流与母线电压下的PETT振荡特征参数 |
| 5.4 关断电流对PETT振荡特性影响的机理分析 |
| 5.4.1 PETT振荡的等效电路 |
| 5.4.2 拖尾阶段过剩载流子衰减过程的建模与分析 |
| 5.4.3 图解分析关断电流对PETT振荡时域特性的影响 |
| 5.4.4 延伸与讨论 |
| 5.5 母线电压对PETT振荡特性影响的机理分析 |
| 5.5.1 图解分析母线电压对PETT振荡时域特征参数的影响 |
| 5.5.2 延伸与讨论 |
| 5.6 PETT振荡特性的调控与应用 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）10kV冷缩式电缆附件电场分析与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 电缆附件缺陷的研究现状 |
| 1.2.2 电缆附件设计的研究现状 |
| 1.2.3 研究现状总结 |
| 1.3 论文的工作安排及框架 |
| 第2章 10kV冷缩式电缆中间接头结构分析与建模 |
| 2.1 高压静电场数值计算方法和有限元法的介绍 |
| 2.1.1 高压静电场数值计算方法的意义及发展现状 |
| 2.1.2 常用静电场数值计算方法的比较 |
| 2.1.3 有限元法在静电场中的工作原理 |
| 2.1.4 时谐电场基本公式 |
| 2.1.5 有限元法的计算步骤及注意事项 |
| 2.2 中间接头模型分析及边界条件设定 |
| 2.2.1 中间接头模型分析 |
| 2.2.2 中间接头边界条件设定 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 10kV电缆附件中间接头典型缺陷仿真分析与试验 |
| 3.1 电缆中间接头典型缺陷类型与机理分析 |
| 3.1.1 中间接头典型缺陷类型分析 |
| 3.1.2 中间接头典型缺陷机理分析 |
| 3.2 中间接头无缺陷与典型缺陷时有限元仿真分析 |
| 3.2.1 中间接头无缺陷电场仿真 |
| 3.2.2 附件本体偏移对电场分布的影响 |
| 3.2.3 主绝缘划伤对电场分布的影响 |
| 3.2.4 主绝缘处含铜杂质对电场分布的影响 |
| 3.2.5 主绝缘存在半导尖端对电场分布的影响 |
| 3.2.6 连接管错用绝缘胶带对电场分布的影响 |
| 3.2.7 连接管尖端毛刺对电场分布的影响 |
| 3.3 试验验证 |
| 3.3.1 缺陷电缆中间接头的制作 |
| 3.3.2 数字式局部放电检测分析系统的工作原理 |
| 3.3.3 局放和耐压试验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 应用有限元方法优化电缆中间接头设计 |
| 4.1 常规冷缩式电缆中间接头的设计 |
| 4.1.1 材料选择 |
| 4.1.2 应力锥参数计算 |
| 4.1.3 屏蔽管与附件本体参数选择 |
| 4.2 采用有限元法优化电缆中间接头设计 |
| 4.2.1 优化参数选择 |
| 4.2.2 屏蔽管结构的电场优化 |
| 4.2.3 应力锥结构电场优化 |
| 4.2.4 附件本体长度电场优化 |
| 4.3 试验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
（9）天然胶乳静电纺丝机理及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 静电纺丝在国民经济中的作用及行业应用 |
| 1.1.1 静电纺丝在国民经济中的作用 |
| 1.1.2 静电纺丝在行业中的应用 |
| 1.2 静电纺丝研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 混合纺丝研究现状 |
| 1.3 天然胶乳的结构性能及其应用 |
| 1.3.1 天然胶乳的结构性能 |
| 1.3.2 天然胶乳的应用 |
| 1.4 本文研究的目的和主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 2 天然胶乳静电纺丝机理 |
| 2.1 静电纺丝工艺参数 |
| 2.2 天然胶乳混合纺丝机理 |
| 2.3 天然橡胶纺丝机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 天然胶乳静电纺丝电场模拟 |
| 3.1 有限元方法概述 |
| 3.2 电场问题的有限元方法及电场边界条件 |
| 3.2.1 电场问题的有限元方法 |
| 3.2.2 电场边界条件 |
| 3.3 静电纺丝数值模拟模型建立 |
| 3.3.1 静电纺丝模型简化 |
| 3.3.2 静电纺丝条件假设 |
| 3.4 静电纺丝参数设定 |
| 3.4.1 静电纺丝几何参数的设定 |
| 3.4.2 静电纺丝材料参数的设定 |
| 3.4.3 静电纺丝介电常数的设定 |
| 3.4.4 静电纺丝的载荷设定 |
| 3.4.5 静电纺丝网格划分 |
| 3.4.6 静电纺丝求解器选择 |
| 3.5 静电纺丝场强模拟结果 |
| 3.5.1 静电纺丝电势分布 |
| 3.5.2 静电纺丝电场强度分布 |
| 3.6 工艺参数对电场强度的影响 |
| 3.6.1 电压对电场强度的影响 |
| 3.6.2 接收距离对电场强度的影响 |
| 3.6.3 纺针直径对电场强度的影响 |
| 3.6.4 纺针长度对电场强度的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 制备天然橡胶/聚乙烯醇纳米纤维实验研究 |
| 4.1 实验原料及设备 |
| 4.1.1 实验原料 |
| 4.1.2 实验设备 |
| 4.2 实验方案及制备工艺 |
| 4.2.1 实验方案 |
| 4.2.2 制备工艺 |
| 4.3 性能测试及表征 |
| 4.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 4.3.2 红外测试 |
| 4.3.3 热性能测试 |
| 4.3.4 X射线测试测试 |
| 4.3.5 DMA测试 |
| 4.3.6 导电性测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验结果与数据分析 |
| 5.1 NRL/PVA复合纤维性能分析 |
| 5.1.1 纺丝电压对复合纤维的影响 |
| 5.1.2 接收距离对复合纤维的影响 |
| 5.1.3 供液速度对复合纤维的影响 |
| 5.1.4 NR固含量对复合纤维的影响 |
| 5.1.5 导电填料对复合纤维的影响 |
| 5.2 天然橡胶纤维性能分析 |
| 5.2.1 纺丝电压对天然橡胶纤维的影响 |
| 5.2.2 接收距离对天然橡胶纤维的影响 |
| 5.2.3 供液速度对天然橡胶纤维的影响 |
| 5.2.4 溶剂中DMF所占体积比DMF对天然橡胶纤维的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 本文所做的工作 |
| 本文主要结论 |
| 创新点 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利 |
（10）裂缝几何结构对页岩模型等效物理特性的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 混合介质等效模型及其电特性研究方法 |
| 2.1 混合介质理想化等效模型 |
| 2.2 混合介质模型等效电参数理论公式 |
| 2.2.1 层状模型解析公式 |
| 2.2.2 含球形内含物模型解析公式 |
| 2.2.3 含椭球形内含物模型解析公式 |
| 2.3 基于有限元方法的混合介质电参数数值计算方法 |
| 2.3.1 有限元方法原理 |
| 2.3.2 网格密度对混合介质电参数的影响 |
| 2.3.3 模型尺寸对混合介质模型电参数的影响 |
| 2.4 理论公式与有限元法求解等效电参数结果对比验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 含裂缝结构页岩模型的电学与力学参数张量分析 |
| 3.1 有无裂缝结构对模型等效电学参数的影响 |
| 3.1.1 含球形裂缝页岩结构电学参数仿真 |
| 3.1.2 含椭球裂缝页岩结构电学参数仿真 |
| 3.2 含裂缝结构页岩的电学参数张量分析 |
| 3.3 含裂缝结构页岩的力学参数张量分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 含不同倾斜角度的裂缝结构页岩模型电特性分析 |
| 4.1 裂缝尺寸随角度变化对模型等效电学参数张量的影响 |
| 4.1.1 针状裂缝尺寸随角度变化对电学参数张量的影响 |
| 4.1.2 片状裂缝尺寸随角度变化对电学参数张量的影响 |
| 4.2 裂缝孔隙度随角度变化对模型等效电学参数张量的影响 |
| 4.2.1 针状裂缝孔隙度随角度变化对电学参数张量的影响 |
| 4.2.2 片状裂缝孔隙度随角度变化对电学参数张量的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 含裂缝结构页岩模型电学与力学特性关系分析 |
| 5.1 针状裂缝结构页岩模型电学与力学特性关系 |
| 5.2 片状裂缝结构页岩模型电学与力学特性关系 |
| 5.3 同孔隙度下不同形态裂缝页岩模型电学与力学特性关系 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、电容器电场有限元方法研究（论文参考文献）
- [1]基于SPPs的光片上网络微纳器件研究[D]. 张斌. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [2]基于多电极电容传感器的低温两相流反演理论和实验研究[D]. 谢黄骏. 浙江大学, 2021
- [3]基于原子力显微技术的铁电材料摩擦接触非线性动力学分析[D]. 冯昌帅. 湘潭大学, 2020(02)
- [4]基于Voronoi的两相复合材料建模与有限元分析[D]. 范晋博. 天津科技大学, 2020(08)
- [5]纳米氧化铪铁电晶粒的畴结构及畴翻转性能研究[D]. 陈强. 湘潭大学, 2020(02)
- [6]电场与磁场混合耦合型无线电能传输技术研究[D]. 陈旭. 吉林大学, 2020(08)
- [7]高压大功率压接型IGBT器件内部的多芯片并联均流与振荡特性研究[D]. 顾妙松. 华北电力大学(北京), 2020
- [8]10kV冷缩式电缆附件电场分析与试验研究[D]. 尚波宇. 华侨大学, 2020(01)
- [9]天然胶乳静电纺丝机理及实验研究[D]. 江瑞. 青岛科技大学, 2020(01)
- [10]裂缝几何结构对页岩模型等效物理特性的影响研究[D]. 刘婉萍. 长安大学, 2020(06)