金属零件的定向能量沉积(DED)添加剂制造过程越来越流行,并且由于它们制造大尺寸的一部分的潜力而被广泛接受。由于过程物理学而获得的复杂热循环导致残留应力和失真的积累。但是,为了准确地对大零件的金属沉积传热进行建模,数值模型会导致不切实际的计算时间。在这项工作中,开发了具有安静/主动元件激活的3D瞬时元素模型,用于建模金属沉积传热过程。为了准确地模拟移动热源,戈德克的双椭圆形模型的实现是用足够小的模拟时间增量来实现的,从而使激光在每个增量过程中移动其半径的距离。考虑使用不同工艺参数制造的不锈钢316L的薄壁壁,用COMSOL 5.6多物理软件获得的数值结果通过在制造20层的底物上记录的实验温度数据成功验证。为了减少计算时间,实现了整个路径上的热源的拉长椭圆形热输入模型。已经发现,通过采取如此大的时间增量,数值模型会产生不准确的结果。因此,该轨道分为几个子轨道,每个子轨道都以一个模拟增量应用。另外,引入了校正因子,该校正因子进一步减少了伸长热源的计算误差。在这项工作中,进行了调查,以发现正确的模拟时间增量或子轨道大小,从而导致计算时间减少(5 - 10次),但仍会产生非常准确的结果(低于温度相对误差的10%)。最后,在发现正确的时间增量大小和校正因子值以减少计算时间产生准确结果的情况下,还建立了新的相关性。
确定施加载荷的位置点,以避免在航空航天应用中使用的薄层中扭曲。了解弯曲梁中中性轴和中心轴的区分的概念。理解用于分析经受扭转的非圆形条开发的类比模型,并分析滚动体和三维体中压力之间产生的应力。单位– I:剪切中心:弯曲轴和剪切中心的公理对称和不对称切片。不对称的弯曲:经受非对称弯曲的梁中的弯曲应力,由于非对称弯曲而导致的直束的挠度。单位– II:弯曲梁理论:绕线应力的Winkler Bach公式 - 局限性 - 校正因子 - 弯曲梁中的宽度应力 - 闭合环,受到链接链路中的浓缩和均匀载荷应力。单位– III:扭转:线性弹性溶液prandtl弹性膜(肥皂膜)类比;狭窄的矩形横截面,空心的薄壁扭转构件,倍数连接的横截面。单元– IV:接触应力:简介,确定接触应力的问题,基于接触应力的解决方案的假设;主压力的表达;计算接触应力的方法,体接触中的身体挠度;在狭窄的矩形区域(线接触)上接触的两个物体的应力(线接触)正常为面积,两个物体接触的应力,正常和切线与接触区域的负载。教科书:1。Boresi&Sidebottom的高级材料力学,Wiely International。2。和较好的J.N.单位– V:介绍三维问题:棱柱形杆的均匀应力拉伸,其自身的重量扭曲恒定横截面的圆形轴,板的纯弯曲。Timoschenko S.P.的弹性理论McGraw,Hill Publishers 3 Rd Edition参考书:1。材料的高级强度由Den Hortog J.P. 2。 Timoshenko的板块理论。材料的高级强度由Den Hortog J.P. 2。Timoshenko的板块理论。Timoshenko的板块理论。
纤维金属层压板 (FML) 是一大类组合粘合结构,由粘合有纤维增强聚合物层的薄金属板组成 [1]。FML 的混合概念因其出色的抗疲劳性以及抗冲击、耐腐蚀等其他优异的机械特性而闻名。FML 的一种变体 Glare 由交替粘合在一起的薄铝板和玻璃纤维环氧层制成,已在空客 A380 上大规模用作机身蒙皮和尾翼前缘蒙皮材料。与单片金属板相比,FML 的优异疲劳性能归因于完整纤维在疲劳裂纹尖端后提供的桥接机制,如图所示。1。抗疲劳纤维保持完整,并抑制金属层中裂纹的张开,从而使载荷从开裂的金属层转移到桥接纤维。这种桥接机制显著增强了金属层对疲劳裂纹扩展的抵抗力,因为它降低了裂纹尖端的应力严重程度。同时,由于开裂的金属层和桥接纤维之间以剪切形式循环传递载荷,在复合材料/金属界面处发生分层,这是 FML 中的一种伴随失效机制 [2] 。FML 中显著改善的抗疲劳性和失效机制非常具有代表性,是广泛应用于各个工程领域的一般组合胶接结构中的代表。组合粘合结构提供的定制裂纹延迟功能通常用于航空航天工业的安全关键结构 [4,5] 。冗余负载路径和损伤阻止功能,例如机身撕裂带、疲劳裂纹延迟器 [6,7] 和裂纹阻止器 [8] ,最好通过粘合剂粘合到蒙皮板上,以减缓疲劳裂纹扩展,并允许定期检查以检测疲劳裂纹。组合结构的这些功能与适航法规推荐的损伤容限设计理念相得益彰。通常采用粘合技术而不是机械紧固来向蒙皮板添加额外的负载路径,以避免与紧固过程相关的应力集中和高成本 [5] 。粘合剂粘接解决方案还提供了隔离特定结构元件损坏的机会 [5] 。此外,含有裂纹的薄壁金属飞机结构通常通过将复合材料补片粘合到
Markus Mirz 1 m.mirz@iwm.rwth-aachen.de ; Marie Franke-Jurisch 2 marie.franke-jurisch@ifam- dd.fraunhofer.de ; Simone Herzog 1 s.herzog@iwm.rwth-aachen.de ; Anke Kaletsch 1 a.kaletsch@iwm.rwth-aachen.de ; Christoph Broeckmann 1 c.broeckmann@iwm.rwth-aachen.de 1 德国亚琛工业大学机械工程材料应用研究所 2 德国德累斯顿弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所 摘要 粉末冶金法 (PM) 热等静压 (HIP) 中抽真空管的主要用途在于对胶囊进行抽真空和排气。传统的 HIP 胶囊由具有良好可焊性的金属板制成,因此易于连接抽吸管。随着增材制造 (AM) 等新兴技术的出现,现在可以设计更复杂的 HIP 胶囊。此外,还可以使用耐磨、富含碳化物的钢。然而,众所周知,这些材料难以焊接。本研究比较了两种不同的方法,将 AISI 304L 抽吸管粘合到由电子束熔化 (EBM) 以高碳工具钢 AISI A11 制成的 HIP 胶囊上。胶囊通过 TIG 焊接和钎焊连接,使用传统填充材料和基于热力学计算的定制填充材料。随后通过 HIP 进行固结,微观结构分析和氩气测量揭示了这三种方法对于气密接头的可行性和局限性。简介热等静压 (HIP) 是一种将金属粉末固结成固体材料的成熟工艺。它是在航空航天、汽车、石油和天然气等要求严格的行业中生产近净成形零件最可靠的成形工艺之一 [1]。使用一个或多个填充管将粉末填充到薄壁胶囊中。为了达到理想的高填充密度,填充过程通常在恒定振动下进行 [2]。之后,胶囊内的散装粉末通过真空泵通过抽气管排气,并在真空下保持数小时。在仍处于真空状态时,可通过锻造和焊接抽气管来封闭胶囊。在高温高压下,在 HIP 容器内对封装和脱气的粉末压块进行致密化 [3,4],这是最后一步,之后通过锯切、车削或铣削取出胶囊以获得成品部件。整个 HIP 工艺链如下图所示。
再生冷却或倾倒冷却喷嘴是热气体膨胀的关键部件,可实现液体火箭发动机系统的高温和性能。再生冷却通道壁喷嘴是整个推进行业使用的一种设计解决方案,是一种制造带有内部冷却液通道的喷嘴结构的简化方法。通道壁喷嘴 (CWN) 设计的规模和复杂性可能给制造带来挑战,从而延长交货时间并提高成本。其中一些挑战包括:1) 独特且耐高温的材料,2) 在制造和组装过程中对大型零件的严格公差以容纳高压推进剂,3) 薄壁特征以保持足够的壁温,以及 4) 独特的制造工艺操作和复杂的工具。美国国家航空航天局 (NASA) 和美国专业制造供应商正在完善现代制造技术,以降低复杂性并降低与通道壁喷嘴制造技术相关的成本。增材制造 (AM) 是正在评估的通道壁喷嘴关键技术进步之一。推进部件的增材制造大部分集中在激光粉末床熔合 (L-PBF) 上,但目前还无法将其规模化应用于大型喷嘴。NASA 正在开发用于喷嘴的定向能量沉积 (DED) 技术,包括基于电弧的沉积、吹粉沉积和激光丝直接封堵 (LWDC)。目前考虑采用不同的方法来制造喷嘴,并且每种 DED 工艺都提供独特的工艺步骤以实现快速制造。基于电弧和吹粉沉积的技术用于形成 CWN 衬套。正在展示各种材料,包括 Inconel 625、Haynes 230、JBK-75 和 NASA HR-1。吹粉 DED 工艺也正在展示如何在类似材料中通过一次操作形成整体通道喷嘴。LWDC 工艺是一种使用局部激光丝沉积技术封堵衬套内通道并形成结构夹套的方法。除了双金属收尾材料(C-18150 - SS347 和 C-18150 - Inconel 625)外,该工艺还使用了上述相同的材料。NASA 已完成对各种通道壁喷嘴制造技术的工艺开发、材料特性和热火测试。本出版物概述了正在评估的各种通道壁喷嘴制造工艺和材料,包括热火测试的结果。还讨论了与通道壁喷嘴制造相关的未来发展和技术重点领域。
过去的五十年见证了卫星遥感成为在当地,区域和全球空间尺度上测量地球的最有效工具之一。这些基于空间的观测值具有无损特征,可快速监测环境大气,其基础表面和海洋混合层。此外,卫星仪器可以观察到有毒或危险环境,而不会使人员或设备处于危险之中。大规模连续的卫星观测值补充了详细(但稀疏)的现场观测,并为理论建模和数据同化提供了无与伦比的体积和内容的测量。目前有大量非常重要的应用程序依赖于卫星的数据。对大气的观察用于天气预测,监测环境污染,气候变化等。(Wielicki等,1996)。海洋表面的遥感用于监测海岸线动力学,海面温度和盐度,海洋生态系统和碳生物量,海平面变化,海洋杂物和薄壁,水流和浅水区的基础地形的映射等。(Fu等,2019)。从卫星中对土地的遥感极大地有助于探索矿产资源(Zhang等,2017),对浮游和干旱的监测(Jeyaseelan,2004年),土壤水分,土壤水分(Lakshmi,2013; Babaeian et al。 (Lentile等,2006),农业监测(Atzberger,2013年),城市规划(Kadhim等,2016)等。最后,社会科学对全球危机进行调查(例如Covid-19大流行)的努力是从利用各种有针对性可视化来对人类环境进行分类的卫星遥感数据集中受益的,然后将这些观察结果与各种社会经济数据集联系在一起。(Diffenbaugh等,2020)。此外,卫星遥感为收集全球信息(例如1)行星地形等全球信息提供了有效的工具; 2)温度,水蒸气,二氧化碳和其他痕量气体的大气中; 3)表面和大气的矿物质和化学成分,以及4)冰冻层的特性,例如雪,海冰,冰川和融化池,以及5)热球,电离层和磁层的颗粒和电磁特性。对地球的遥感也可以提高艺术的技术状态,这有助于发展深空遥感任务,例如Voyager(Kohlhase和Penzo,1977)和Cassini-Huygens太空研究任务(Matson等人,2002年)。在观测卫星发育的早期阶段,卫星传感器的设计通常是高度针对性的。例如,在1970年代发射了一系列仪器:Landsat和高级高分辨率辐射仪(AVHRR)仪器,针对监视陆地表面和云的监视,总臭氧映射光谱仪(TOMS)仪器(TOMS)仪器,集中于观察总柱ozone和高分辨率的基础辐射仪器(HIGH-RADIARE RADIARE SUSTIRES)仪器(HIR-RADIARE SONDER SUPSERINTY)。这些任务的部署为每个目标主题提供了独特的数据,并由
航空航天和机械工程课程 (AME) 2103 交互式工程设计图形。先决条件:工程 1112、数学 1823。产品设计和开发的可视化和建模技术。设计方法、图形标准、投影理论、徒手素描、空间几何、CAD 系统、几何建模和公差。解决开放式设计和可视化问题。实验室 (Sp) 2222 航空航天工程概论。先决条件:物理 2514。飞行和飞行器的性质、飞行器的初步设计以及航空航天工程中的当前问题。(F) 2533 动力学。先决条件:工程学 2113,数学 2433。直线和曲线运动的粒子和刚体动力学;能量和动量方法;机械振动简介。(Sp) 3112 固体力学实验室。先决条件:工程学 2113,数学 3113;共同要求:3143。位移测量;速度、加速度、力、扭矩、应变、应力、数据采集和处理;数据分析。实验室 (F) 3143 固体力学 I。先决条件:工程学 2113;共同要求:3112。应力和应变的概念;工程材料的机械行为;均匀应力状态的分析;扭转构件分析;梁的应力和挠度;失效模式和理论;设计标准。(F) 3253 空气动力学。先决条件:2222、2533、数学 3113。流体运动基础、薄翼型理论要素、有限翼理论要素;压缩性的影响、超音速翼型理论、粘性效应和阻力估计以及空气动力学的当前主题。(F) 3272 风洞实验室。共同要求:3253。亚音速和超音速风洞的操作和校准、功率和测量。模型飞机和气动形状的实验测试;确定飞行器部件的阻力。实验室 (F) 3333 飞行力学。先决条件:2222、3253。飞机性能和稳定性与控制介绍(开环)。(Sp) 3523 航空航天结构分析。先决条件:3143,数学 3113。(Sp) 3803 可压缩流体流动。先决条件:3253。一维气体动力学、管道中的亚音速和超音速流动,包括面积变化、摩擦、热量增加及其任何组合。应力和应变的高级概念;航空航天工程结构分析简介:复杂弯曲和扭转、薄壁和纵梁蒙皮截面中的剪切流;屈曲;有限元法简介;复合材料简介。正激波、斜激波、特征线法。(Sp) G4243 航空航天推进系统。先决条件:3803。推进系统、热力循环、燃烧和热化学分析、往复式发动机、燃气涡轮和喷气发动机、推进系统的最新发展。(F) 4273 航空航天飞行器设计 I。先决条件:3333。初步设计和配置选择、联邦和军事规范、性能和操控品质、结构和设计。两个学期设计课程的第一学期。(F) 4373 航空航天飞行器设计 II。先决条件:4273。初步设计和配置、选择、联邦和军事规范、性能和操控品质、结构和设计、系统设计、业务方面。实验室 (Sp) G4513 飞行控制。先决条件:3333。经典控制理论及其在飞机飞行控制系统设计中的应用。(F) G4593 空间科学与系统。先决条件:数学 4163、工程学 2113。天体力学、动力飞行和地球大气层、空间环境、飞行器性能、空间科学和系统的当前主题。(F,Sp)
气候变化显着和不利影响了全球环境,生物多样性和可持续的人类发展,主要是通过修改全球温度模式,水文循环和诱导酸性(Habib等,2025)。海洋中的主要反应变量(例如,物理,化学和生物学)可以用作气候变化影响的前哨指标。在当代和即将到来的气候变化情景中,预期的水生生物多样性的灭绝率通常大于陆地物种的灭绝率(Huang等,2021)。小规模的鱼纹(SSFS)显着有助于粮食安全,减轻贫困,就业和维持健康的海洋生态系统(Gatta,2022),因此促进了某些可持续发展的发展目标的实现。尽管是全球数百万的主要生计选择,但SSF遇到了与全球化,气候变化和过度融化相关的不确定性和可变性的升级(Nilsson等,2019)。气候变异性通过影响杂种资源,捕捞者的生计以及更改人口和生产价值来对SSF构成重大危险(Mbaye等人,2023年)。沿海地区尤其容易受到全球变暖的有害影响,这主要是在陆地和海洋因素的收敛中。影响可能是海洋,生态或社会经济。海洋变暖有海洋学的意义包括在杂种季节的改变,弯曲位置的变化以及由于波高和湍流风而引起的与海上活动相关的危险(N'Souvi等,2024)。同时,捕捞收入的不可预测性以及即将来临的气候变化造成的潜在生物多样性损失(Pörtner等人,2023年)分别体现了社会经济和生态经济和生态学的反应。气候变化的其他后果包括沿海水温的变化,降水模式,海平面上升,沿海流量和侵蚀的变化,这显着影响的多样性,分布和丰度,随后影响海洋生物生物系统和生态系统,以及n's sherfculations n s shefivies n's''s''s''''souvient''。例如,海平面的上升通过降低薄壁架的生产力和价值来影响沿海景观和社区的生计(N'Souvi等,2024),从而损害了融化操作的安全性和效率(Bertrand等人,2019年)。此外,降水,暴风雨发生和干旱模式的变化影响了水流量,从而影响了沿海地区的物种运动和招募模式以及盐度水平(Trégarot等,2024)。因此,海温的加速升高(Cheng等,2019),盐度(Cheng等,2020),海平面(Kulp and Strauss,2019),酸性(Cattano等,2018)和脱氧(Kwiatkowski等,2020年),MARRINANT在MARRINANT中,MARRINANT在MARRINANT上,一定的物种和偏移分配,一定的物种和境内迁移。 Venegas等人,2023年),丰度降低(McCauley等,2015),以及生产力的转变(Venegas等,2023),通过改变季节性模式和减少的填充效率和减少的填料(france and france and france and france),从而导致社会经济的影响。
在磁约束聚变 (MCF) 领域,氚燃料循环已得到详尽研究。[1,2,3] 已经开发出处理、监测、从化学结合物种中回收、浓缩和储存氚的技术,其产量接近反应堆相关产量。[4] 关键组件已在大型托卡马克或氚处理设施中进行了测试。[5] 该技术的很大一部分可转移到适用于惯性聚变能 (IFE) 的系统。然而,操作条件与磁性情况有很大不同,因此对 IFE 燃料循环组件施加了 MCF 情况下没有的条件,因此需要针对 IFE 特定主题进行研究。燃料回路由喷射器系统和用于回收反应堆流出物的基础设施组成。MCF 中的颗粒注入是一种将 DT 冰输送到托卡马克等离子体深处的有吸引力的方法。部署在 IFE 反应堆中的目标需要特定的设计来优化燃烧分数,该分数可能高达 1/3。这可能需要不同元素的复合层。湿泡沫等靶概念将由嵌入低密度 CH 泡沫中的液态 DT 组成,也很有前景。MCF 反应堆将在真空中运行,主要成分是氢同位素。一些 IFE 反应堆设计将在中等真空(几托)下运行,主要成分是氖或氙,以帮助缓和冲击波和对第一壁的粒子冲击。MCF 反应堆必须应对等离子体与偏滤器相互作用时产生的灰尘。IFE 反应堆需要将残留的靶碎片与流出物中的挥发性氢物种分离并去除。图 1 提供了 IFE 反应堆的通用燃料循环。作为代表性示例,该设计隐含了在薄壁塑料外壳内分层使用 DT 冰。泡沫填充的液态 DT 靶和更复杂的靶设计(例如采用空腔的靶设计)将需要更广泛的碎片收集和处理子系统(具体取决于细节)。燃料循环包括两个独立的回路:一个回路为反应堆提供燃料,另一个回路用于增殖氚。反应堆流出物被分离成两股:挥发性成分在气体离开反应堆时被低温抽吸,而颗粒碎片则通过重力送入收集器并氧化以将吸收的氢与碳物质分离。低温分离器将氦灰排放到环境中,将氖/氙转移以供再利用,并通过渗透器将氢同位素排放到同位素分离器。同位素分离器将氢排放到环境中,并将氘和氚引导到胶囊工厂和靶填充系统。增殖毯回路有两个主要功能:从反应堆中提取热量和增殖氚。反应堆周围是熔盐池,用于捕获和缓和聚变中子,作为氚增殖的前体。熔盐从反应堆泵出,通过热交换器、杂质去除子系统(用于净化熔盐)、氚提取模块,然后返回到反应堆周围的安全壳中。在 380 MWe IFE 反应堆中,主要物质的摩尔流速为:H、D、T、C、O、He 和 Xe,该反应堆使用封装在薄塑料壳中的 DT 冰靶。20 毫克氚靶以 0.5 Hz 的频率注入。燃烧分数假设为 25%。聚变功率转换为电能的比率假设为 30%。假设工厂占空比为 90%。
本文讨论了与求解麦克斯韦方程的电磁理论和数值方法有关的几篇关键论文。麦克斯韦(Maxwell)于1865年发表的一篇论文提出了电磁场的动力学理论。后来,Chew等。(2020)使用标量和矢量电位公式来简化量子麦克斯韦的方程。本文还引用了几本关于电磁波理论的书籍,包括Kong(1990)和Balanis(2012)的“电磁波理论”和“高级工程电磁学”。讨论了与有限差分时间域(FDTD)方法有关的几篇论文,该方法是由Yee于1966年引入的。FDTD方法是一种用于求解Maxwell方程的数值技术,并且已广泛应用于各个领域。本文还提到了FDTD方法的几种关键算法和应用,包括使用完美匹配的层(PML)吸收电磁波。PML首先是由Berenger于1994年引入的,此后已被广泛用于数值模拟。讨论的其他论文包括与FDTD方法的表面阻抗边界条件相关的论文,以及该方法对天线设计和海洋电磁作用的应用。总的来说,本文提供了与电磁理论和求解麦克斯韦方程的数值方法相关的关键论文和概念的全面概述。研究人员已经开发了使用有限差分时间域(FDTD)算法在复杂介质中模拟电磁波的各种方法。mag。,IEEE Trans。修订版这些方法涉及完美的匹配层(PML),用于在边界处吸收波浪并防止反射。一种方法,称为卷积完美匹配的层(CPML),已被证明是对任意媒体的高效和有效的。此方法使用卷积操作在FDTD算法中实现PML。其他研究人员研究了使用差异形式和指标来开发新方法来模拟复杂介质中的电磁波。这些方法已应用于各种问题,包括磁化铁氧体中电磁波的模拟和人体组织的建模。FDTD算法也已用于模拟电磁波和分散材料(例如等离子体电层)之间的相互作用。在这些模拟中,使用数值方法求解波方程,该方法考虑了材料的分散属性。此外,研究人员还开发了使用卷积PML在光导天线中实施开放边界问题的方法。这些方法涉及使用递归卷积操作在FDTD算法中实现PML。总体而言,在复杂介质中模拟电磁波的新方法和算法的开发是一个活跃的研究领域,在电磁,光学和生物医学等领域中应用。研究人员一直在积极开发和应用有限差分时间域(FDTD)方法来解决复杂的电磁问题。在信誉良好的期刊(例如IEEE Microw)上发表的研究论文。该方法已成功用于分析非线性电路元件,模拟金属纳米甲膜和研究纳米颗粒。为了提高数值稳定性和准确性,研究人员提出了各种技术,例如网状分级和自动网格产生。这些进步使得对复杂几何形状的更有效,更可靠的模拟为材料科学和生物医学工程等领域的新应用铺平了道路。本文讨论了有限差分时间域(FDTD)方法的各种进步,以模拟复杂介质中的电磁波。研究人员推出了新技术,以提高FDTD模拟的准确性和稳定性,例如用于非矩形边界的张量FDTD公式和用于有效计算的亚架算法。子生产是一种通过将仿真域分为较小的子网格来降低计算复杂性的方法,从而使收敛速度更快并提高了精度。本文重点介绍了几种子生产方法,包括局部网格细化,子电池FDTD建模和三维子生产算法。除了亚种植外,研究人员还研究了提高FDTD模拟稳定性的方法。这包括研究可以在薄壁配方中产生的寄生解决方案,并为FDTD亚生成而产生一致且可证明的稳定配方。最近的研究重点是开发和推进有限差分时间域(FDTD)方法,用于模拟复杂的地球层系统中的电磁波传播。天线宣传,J。Comput。本文还提到了有关FDTD方法的其他几项研究,包括将EMP耦合到薄支撑杆和电线的有限差分分析,通过FDTD方法对光纤的快速单模表征以及圆柱形FDTD通过Anisotropic Dippiptipic Dippipic Diptrical FDTD分析通过各种倾向的浸入式浸润的地球媒体。研究探索了FDTD建模的各种应用,包括围绕地球球周围的冲动精灵(极低的频率)传播,Earth-Ionosphere波导的3D全局模型以及提高计算效率的并行化技术。研究人员还研究了提高FDTD模拟中稳定性和准确性的方法,例如质量大块,无条件稳定的隐式有限差异方法以及结合有限元方法(FEM)和FDTD的混合方法。此外,已经提出了各种新颖的算法和方案来增强FDTD方法的稳定性和性能,包括使用交替方向隐式方法和本地一维方案。在FDTD建模和仿真技术中的这些进展有望有助于提高对复杂的地球层系统中电磁波行为的理解和预测,并在电信,导航和地球物理研究等领域具有潜在的应用。有限差分时间域(FDTD)模拟的领域多年来已经显着提高,并开发了各种算法和方法,以提高准确性,分散性能和计算效率。phys。和Phys。XIU的另一本书着重于用于随机计算的数值方法。J.韩国物理学。e探索了对电磁波传播建模的不同方法,包括高阶FDTD方案,晶格模型和物理知识的机器学习。这些研究的重点是提高FDTD算法的准确性和分散性能,以及开发新方法,用于以控制精度和分散的控制顺序制定FDTD方案。研究人员还研究了深度学习技术(例如神经网络和深度丽思方法)的使用来解决部分微分方程和电磁问题。该领域的一些值得注意的论文包括Karniadakis等人,Raissi等,Sirignano等人和Qi等人的论文,这些论文证明了物理学知识的机器学习和深层神经网络的潜力,以解决复杂的电磁问题。此外,Hastings,Schneider和Broschat等研究人员还探索了Monte-Carlo FDTD技术,用于粗糙的表面散射。总体而言,先进的FDTD算法和方法的开发使电磁波传播的更准确,有效的模拟对诸如天线设计,微波工程和材料科学等田地的影响有显着影响。LeMaître和Knio的一本书为“用于不确定性量化的光谱方法:用于计算流体动力学的应用”,使用光谱方法探索了不确定性量化技术。几篇文章讨论了多项式混乱的使用来分析计算流体动力学(CFD)和电磁模拟中的几何不确定性。金属用于改进光学相干断层扫描。Soc。一篇文章介绍了一种基于FDTD的方法,用于建模几何不确定性,而另一篇是在有限差分时间域(FDTD)方法中进行不确定性分析。其他文章涵盖了电磁波传播,辐射和散射等主题;周期性结构;和光子带结构。一些文章讨论了使用非正交FDTD方法计算光子绿色功能和传输/反射系数的使用。文本还提到了其他一些研究论文,这些论文探讨了主题,例如金属光子晶体中的负折射,计算光子带结构,并分析负载的传输线负反射 - 反射 - 索引矩形。C. D.不连续的Galerkin时域模型,具有多速率时间步进的元图几何形状。在2021年IEEE MTT-S国际微波研讨会(IMS)(IEEE,2021).Guo,S。等。81,32–37(2022)。插图广告Google Scholar Eid,A.,Winkelmann,J。 A.,Eshein,A.,Taflove,A。 &Backman,V。光学相干断层扫描中的五帧对比的起源。 生物疾病。 选择。 Express 12,3630–3642(2021)。谷歌学者Cherkezyan,L。等。 散射光的干涉测量光谱可以量化细分屈光 - 折射率波动的统计数据。 物理。 修订版 Lett。 (2013)。章节Google Scholar Li,Y。等。 纳米级染色质成像和分析平台桥梁4D染色质组织具有分子功能。 SCI。 adv。 Spectrochim。 acta pt a:mol。 A.81,32–37(2022)。插图广告Google Scholar Eid,A.,Winkelmann,J。A.,Eshein,A.,Taflove,A。&Backman,V。光学相干断层扫描中的五帧对比的起源。生物疾病。选择。Express 12,3630–3642(2021)。谷歌学者Cherkezyan,L。等。散射光的干涉测量光谱可以量化细分屈光 - 折射率波动的统计数据。物理。修订版Lett。 (2013)。章节Google Scholar Li,Y。等。 纳米级染色质成像和分析平台桥梁4D染色质组织具有分子功能。 SCI。 adv。 Spectrochim。 acta pt a:mol。 A.Lett。(2013)。章节Google Scholar Li,Y。等。纳米级染色质成像和分析平台桥梁4D染色质组织具有分子功能。SCI。 adv。 Spectrochim。 acta pt a:mol。 A.SCI。adv。Spectrochim。acta pt a:mol。A.7,EABE4310(2021)。插图广告Google Scholar Sun,G.,Fu,C.,Dong,M.,Jin,G。&Song,Q. 有限差分时间域(FDTD)指导在Ti底物上制备Ag纳米结构,用于敏感的SERS检测小分子。 生物分子光谱。 269,120743(2022)。元素Google Scholar Seo,J.-H.,Han,Y。 &Chung,J.-Y. 对超高场磁共振成像的鸟笼RF线圈构型的比较研究。 传感器22,1741(2022)。网站广告Google Scholar Taflove,A。 FDTD方法用于模拟不同材料和结构中的光的行为,例如硅在绝缘子光子光子晶体波导和金属纳米线阵列中。 Martin,R。M.(2004)电子结构:基本理论和实用方法。 剑桥大学。 按。 Sholl,D。S.和Steckel,J。 (2009)密度功能理论。 John Wiley&Sons,Ltd。Payne,M。C.,Teter,M。P.,Allan,D.C.,Arias,T。A.和Joannopoulos,J。D.(1992)迭代最小化技术的总计总计算:分子动力学和偶联梯度。 修订版 mod。 物理。 64,1045–1097。 Chew,W。C.,Liu,A。Y.,Salazar Lazaro,C。,&Sha,W。E.(2016)量子电磁学:新外观 - 一部分IEEE J. J. Multisc。 多人。 计算。 技术。 1,73–84。 Chew,W。C.,Liu,A。Y.,Salazar Lazaro,C。和Sha,W。E.(2016)量子电磁学:新外观 - 第二部分。 IEEE J. Multisc。 多人。 计算。 技术。 15。7,EABE4310(2021)。插图广告Google Scholar Sun,G.,Fu,C.,Dong,M.,Jin,G。&Song,Q.有限差分时间域(FDTD)指导在Ti底物上制备Ag纳米结构,用于敏感的SERS检测小分子。生物分子光谱。269,120743(2022)。元素Google Scholar Seo,J.-H.,Han,Y。&Chung,J.-Y.对超高场磁共振成像的鸟笼RF线圈构型的比较研究。传感器22,1741(2022)。网站广告Google Scholar Taflove,A。FDTD方法用于模拟不同材料和结构中的光的行为,例如硅在绝缘子光子光子晶体波导和金属纳米线阵列中。Martin,R。M.(2004)电子结构:基本理论和实用方法。剑桥大学。按。Sholl,D。S.和Steckel,J。(2009)密度功能理论。John Wiley&Sons,Ltd。Payne,M。C.,Teter,M。P.,Allan,D.C.,Arias,T。A.和Joannopoulos,J。D.(1992)迭代最小化技术的总计总计算:分子动力学和偶联梯度。修订版mod。物理。64,1045–1097。Chew,W。C.,Liu,A。Y.,Salazar Lazaro,C。,&Sha,W。E.(2016)量子电磁学:新外观 - 一部分IEEE J. J. Multisc。多人。计算。技术。1,73–84。Chew,W。C.,Liu,A。Y.,Salazar Lazaro,C。和Sha,W。E.(2016)量子电磁学:新外观 - 第二部分。IEEE J. Multisc。多人。计算。技术。15。&Brodwin设计和基于光子晶体的生物传感器的分析,以检测电磁波传播的不同血液成分模拟地面渗透雷达的电磁波传播,使用GPRMAX软件在倾斜和完全型电场沿浸入量的倾斜度范围内的ectriccentric LWD钻孔传感器的数值建模在浸入和完全各向异性的范围内实现的范围范围内的范围内的范围内的范围内的范围内的范围。在各向异性的地球 - 离子层波导中,使用FDTD方法减少了地球 - 离子层波导中FDTD方法的角度分散,用于在地球 - 离子层ldf无线电波中传播VLF-LF无线电波在地球 - iOn层波导中的vlf-iOn层fdtd传播中VLF-lf-lf的传播中VLF-LF的传播中的vlf-ion层传播模型3的vlf-ion层传播。在地球 - 离子层波导中的长距离VLF传播FDTD模型,用于低海拔和高空闪电产生的EM领域通过电离层等离子体的不规则进行高频波通过FDTD方法网格基于电网基于电网的,基于电磁波的时间域模型的电动磁性反射的电动层的动力学反射的电流模型的电流层模型的模型折射率为阴性指数的媒体中的折射文章讨论了使用有限差分时间域(FDTD)方法的使用来分析各种电磁现象,包括负屈光度指数分离和光子纳米夹。1,85–97。Fox,A。M.(2006)量子光学:简介。卷。牛津大学。按。Gerry,C.,Knight,P。和Knight,P。L.(2005)入门量子光学。剑桥大学。按。Miller,D。A.B.本文还提到了几篇应用FDTD方法研究各种主题的特定论文,包括: *负折射率 - 索引超材料(2004 IEEE MTT-S International Microwave研讨会消化) *光子纳米喷气机及其在光线范围内的光线范围及其在nanoparticles(nanoparticles for Nanoparticles(Optigs)的后范围(2004年)的增强, 2022) * Formulation and application of the finite-difference time-domain method for the analysis of axially symmetric diffractive optical elements (Journal of Optical Society America, 1999) The article also discusses the use of FDTD to analyze other topics, such as: * Photonic band-gap structures (Microwave Optics Technology Letters, 2004) * Surface grating couplers (Laser Photonics Review, 2021) *在隔离器上硅光子晶体波导具有减少损耗(光学量子电子,2007年),该文章得出结论,FDTD方法是模拟和分析各种电磁现象的强大工具,并且已广泛地用于光孔和纳米技术领域。(2008)科学家和工程师的量子力学。剑桥大学出版社。na,D.-Y。和Chew,W。C.(2020)量子电磁有限差分时间域求解器。量子量表2,253–265。na,D.-Y.,Zhu,J。,&Chew,W。C.(2021)对有限大小的分散介质的对角线化:具有数值模式分解的规范量化。物理。修订版A 103,063707。na,D.-Y.,Zhu,J.,Chew,W。C.和Teixeira,F。L.(2020)量子信息保存计算电磁学。物理。修订版A 102,013711。Thiel,W.,Tornquist,K.,Reano,R。和Katehi,L。P. B.(2002)使用时域方法对RF-内蒙切换中的热效应进行了研究。在2002年IEEE MTT-S国际微波研讨会摘要(Cat。编号02CH37278)。alsunaidi,M。A.,Imtiaz,S.M。S.和El-Ghazaly,S.M。(1996)使用全波时间域模型对微波晶体管的电磁波影响。ieee trans。微量。理论技术。44,799–808。Grondin,R。O.,Elghazaly,S。M.,&Goodnick,S。A.(1999)对半导体和全波电磁学中电荷运输的全球建模综述。ieee trans。微量。理论技术。47,817–829。Piket-May,M。等。(2005)具有活性和非线性组件的高速电子电路。计算电动力学:有限差分时间域方法ch。15。sui,W.,Christensen,D。A.和Durney,C。H.(1992)将二维FDTD方法扩展到具有主动和被动的总元件的混合电磁系统。ieee trans。微量。理论技术。40,724–730。Decleer,P。和Vande Ginste,D。(2022)基于用于纳米线建模的ADHIE-FDTD方法的混合EM/QM框架。IEEE J. Multisc。多人。计算。技术。7,236–251。ieee trans。Geosci。 遥感 43,257–268。Geosci。遥感43,257–268。43,257–268。hue,Y.-K。,Teixeira,F。L.,Martin,L。S.和Bittar,M。S.(2005)通过浸入地层对钻孔中偏心LWD工具响应的三维模拟。Zhang,Y.,Simpson,J。J.,Welling,D。和Liemohn,M。(提高了麦克斯韦方程的效率FDTD模型用于太空天气应用)研究人员一直在努力提高用于电磁模拟中的数值方法的稳定性和准确性,尤其是有限端口 - 递观时间域(FDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD)。各种研究已经探索了扩展FDTD稳定性极限的方法,包括使用空间滤波,自回旋模型和模式跟踪。其他研究重点是优化网格几何形状,插值方案和数字过滤,以提高准确性。此外,还有关于应用其他领域的技术(例如量子信息和金属镜)来改善FDTD模拟的研究。一些研究还探讨了麦克斯韦的方程和拓扑观点的使用在理解电磁现象中。此外,研究人员开发了用于敏感性分析,形状优化和自适应网状精炼的新方法。这些努力的目的是开发更准确,有效的数值方法,以模拟复杂的电磁系统,例如在等离子体模拟,电离层不规则和元图设计中发现的系统。在2007年出版物中探索了电磁学的数值方法。该研究结合了有限的差异时间域和矩技术的方法,以模拟与各种地面环境相互作用的复杂天线。单独的研究论文提出了一种混合方法,合并了射线追踪和FDTD方法,以准确模拟室内无线电波传播。另一项研究提供了使用统一框架对计算电磁学的全面概述。此外,在2008年出版物中讨论了光子晶体的概念,重点是控制光流。
