基于数值仿真与多源聚类的GIS局部放电诊断与回归分析 被引量：11

1

作者 邵先军 何文林 +3 位作者 刘浩军 徐华 朱明晓 王绍安 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期3163-3172,共10页

为了更有效地指导GIS设备的状态检修工作,基于时域有限差分(FDTD)法仿真与多局部放电(简称局放)源聚类方法,诊断分析了一起1 100 kV气体绝缘组合电器(GIS)盆式绝缘子局放检测案例。首先,开展了现场与返厂试验下的GIS局部放电带电检测与... 为了更有效地指导GIS设备的状态检修工作,基于时域有限差分(FDTD)法仿真与多局部放电(简称局放)源聚类方法,诊断分析了一起1 100 kV气体绝缘组合电器(GIS)盆式绝缘子局放检测案例。首先,开展了现场与返厂试验下的GIS局部放电带电检测与定位,建立了与返厂测试工装结构相应的FDTD仿真模型,结合特高频(UHF)电磁波传播特性仿真,开展了多源局放定位技术研究。其次利用基于累积能量函数特征参量优化提取的多源局放分离算法,对该盆式绝缘子多UHF信号源开展了聚类分析;最后,利用GIS实验平台的回归模拟进一步分析了绝缘缺陷的检测差异性,验证了现场和返厂试验结果。试验结果表明:该特高压GIS盆式绝缘子检测发现的UHF谱图呈绝缘气隙类缺陷,但脉冲电流法下局放未见异常。局放聚类分析和定位结果表明:该盆式绝缘子一大一小2个UHF信号源,结合仿真的定位方法可有效减小常规定位计算方法的误差。回归分析表明:对于绝缘缺陷来说,UHF的灵敏度高于脉冲电流法,且随着试品电容量的增大,脉冲电流法的测试灵敏度逐渐下降,这可能是导致本盆式绝缘子中UHF信号与脉冲电流法检测差异的主要原因。研究结果可为GIS局部放电诊断提供参考。 展开更多

关键词 盆式绝缘子 局部放电 GIS fdtd仿真 时差定位 聚类分析

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金属腔体孔阵电磁耦合的数值分析

2

作者 夏昌明 路宏敏 周力 《电子质量》 2003年第8期25-27,共3页

本文针对正弦调制高斯脉冲激励下金属腔体的孔阵电磁耦合问题,使用Zeland公司的FIDELITY软件进行FDTD仿真,发现面积相同(即通风、散热量相等)时腔体电场耦合能力随着孔阵中孔的数目增多而下降,同时对不同形状孔阵及不同间距孔阵情况进... 本文针对正弦调制高斯脉冲激励下金属腔体的孔阵电磁耦合问题,使用Zeland公司的FIDELITY软件进行FDTD仿真,发现面积相同(即通风、散热量相等)时腔体电场耦合能力随着孔阵中孔的数目增多而下降,同时对不同形状孔阵及不同间距孔阵情况进行比较。 展开更多

关键词 金属腔体 孔阵 电磁耦合 数值分析 FIDELITY软件 fdtd仿真 正弦调制高斯脉冲 电磁干扰

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基于相变材料锗锑碲全介质光开关的研究

3

作者 齐小瑜 郭丽君 朱炳达 《功能材料与器件学报》 CAS 2024年第1期27-33,共7页

提出了基于相变材料锗锑碲(GST)在1550nm波段的全介质光开关模型,研究了金属与相变材料组合的光开关模型,实现对入射波的调制,仿真并分析了光开关产生的谐振内部机理,探讨了谐振器的尺寸、材质对光开关谐振响应的影响,对比了相变材料锗... 提出了基于相变材料锗锑碲(GST)在1550nm波段的全介质光开关模型,研究了金属与相变材料组合的光开关模型,实现对入射波的调制,仿真并分析了光开关产生的谐振内部机理,探讨了谐振器的尺寸、材质对光开关谐振响应的影响,对比了相变材料锗锑碲(GST)的光开关效果,引入调制深度、灵敏度和品质因数对光开关性能进行评估,研究得出铝材料的灵敏度较好,在半径为170nm时可达到0.834,铜、金的调制深度最好,分别是28.22%和57.09%。同时考虑到制作成本,应根据实际需要来选择铝或铜作为全介质光开关的材料。引入相变材料大大提升了光开关的灵活性,为光开关的设计提供了新思路。 展开更多

关键词 相变材料 可调超材料 光开关 fdtd仿真

原文传递

小像元量子阱FPA抗光学串音的FDTD仿真

4

作者 邵恩善 王玲 李向阳 《半导体光电》 CAS 北大核心 2023年第3期325-329,共5页

采用光栅耦合结构的焦平面阵列(Focal Plane Array,FPA)在工艺上难以制备,反射耦合结构较为容易。为探究反射耦合结构是否可以在小尺寸范围内替代光栅耦合结构,文章使用FDTD电磁场仿真软件MEEP构建了光栅耦合结构和反射结构GaAs/AlGaAs... 采用光栅耦合结构的焦平面阵列(Focal Plane Array,FPA)在工艺上难以制备,反射耦合结构较为容易。为探究反射耦合结构是否可以在小尺寸范围内替代光栅耦合结构,文章使用FDTD电磁场仿真软件MEEP构建了光栅耦合结构和反射结构GaAs/AlGaAs量子阱红外焦平面阵列三像元模。通过对器件内部光学串音进行仿真,验证了在逼近衍射极限时,采用全内反射结构的FPA在5~7μm和8.5~10μm之间的抗串音效果强于光栅耦合结构,而在6.5~8.5μm和10~12μm之间,光栅耦合结构的抗串音效果更好,在12~15μm范围内,两种结构的抗串音能力相当。针对15μm中心距全内反射结构量子阱FPA,探究了反射角度、刻蚀深度和量子阱周期对其串音的影响。 展开更多

关键词 量子阱 光学串音 fdtd仿真 焦平面 GAAS/ALGAAS

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皮秒激光下超小型BPQDs非线性光学性质研究

5

作者 李路遥 张恒伟 +2 位作者 王芳芳 朱宝华 顾玉宗 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1325-1332,共8页

近年来,黑磷量子点(Black Phosphorus Quantum Dots,BPQDs)线性和非线性光学(Nonlinear Optical,NLO)性质的研究取得了一定进展,但BPQDs尺寸依赖的NLO特性的研究仍有待开展。本文研究了5nm以下三种不同尺寸的超小型BPQDs的NLO行为,结果... 近年来,黑磷量子点(Black Phosphorus Quantum Dots,BPQDs)线性和非线性光学(Nonlinear Optical,NLO)性质的研究取得了一定进展,但BPQDs尺寸依赖的NLO特性的研究仍有待开展。本文研究了5nm以下三种不同尺寸的超小型BPQDs的NLO行为,结果表明,尺寸为23nm的BPQDs比41nm的BPQDs的NLO吸收系数和极化率增加了近一倍,归因于量子限制效应和光致偶极矩的变化,时域有限差分(FDTD)仿真结果证实了这一原因。这项研究证实了调节超小型BPQDs的尺寸是增强其非线性光学效应的一种有效手段,并表明超小型BPQDs在光学和光电器件领域内具有潜在应用价值。 展开更多

关键词 PQDs 三阶NLO性质 fdtd仿真

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特高压GIS超薄型外置式特高频传感器的优化设计与应用研究 被引量：3

6

作者 邵先军 詹江杨 +3 位作者 周阳洋 何文林 刘浩军 谢成 《浙江电力》 2019年第3期8-13,共6页

为实现特高压GIS设备盆式绝缘子浇筑口与支架窄缝隙处的UHF(特高频)带电检测,研制了一种蝶形贴片超薄型外置式UHF传感器。基于FDTD(时域有限差分法)建立了UHF传感器性能仿真模型,仿真研究了天线长度、张角、厚度等结构参数对天线性能的... 为实现特高压GIS设备盆式绝缘子浇筑口与支架窄缝隙处的UHF(特高频)带电检测,研制了一种蝶形贴片超薄型外置式UHF传感器。基于FDTD(时域有限差分法)建立了UHF传感器性能仿真模型,仿真研究了天线长度、张角、厚度等结构参数对天线性能的影响,开展了传感器的回波损耗参数和等效高度测试,并与商用外置式传感器进行了典型缺陷下局部放电检测灵敏度的实测对比,最后在特高压GIS进行了验证应用。结果表明,该传感器的检测灵敏度与商用传感器相当,可满足特高压GIS局部放电带电检测工作的要求。 展开更多

关键词 GIS 局部放电 特高频 外置式传感器 蝶形传感器 fdtd仿真

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偶极子镜面效应FDTD仿真研究与定量分析 被引量：1

7

作者 杨婷 张震 +2 位作者 贾华萍 菅傲群 桑胜波 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期1061-1067,共7页

贵金属纳米颗粒的局域等离子体共振可以显著增强宽禁带半导体的可见光响应,但纳米颗粒小体积强散射特性存在吸收系数低的问题,严重限制了其光电转换效率。偶极子镜面效应通过相对简单的金属-介质-金属(metal-insulator-metal,MIM)结构... 贵金属纳米颗粒的局域等离子体共振可以显著增强宽禁带半导体的可见光响应,但纳米颗粒小体积强散射特性存在吸收系数低的问题,严重限制了其光电转换效率。偶极子镜面效应通过相对简单的金属-介质-金属(metal-insulator-metal,MIM)结构就可以实现宽频谱高效吸收,而了解其性能随关键参数调变规律对于器件设计制备具有重要指导作用。以AuNPs/TiO_(2)/Au三明治结构为基础,通过时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)仿真了AuNPs/TiO_(2)/Au的电/磁场强度和面积,得到不同结构参数下电磁场以及吸收效率的变化趋势。仿真结果表明,中间介质层可以有效调控结构的光吸收特性。当介质层厚度为60 nm时,MIM三明治结构会产生最强的等离子磁共振,且在宽频带(500~850 nm)实现最佳的可见光吸收效率(92%).该研究为进一步设计基于MIM三明治结构的高效等离子光催化剂和光电器件提供了理论指导。 展开更多

关键词 fdtd仿真 偶极子镜面效应 金属-介质-金属(MIM) 局域表面等离子体共振 AuNPs/TiO_(2)/Au

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基于FDTD的超透镜聚焦光场仿真 被引量：1

8

作者 董建文 范智斌 +2 位作者 陈晓东 陈瑞 赵福利 《物理与工程》 2022年第6期127-131,共5页

透镜是最基本的光学元件之一,也是基础光学和信息光学等课程的授课重点内容,但由于课时限制等原因,现有的光学课程对透镜内容的介绍仅局限于几何透镜。随着微纳光学的发展,由亚波长结构单元组成的超透镜由于其独特的特性已经被广泛的研... 透镜是最基本的光学元件之一,也是基础光学和信息光学等课程的授课重点内容,但由于课时限制等原因,现有的光学课程对透镜内容的介绍仅局限于几何透镜。随着微纳光学的发展,由亚波长结构单元组成的超透镜由于其独特的特性已经被广泛的研究和应用。因此,在光学课程中引入超透镜发展的前沿知识,有助于激发学生对前沿微纳光学的学习兴趣,探索微纳光学领域的奥妙,为推动教研融合做出积极贡献。本文以对偏振不敏感的超透镜光学设计为例,基于FDTD模拟仿真展示平面波通过超透镜后的传播过程和聚焦光场分布。首先,对不同直径的圆柱型亚波长光栅进行全波仿真获得相位信息,根据相位值选取纳米柱单元作为超透镜的元胞结构单元,按照理想聚焦相位分布排布纳米柱从而获得超透镜整体结构,进一步借助FDTD仿真出平面波通过超透镜后的传播光场分布,最后对焦平面聚焦光场分布进行分析和总结。 展开更多

关键词 超透镜 信息光学 亚波长光栅 fdtd仿真

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Au@PS阵列SERS基底的特性研究 被引量：1

9

作者 裴君妍 徐宗伟 +1 位作者 王钢 张雨 《光散射学报》 2020年第3期217-223,共7页

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)是一种高效快速的物质检测方法。其检测灵敏度高,有效地克服了常规拉曼散射信号弱难以得到推广应用的问题。研究SERS基底的结构及特性有助于理解增强机理,同时也为制备高性能... 表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)是一种高效快速的物质检测方法。其检测灵敏度高,有效地克服了常规拉曼散射信号弱难以得到推广应用的问题。研究SERS基底的结构及特性有助于理解增强机理,同时也为制备高性能的SERS基底奠定基础。本文以旋涂自组装的聚苯乙烯(PS)胶体球为基本结构,采用离子溅射镀膜的方式制备了Au@PS阵列结构的SERS基底。通过调整膜层厚度实现对球结构大小及间隙的调控,进而研究该种SERS基底在不同膜层厚度下的增强性能及表面形貌特征。扫描电镜图显示,当膜层厚度为50nm时,膜层外表面形成了明显的金颗粒;以罗丹明6G为探针分子,对制备的SERS基底进行拉曼表征,结果表明,膜层厚度50nm的SERS基底增强效果最强,对R6G溶液的检测极限达到了10-9mol/L;另外,采用FDTD软件对制备的SERS基底进行了电磁场仿真,仿真发现,强电磁场分布在球体间隙及金颗粒附近,同时发现,膜层厚度为50nm的模型电磁场强度最强,该结果与拉曼表征实验的结果一致。 展开更多

关键词 表面增强拉曼散射 胶体球自组装 拉曼表征 fdtd仿真

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旋涂自组装胶体纳米球制备SERS基底的研究（英文） 被引量：1

10

作者 陈津平 裴君妍 徐宗伟 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 2018年第1期1-8,共8页

研究了以旋涂自组装胶体微球来制作纳米结构模板,并在模板的表面采用离子溅射镀膜的方式沉积Au层,制备了Au FON型表面增强拉曼散射(SERS)基底.理论计算出了不同材料的小球在不同直径下所需要配制的分散液浓度.通过扫描电镜观测其表面形... 研究了以旋涂自组装胶体微球来制作纳米结构模板,并在模板的表面采用离子溅射镀膜的方式沉积Au层,制备了Au FON型表面增强拉曼散射(SERS)基底.理论计算出了不同材料的小球在不同直径下所需要配制的分散液浓度.通过扫描电镜观测其表面形貌,结果表明接近理论计算的浓度所制备的基底具有均匀一致的六角密排布,球体间形成10 nm左右的间隙,证明了理论计算的可靠性,且通过离子溅射镀膜后模板表面形成更丰富的表面结构.拉曼表征结果证明具有均匀间隙的六角密排布结构的SERS基底具有更好的SERS性能.采用时域有限差分法(FDTD)对200 nm和400 nm的球形结构进行仿真,在间距均为10 nm的情况下,200 nm的球型结构具有更高的热点密度、更好的增强效果,与实验中拉曼表征的结果一致. 展开更多

关键词 旋涂自组装 表面增强拉曼散射 拉曼表征 fdtd仿真

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雷击时地下空间电磁场与负载感应电磁场的仿真计算 被引量：1

11

作者 赵洪磊 刘全桢 +1 位作者 张笑 王殿生 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期123-128,共6页

随着高新电子技术的迅猛发展,雷电电磁辐射给人们的生产生活造成的危害越来越大。为了分析雷电电磁辐射的危害,基于MTLE雷电回击模型,以及北京地区实测雷电流波形,采用三维时域有限差分(FDTD)方法,计算了雷击时地下空间中的电磁场,并对... 随着高新电子技术的迅猛发展,雷电电磁辐射给人们的生产生活造成的危害越来越大。为了分析雷电电磁辐射的危害,基于MTLE雷电回击模型,以及北京地区实测雷电流波形,采用三维时域有限差分(FDTD)方法,计算了雷击时地下空间中的电磁场,并对线缆终端负载进行了雷电电磁耦合,计算了负载上的雷电感应电压和感应电流。计算结果表明,土壤对雷电电磁场的屏蔽并不彻底,地下空间仍需要进行防雷设计;线缆终端负载上感应的电压和电流峰值可达数百千伏和数百安培,并且其数值随雷电波波头时间的减小而增大,对当前大多数自动化系统危害严重。 展开更多

关键词 雷电电磁辐射 fdtd仿真 地下空间 感应电压 感应电流

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等离子体反射面天线性能参数仿真

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作者 程芝峰 徐跃民 《微计算机信息》 2011年第1期21-22,33,共3页

采用FDTD仿真软件对等离子体反射面天线的近场场强分布及远场辐射方向图进行了研究。由仿真所得的方向图导出了不同等离子体密度下5.8G微波的反射率,结果表明电磁波在等离子体中的穿透深度会对反射率造成影响。研究发现这种影响对于频... 采用FDTD仿真软件对等离子体反射面天线的近场场强分布及远场辐射方向图进行了研究。由仿真所得的方向图导出了不同等离子体密度下5.8G微波的反射率,结果表明电磁波在等离子体中的穿透深度会对反射率造成影响。研究发现这种影响对于频率较低的电磁波更加明显。 展开更多

关键词 等离子体反射面天线 fdtd仿真 穿透深度

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一种改进FDTD仿真准确性的等效宽度技术

13

作者 周百新 苗润兴 王思聪 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2008年第3期6-10,共5页

提出了一种改进FDTD(Finite Difference Time Domain)仿真结果的等效宽度技术,它通过对仿真对象的尺寸进行加权修正,即使在使用粗网格进行FDTD仿真时也能得到准确的结果.同时对FDTD仿真时节省运算时间和存储空间也具有非常实用的价值.... 提出了一种改进FDTD(Finite Difference Time Domain)仿真结果的等效宽度技术,它通过对仿真对象的尺寸进行加权修正,即使在使用粗网格进行FDTD仿真时也能得到准确的结果.同时对FDTD仿真时节省运算时间和存储空间也具有非常实用的价值.并通过对均匀微带线的特性阻抗和贴片天线、低通滤波器的散射系数的计算验证了这一理论. 展开更多

关键词 fdtd仿真 理想导体 均匀微带线

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花状纳米金结构阵列的工艺制备与拉曼增强研究(英文)

14

作者 李明斌 吴学忠 +1 位作者 董培涛 陈剑 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期282-284,共3页

基于纳米球光刻技术制备了一种花状纳米金结构阵列,经过PS509nm球旋凃和ICP氧刻蚀,再通过镀金膜与高温退火工艺,纳米球阵列的表面被粗糙化,进而形成了一种鳞状的花状阵列。FDTD仿真结果表明,制备的这种阵列具备很高的电磁场增强特性,主... 基于纳米球光刻技术制备了一种花状纳米金结构阵列,经过PS509nm球旋凃和ICP氧刻蚀,再通过镀金膜与高温退火工艺,纳米球阵列的表面被粗糙化,进而形成了一种鳞状的花状阵列。FDTD仿真结果表明,制备的这种阵列具备很高的电磁场增强特性,主要的增强集中于纳间隙的边缘处。以罗丹明6G染料为探针分子测试基底的拉曼效应,与金基底的拉曼信号相比,该纳米结构阵列拉曼增强效应明显,对罗丹明6G的检测极限达到了10-6 mol/L的水平。 展开更多

关键词 纳米球光刻技术 花状阵列 fdtd仿真 拉曼测试

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M-IDG结构小型超宽带衰减器的FDTD仿真和实现

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作者 张琰 高本庆 +1 位作者 李镇 杨春涛 《微波学报》 CSCD 北大核心 2000年第3期231-236,共6页

本文在分析新型传输线 -微带加载插入介质波导 (M- IDG)基本特性的基础上 ,用FDTD法仿真设计了小型、超宽带衰减器。电路尺寸分 5.1× 2 5mm2 和 5.1× 40 mm2 两种。对于1 0 d B衰减器 ,工作频带 0 .5～ 1 8GHz内衰减起伏小于 ... 本文在分析新型传输线 -微带加载插入介质波导 (M- IDG)基本特性的基础上 ,用FDTD法仿真设计了小型、超宽带衰减器。电路尺寸分 5.1× 2 5mm2 和 5.1× 40 mm2 两种。对于1 0 d B衰减器 ,工作频带 0 .5～ 1 8GHz内衰减起伏小于 1 .0 d B;30 d B衰减器 ,在 2 .0～ 1 8GHz带宽内 ,衰减起伏小于 2 .5d B。实测结果与 FDTD仿真结果基本吻合。 展开更多

关键词 介质波导 M-IDG 超宽带衰减器 fdtd仿真

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FDTD数值仿真软件在光电子技术课程中的应用研究 被引量：2

16

作者 王本新 《价值工程》 2018年第29期296-297,共2页

FDTD数值仿真软件自2003年由加拿大Lumerical Solutions公司研发以来,由于其兼具精准和可信赖的计算结果。近年来,该数值仿真软件不仅得到了广大科研工作者的广泛关注和应用,而且在很多高科技企业内部也得到了普遍认可。然而该数值仿真... FDTD数值仿真软件自2003年由加拿大Lumerical Solutions公司研发以来,由于其兼具精准和可信赖的计算结果。近年来,该数值仿真软件不仅得到了广大科研工作者的广泛关注和应用,而且在很多高科技企业内部也得到了普遍认可。然而该数值仿真软件对在校大学生来说是非常陌生的。本文以江南大学理学院光电子技术课程为例,介绍该数值仿真软件在创新教学与理论操作中的应用,本着扩展本专业学生的科研视野,提升学生的综合素质和竞争力为目的开展本项研究工作。 展开更多

关键词 fdtd数值仿真软件 光电子技术 理论实验

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