检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：孙强哈尔滨工业大学

学位级别：博士

在热电厂或核电厂循环冷却水系统、城市供热和供水系统以及建筑内空调水系统等有压管道系统中,因阀门突然启闭或是水泵突然启停而导致管道中流速剧烈变化,常会引发水锤事故。传统水锤分析主要采用一维模型计算方法,该方法利用拟稳态摩... 详细信息

在热电厂或核电厂循环冷却水系统、城市供热和供水系统以及建筑内空调水系统等有压管道系统中,因阀门突然启闭或是水泵突然启停而导致管道中流速剧烈变化,常会引发水锤事故。传统水锤分析主要采用一维模型计算方法,该方法利用拟稳态摩阻模型近似计算管道瞬变流的摩阻耗散,因而无法准确模拟瞬变流的压力波衰减过程。准二维模型计算管道瞬时的二维速度场和一维压力场,并结合代数湍流模型计算瞬变流摩阻耗散,可以真实地反映瞬变流的压力波动,但现有求解方法因计算过程复杂仍无法在工程中广泛应用。因此,本文提出一维与准二维联合求解方法,该方法简化现有准二维模型计算方法的求解过程,同时可直接利用一维模型的分析策略,并与一维模型进行耦合求解,扩展准二维模型的应用范围并提高其计算效率。首先,分别阐述了一维特征线法和有限体积法,提出了改进的有限体积法,该方法的计算节点可以与特征线法的计算节点一一对应,同时验证了其准确性。基于理论分析,提出一维和准二维联合求解方法,分别建立了一维特征线法和改进的有限体积法与准二维模型联合求解的方法,并研究了这两种方法的准确性和高效性。结果表明,特征线法与准二维模型联合求解方法与现有准二维模型求解方法的计算精度相同,有限体积法与准二维模型联合求解方法的计算精度受粘性项权重系数的取值影响较大。在计算效率方面,本文所提出的计算方法比现有的准二维模型求解方法的计算效率更高,并且该方法可应用于一维交错网格。同时,提出修正的拟稳态摩阻模型。以文献中的实验数据为依据,比较分析了拟稳态摩阻模型、修正的拟稳态摩阻模型、改进的Brunone摩阻模型、Vardy-Brown摩阻模型和准二维模型的模拟结果。以准二维模型的模拟结果为依据,对修正的拟稳态摩阻模型中修正系数的选取规律进行了研究。其次,建立了基于准二维模型的离散蒸汽空穴模型和离散气体空穴模型,并以文献中的实验数据为依据,对比分析了拟稳态摩阻模型、改进的Brunone摩阻模型和准二维模型的离散蒸汽空穴模型和离散气体空穴模型的计算结果。结果表明,基于准二维模型的液柱分离模型相比一维模型的液柱分离模型的计算结果更准确,与文献中的实验结果更接近,可以准确地模拟气液两相瞬变流的压力波动过程。然后,基于事故停泵模型和压力罐模型,提出水泵-阀门-压力罐模型,并基于准二维模型的模拟结果,对传统一维模型模拟有压力罐防护的停泵水锤的准确性进行了研究。结果表明:准二维模型的压力波动的波峰和波谷值均小于一维模型的结果,并且准二维模型模拟得到的压力波动衰减速度更快。最后,基于上述准二维模型的模拟结果,利用序列二次规划法分别对三种不同连接结构的压力罐尺寸和参数进行了优化。结果表明,应用本文所绘制的最优罐体体积随管道允许最大压力和罐体连接结构参数的变化图,可简便直观地确定最优罐体体积和连接结构参数,并且在优化过程中应基于准二维模型的结果对一维模型进行修正,从而提高压力罐参数优化的准确性和适用性。本文提出一种基于一维模型与准二维模型联合求解瞬变流问题的计算方法,将该方法应用于校核一维摩阻模型、分析气液两相瞬变流流动过程、模拟事故停泵水锤及优化选择压力罐尺寸等方面,验证了该方法的准确性、高效性和适用性。本文的研究成果扩展了准二维模型的应用范围,进一步完善了瞬变流准二维模型的基本理论,对有压管道瞬变流分析具有指导意义,并为其用于实际工程的可行性提供了参考依据。

关键词：瞬变流准二维模型气液两相流停泵水锤压力罐参数优化

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多晶硅薄膜晶体管准二维模型的研究

多晶硅薄膜晶体管准二维模型的研究

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作者：吴为敬华南理工大学

学位级别：博士

多晶硅薄膜晶体管(Poly-Si TFTs)不仅可作为有源阵列液晶显示(AMLCD)的开关元件,也可以用于在玻璃衬底上集成设计AMLCD的驱动电路,就实现了在同一玻璃衬底上集成制作像素开关和外围驱动电路。在用电子设计自动化(EDA)工具设计Poly-Si T... 详细信息

多晶硅薄膜晶体管(Poly-Si TFTs)不仅可作为有源阵列液晶显示(AMLCD)的开关元件,也可以用于在玻璃衬底上集成设计AMLCD的驱动电路,就实现了在同一玻璃衬底上集成制作像素开关和外围驱动电路。在用电子设计自动化(EDA)工具设计Poly-Si TFTs集成电路时,需要嵌入Poly-Si TFTs模型。本文围绕Poly-Si TFTs的建模进行了如下的研究：\n 基于晶粒间界两侧横向耗尽区的准二维泊松方程,定义阈值电压为在每个晶粒的中间位置即将发生强反型时的栅压,由此建立了Poly-Si TFTs阈值电压的解析模型。模型中考虑了晶粒间界U型分布的陷阱态、栅氧化层厚度、衬底掺杂以及晶粒尺寸对阈值电压的影响。该模型具有一个简明的表达式,在大晶粒尺寸下可简化为传统长沟MOSFET的阈值电压模型。模型的仿真结果表明：阈值电压和最大势垒高度随陷阱态和栅氧化层厚度的减小而减小。\n 基于一个包含Poole-Frenkel(PF)效应和热电子场致发射的产生复合模型,数值仿真结果表明：当Poly-Si TFTs工作于泄漏区时,在很宽的温度范围内(273-423K)产生率的对数在低场下与电场的开方成线性关系,而在高场下与电场近似成线性关系。由此,Poly-Si TFTs工作于泄漏区时的产生率可用一个解析的近似表达式表示,并根据该表达式建立了Poly-Si TFTs泄漏电流的紧致模型。模型中,考虑了两个电流分量：栅漏交叠耗尽区引起的泄漏电流和横向耗尽区引起的热产生电流。前者通过产生率的近似解析式来表征；后者用一个经验式子来表征。该模型是完全解析的,并且可通过实验数据提取其模型参数,因而适用于电路仿真。\n 从准二维泊松方程出发,结合漂移扩散和热发射混合的多晶硅薄膜载流子输运理论,建立了亚阈值电流模型。由表面势方程及亚阈值电流方程求得包含陷阱态和晶粒尺寸的亚阈值斜率解析表达式。从该表达式分析可知,减少陷阱态和增大晶粒尺寸将减小Poly-Si TFTs亚阈值斜率、有助于改善Poly-Si TFTs的开关特性。\n 借鉴MOSFET导通区的紧致建模,提出了Poly-Si TFTs表面沟道电流的紧致模型,其考虑了沟道调制效应(CLM)以及浮体效应导致的阈值电压降低。具体分析了横向寄生三极管的各个电流分量,考虑了多晶硅缓变PN结和包含Poole-Frenkel效应的产生率,最后求得了寄生三极管基极发射极间电压(Vbe)的一个闭合解。基于电流守恒,将Poly-SiTFTs的总电流表示为表面沟道电流与横向寄生三极管发射极电流之和,由此建立了包含浮体效应的Poly-Si TFTs导通特性模型。分析表明：由于多晶硅薄膜的迁移率远小于单晶硅的迁移率,对于长沟Poly-Si TFTs的建模无须考虑寄生三极管的作用；而当沟长小于5μm时,由于基区传输因子(αT)的增大,寄生三极管的增益(β)随沟长的减小而急剧增大,此时需要考虑横向寄生三极管效应。基于电荷守恒,分别从一维泊松方程和准二维泊松方程出发建立了多晶硅薄膜与Poly-Si TFTs的漏致势垒降低效应(DIGBL)的解析模型。研究结果表明,在多晶硅薄膜和Poly-Si TFTs中,当往晶粒间界势垒两端加载一横向偏置时,低势垒侧的降压小于高势垒侧的降压。此外,在特定情形下,Poly-Si TFTs中DIGBL效应的模型表达式将简化为多晶硅薄膜中DIGBL效应的形式。

关键词：多晶硅薄膜晶体管准二维模型液晶显示泊松方程

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螺旋型超导磁流体船舶推进器准二维模型及端部效应的分析与研究

螺旋型超导磁流体船舶推进器准二维模型及端部效应的分析与研究

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作者：郭晓鹏中国科学院电工研究所

学位级别：硕士

该文通过对螺旋型超导磁流体船舶推进器的分析和简化,建立了二维电模型和一维水动力模型相结合的准二维物理模型和数学模型.依据该模型用有限差分法编制了计算程序.用该程序计算了同类型的俄罗斯推进器,计算值与实验值符合得比较好.

关键词：螺旋型超导磁流体船舶推进器准二维模型端部效应最佳圈数最佳电极长度

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基于简化准二维模型的锂离子电池SOC估算方法研究

基于简化准二维模型的锂离子电池SOC估算方法研究

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作者：杨昆合肥工业大学

学位级别：硕士

锂离子电池的荷电状态(state of charge, SOC)估算作为电动汽车电池管理系统的重要功能，一直是研究的热点和难点。为了能够准确的估算锂离子电池的SOC，本文首先通过对比分析得到了各种电池模型的优缺点，最终选择了能够提供较高精度... 详细信息

锂离子电池的荷电状态(state of charge, SOC)估算作为电动汽车电池管理系统的重要功能，一直是研究的热点和难点。为了能够准确的估算锂离子电池的SOC，本文首先通过对比分析得到了各种电池模型的优缺点，最终选择了能够提供较高精度的准二维(pseudo-two-dimensions, P2D)模型作为本文的初始模型，之后对准二维模型进行化简，并基于化简过后的模型实现了锂离子电池SOC的估算。文章的主要内容包括：　　首先对基于多孔电极理论的标准P2D模型中的锂离子电池端电压的求解公式进行化简，使用固相锂离子浓度以及液相锂离子浓度来表达锂离子的液相电势，使得原本高度耦合的电池端电压计算公式的耦合度有一定程度降低，之后再对标准的P2D模型中的固相锂离子浓度方程进行抛物线近似化简，对模型的液相锂离子浓度方程进行无量纲的抛物线近似化简，并最终得到简化模型。　　然后为了获得更加准确的模型参数，本文对简化模型进行了灵敏度分析，确定了需要进行辨识的参数，在1C恒流放电的工况下，利用遗传算法完成了本文简化模型的参数辨识，并利用COMSOL仿真软件从准确性和快速性两个方面来验证本文简化模型的有效性，在1C恒流放电工况和HPPC脉冲电流工况下验证模型参数辨识的准确性，结果显示简化模型相比于标准P2D模型计算时间降低了99.73%，在1C恒流放电工况和HPPC脉冲电流工况下简化模型输出电压最大的误差不超过0.028V。　　最后结合本文的简化模型的参数特点，介绍了一种利用锂离子固相体积平均浓度来求解锂离子电池SOC的方法，推导出简化模型的状态方程以及观测方程，利用扩展卡尔曼滤波算法完成SOC的估算，并在HPPC脉冲电流工况和NEDC循环工况下对本文SOC估算算法的准确性和有效性进行验证，实验结果表明本文的SOC估算算法具有较高的估算精度，并且该算法能够对初始误差进行修正。

关键词：锂离子电池准二维模型参数辨识荷电状态估计

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锂离子电池准二维模型的简化模型综述

锂离子电池准二维模型的简化模型综述

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第21届中国系统仿真技术及其应用学术年会

作者：丁秋宇田佳强陈宗海中国科学技术大学自动化系

Newman提出的准二维模型已经成为最流行的锂离子电池电化学模型,然而由于其包含众多偏微分方程,过于复杂导致计算非常耗时,因而无法应用于实时的电池管理系统中。20多年来,众多研究者设计了许多基于准二维模型的简化模型。本文是对这些... 详细信息

Newman提出的准二维模型已经成为最流行的锂离子电池电化学模型,然而由于其包含众多偏微分方程,过于复杂导致计算非常耗时,因而无法应用于实时的电池管理系统中。20多年来,众多研究者设计了许多基于准二维模型的简化模型。本文是对这些简化模型的综述,介绍了简化时用到的技术和数学方法,最后讨论了未来可能的简化方向。

关键词：准二维模型模型简化锂离子电池电池管理系统

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河流型水库准二维水沙模型的研究

河流型水库准二维水沙模型的研究

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作者：刘亮西安理工大学

学位级别：硕士

在河流上修建水库，是改变水资源时空分布不均的有效手段，是减少洪涝灾害、充分开发利用水资源系统的重要组成部分。近年来，随着我国水利水电建设事业的蓬勃发展，虽然带来了重大的社会经济影响，但它改变了自然河流的属性，也带来了... 详细信息

在河流上修建水库，是改变水资源时空分布不均的有效手段，是减少洪涝灾害、充分开发利用水资源系统的重要组成部分。近年来，随着我国水利水电建设事业的蓬勃发展，虽然带来了重大的社会经济影响，但它改变了自然河流的属性，也带来了一系列的环境问题，如水库淤积，河床抬高，河段断流等等。因此，水库淤积的有关问题进行深入研究是摆在泥沙工作者面前的非常重要的课题。\n 本文通过总结已有泥沙数学模型优缺点并结合河流型水库的特点，应用水动力学理论，以计算机数值模拟为手段，主要考虑长历时全库段的河未变形过程，在一维泥沙数学模型的基石上，同时考虑水库滩槽纵向冲淤和横向变形的模拟，着重建立可以预测河流型水库及河道纵向冲淤及横向变形的准二维泥沙数学模型。\n 本文利用河流型水库泥沙淤积的特点，采用水沙联合调度的原则进行水库调度，在满足洪水调度规则的前提下，使水库减少泥沙淤积，从而增加水库防洪、兴利综合效益，延长水库的使用寿命。\n 利用此模型对鸭嘴河烟缸水库的库区的泥沙淤积进行了计算，计算结果与物模实验的结果相当吻合。足以说明该模型可以应用于实际工程。最后利用该模型对决洛水库不同运用方式的水库泥沙冲淤过程进行预测计算，提出了决洛水库今后的最佳调水调沙运行方式。因此，该成果对河流型水库运行管理具有重要意义。

关键词：河流型水库准二维模型泥沙淤积水沙模型

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考虑源漏电场的准二维MOSFET阈值电压模型

考虑源漏电场的准二维MOSFET阈值电压模型

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作者：赵阳安徽大学

学位级别：硕士

半导体技术的迅速发展,给各行各业带来了巨大的变化,极大地提高了劳动生产力和人们的生活质量。于此同时也给半导体和集成电路本身带来了严峻的挑战,即它的产品飞速的更新换代,种类繁多,因此需要研究者和业界不断的开发新技术,跟上发展... 详细信息

半导体技术的迅速发展,给各行各业带来了巨大的变化,极大地提高了劳动生产力和人们的生活质量。于此同时也给半导体和集成电路本身带来了严峻的挑战,即它的产品飞速的更新换代,种类繁多,因此需要研究者和业界不断的开发新技术,跟上发展的步伐。体硅CMOS技术已经发展成为微电子产品的主导技术。按照器件按比例缩小的理论,随着CMOS技术的发展,一代又一代的新产品不断发展,集成密度和电路性能每三年提高了好几倍。可以说CMOS器件的尺寸已进入到深亚微米乃至纳米时代,其器件物理与工艺也越来越复杂,需要人们不断采用新的器件结构、新的材料和新的工作原理来突破原有的极限。目前,器件尺寸不断缩小产生了一系列影响器件性能的物理效应,有人认为CMOS技术已经越来越接近基本物理极限,因此有必要考虑CMOS发展的潜在能力,以及进入到纳米范围的CMOS的发展方向,尽管人们依靠常规的按比例缩小规律已经获得了巨大收益,但是花费的成本也越来越昂贵。在这种情况下,改进器件结构设计和使用新型材料会对CMOS技术的进一步发展起到很好的推动作用。阈值电压是描述MOSFET器件的开关特性的重要参数,分析MOS晶体管的阈值电压一个基本要求就是得到表面势。对于长沟道器件来说,源-衬结及漏-衬结沿沟道的耗尽层可以在沟道中忽略。在弱反型和耗尽区,在沟道中不考虑源漏端两个结耗尽层的部分,沟道中表面势可以看做常数,我们仅考虑这部分表面势来计算。对于短沟道器件来说,源和漏端的结电场对于表面势的影响是非常重要的。相对于很小的沟道长度我们不能忽略交界区,它们构成了沟道中重要的一部分。传统的阈值电压模型没有考虑源和漏端的结电场作用,当尺寸减小时,源和漏端的结电场作用对阈值电压产生的影响不容忽视。本文从高斯定理出发,结合数值模拟,建立一个准二维阈值电压模型。首先对源、漏端的p-n结作突变结近似,求出源、漏端p-n结空问电荷区电场强度,在沟道区中,运用高斯定理,忽略可动载流子,考虑源、漏电场作用,拟合一个与源、漏结电场有关的参数,建立MOSFET阈值电压模型。在经典模型中,根据表面势得到耗尽层厚度,在本文建立的模型中,同样可以得到耗尽层厚度与表面势的关系,假定耗尽层厚度刚好等于经典模型的耗尽层厚度,器件刚好反型,那么此时所加栅压为阈值电压。把求得的表面势代入经典阈值电压公式,可以求得阈值电压值。针对以上假设,本文在同一模型中通过数值模拟和理论计算验证,首先与源、漏结电场相关的参数可以拟合成一个函数来表示,改变不同的参数运用medici仿真和MATLAB计算,对得到的理论值与仿真值进行比较,从而证明得到的阈值电压表达式是正确的。

关键词： MOSFET 源、漏端结电场阈值电压准二维模型

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一种高效的准二维管道瞬变流计算方法

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工程力学 2017年第9期34卷 34-42页

作者：孙强伍悦滨徐莹 JANG Tae Uk 哈尔滨工业大学市政环境工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150028 金日成综合大学 Department of Mechanics

为了提高准二维管道瞬变流模型的计算效率,对现有的基于特征线法的准二维模型的算法进行了改进,提出了直接利用一维显式方程计算管道的流量和压力,取代了原算法中需通过数值积分求解平均速度再进一步计算节点压力的方法。该文提出的一... 详细信息

为了提高准二维管道瞬变流模型的计算效率,对现有的基于特征线法的准二维模型的算法进行了改进,提出了直接利用一维显式方程计算管道的流量和压力,取代了原算法中需通过数值积分求解平均速度再进一步计算节点压力的方法。该文提出的一维显式方程采用FVS(Flux Vector Splitting)方法,并在水库-管道-阀门系统中,将该方法与两个现有的准二维模型的算法在准确性和计算效率方面进行了比较。结果表明:该文所提出的方法与另外两个算法得到的计算结果基本相同,但是所花费的计算时间更少。因此,该文所提出的方法是一种计算准确并且高效的准二维瞬变流计算方法,适用于管道系统瞬变流的数值模拟分析。

关键词：瞬变流数值模拟准二维模型管道通量向量分裂法

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基于时间推进的轴流压气机准二维性能分析

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西北工业大学学报 2020年第1期38卷 114-120页

作者：张烔杨晨吴虎李进广西北工业大学动力与能源学院

为实现多级轴流压气机的快速性能分析,开发了一种基于时间推进的准二维性能分析模型。该模型基于Euler方程,加入无黏叶片力模型和黏性力模型等源项用以模拟压气机中的诸多流动现象,同时对叶片区流线进行修正以处理叶片前缘间断问题。为... 详细信息

为实现多级轴流压气机的快速性能分析,开发了一种基于时间推进的准二维性能分析模型。该模型基于Euler方程,加入无黏叶片力模型和黏性力模型等源项用以模拟压气机中的诸多流动现象,同时对叶片区流线进行修正以处理叶片前缘间断问题。为验证模型的有效性,采用3.5级轴流压气机PW3S1和某1.5级高速轴流压气机进行验证,并完成了2个算例在不同转速下的总体参数特性计算。计算结果与试验数据和全三维计算结果进行比较:在PW3S1算例中计算压比和效率的平均误差分别为0.52%和0.63%,在1.5级压气机算例中分别为1.73%和2.91%,同时实现了激波的捕捉及堵塞工况的自动预测。

关键词：轴流压气机性能分析时间推进准二维模型

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应变SiGe沟道PMOSFET阈值电压模型

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固体电子学研究与进展 2008年第2期28卷 180-184,234页

作者：徐静平苏绍斌邹晓华中科技大学电子科学与技术系武汉430074

首先建立了应变SiGe沟道PMOSFET的一维阈值电压模型,在此基础上,通过考虑沟道横向电场的影响,将其扩展到适用于短沟道的准二维阈值电压模型,与二维数值模拟结果呈现出好的符合。利用此模型,模拟分析了各结构参数对器件阈值电压的影响,... 详细信息

首先建立了应变SiGe沟道PMOSFET的一维阈值电压模型,在此基础上,通过考虑沟道横向电场的影响,将其扩展到适用于短沟道的准二维阈值电压模型,与二维数值模拟结果呈现出好的符合。利用此模型,模拟分析了各结构参数对器件阈值电压的影响,并简要讨论了无Sicap层器件的阈值电压。

关键词：应变硅锗金属-氧化物-半导体场效应晶体管阈值电压准二维模型

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