刘广平
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韩玉阁
,
李强
,
宣益民
工程热物理学报
微结构表面热辐射光谱特性研究分析的一个主要问题在于表面微结构复杂的空间自由度以及计算方法.针对以上问题本文建立了任意微结构表面的物理模型,基于电磁波理论给出了微结构表面热辐射满足的麦克斯韦方程组.将时域有限差分方法(FDTD)用于麦克斯韦方程组的离散求解,引入场分离处理方法,直接计算提取反射场量,进而采用坡印廷定理计算得到能流以及光谱特性.最后,分别计算了随机微结构表面和微腔表面的热辐射光谱特性,并与相关文献的实验以及计算结果进行了比较.
关键词:
热辐射
,
光谱特性
,
微结构表面
,
FDTD方法
刘广平
,
宣益民
,
李强
,
韩玉阁
工程热物理学报
(La1-xSrx)MnO3型热致变色材料是一种新型热致发射率变化功能材料,该材料的最大不足在于对太阳辐射具有很大的吸收率.针对以上问题,本文将一维微结构光谱控制特性应用于(La1-xSrx)MnO3型热致变色材料的吸收控制研究,根据太阳辐射能量分布及热致变色材料的应用温度,分析了一维微结构与热致变色材料的匹配特性,确定了一维微结构的光谱特性及其带宽.采用遗传算法优化设计了一维微结构,计算了优化结构的光谱特性,根据其光谱特性分别评估和计算了吸收控制性能和发射率变化特性,并进行了深入分析.
关键词:
热致变色材料
,
光谱控制
,
一维微结构
苟于春
,
宣益民
,
韩玉阁
,
李强
工程热物理学报
基于时域有限差分(FDTD)法,从麦克斯韦方程组出发,结合周期边界条件将完全匹配层SAC-PML吸收边界条件应用到所建立的光栅数值模型中.对光栅结构和光滑表面结构的光谱特性进行了数值计算,得到了TM波入射时结构的吸收率,讨论了金属光栅耦合的表面等离子极化(SPPs)和空腔谐振模(Microcavity Mode)现象.结果表明由于表面等离子效应和空腔谐振现象的存在,与光滑表面相比光栅表面的吸收率得到了显著的增强.
关键词:
光栅
,
时域有限差分法
,
光谱特性
李佳玉
,
宣益民
,
李强
,
韩玉阁
工程热物理学报
颗粒球由于Mie谐振而使其复合材料能够在较高频段具有各向同性负折射效应,本文以Ag或Ge球形颗粒或Ge包覆Ag颗粒构成的包覆层颗粒分散于LiTaO3基体介质中构成的几种复合介质为研究对象.基于Mie理论和有效介质理论计算表征电磁波与颗粒复合材料相互作用过程的等效光学常数,分析这几种类型介质的负折射现象;基于建立的光学常数模型和电磁理论模拟了这几类复合介质的吸收特性,通过与在正折射频段的比较,分析其在负折射频段的辐射吸收机理.
关键词:
等效光学常数
,
负折射率
,
颗粒复合材料
,
Mie理论
黄金国
,
宣益民
,
李强
,
韩玉阁
工程热物理学报
基于麦克斯韦方程组,利用时域有限差分方法(FDTD)计算了二维周期性多孔钙钛矿型氧化物La0.83 Sr0.17Mn0.9Zn0.1O3(LSMZO)的光谱特性,讨论了结构尺寸对光谱特性的影响.计算结果表明,当孔径约比热辐射波长小一个量级时,周期性多孔LSMZO的发射率比块体材料有所提高,这对改善热致变色材料的性能具有一定的指导意义.
关键词:
钙钛矿型氧化物
,
时域有限差分方法
,
发射率
苟于春
,
宣益民
,
韩玉阁
,
李强
工程热物理学报
本文从分析全内反射中的近场倏逝：坡出发，提出了在近场倏逝波衰减长度内置一金属Ag光栅的LED结构模型，同时基于时域有限差分（FDTD）方法计算了此模型的光谱特性，分析了此LED模型的光提取效率。结果表明置入的金属Ag光栅在特定的波段可以将近场倏逝波耦合为传播波模式辐射出去，从而有效地增强了LED的光提取效率。
关键词:
光栅
,
LED
,
倏逝波
刘广平
,
宣益民
,
韩玉阁
,
李强
工程热物理学报
将一维金属-介质光子晶体应用于热辐射光谱控制,基于电磁波理论建立了光谱能量关系和光谱特性计算方法.采用钨(W)和二氧化硅(SiO2)设计了一维金属-介质光子晶体,从麦克斯韦方程组出发,研究了该一维结构的光谱特性.研究结果表明,该结构能够有效地结合材料自身光谱属性和光子晶体的光谱控制特性实现热辐射光谱特性的选择控制,可被用于热光伏系统实现热辐射光谱控制.
关键词:
光谱控制
,
一维金属-介电光子晶体
,
传输矩阵方法
,
选择性热辐射器
杨理理
,
宣益民
,
韩玉阁
,
谭俊杰
工程热物理学报
本文从电磁场理论和脉动耗散理论出发,运用时域有限差分(FDTD)方法,计算了Cu材料的两个粗糙面间的近场辐射换热,研究了粗糙面间距和粗糙度对辐射换热的影响.计算结果表明,辐射强度随间距的增大而减小,表面的粗糙度、介质的介电常数也是影响近场辐射强度的重要因素.
关键词:
近场辐射
,
粗糙表面
,
粗糙度
段慧玲
,
宣益民
,
韩玉阁
,
李强
工程热物理学报
采用DDA(discrete dipole approximation)方法对用于光催化制氢的半导体粒子的光学性质进行了研究,讨论了形状、尺寸等因素对放置在水中的CdS吸收效率的影响,选取的粒子形状有球形,圆柱形,正四面体,正三棱柱,长方体,正六角棱柱,发现粒子形状对局部表面等离子体共振峰的数目和共振波长有重要影响,而影响CdS吸收效率高低的主要因素为粒子高度,为制备具有高吸收率的CdS粒子提供了一定的理论指导.
关键词:
半导体粒子
,
DDA
,
形状
,
吸收效率
杨理理
,
宣益民
,
韩玉阁
,
谭俊杰
工程热物理学报
本文从电磁场理论出发,运用时域有限差分方法(FDTD)研究了硅太阳电池表面光栅结构在电池工作波段的吸收特性,讨论_广光栅深度对光谱特性的影响.为得到更好的吸收效果,优化了太阳能电池表面的光栅结构,加强了电池表面对太阳光的吸收,提高了电池的效率.
关键词:
太阳能电池
,
光栅
,
吸收率
,
效率
