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變換光學(xué)是一種通過設(shè)計(jì)改變傳輸介質(zhì)的電磁特性實(shí)現(xiàn)調(diào)控電磁波任意傳輸?shù)睦碚?根據(jù)麥克斯韋方程組在空間變換下的協(xié)變性,可以通過坐標(biāo)變換設(shè)計(jì)出具有特定電磁參數(shù)的材料,從而設(shè)計(jì)新型電磁器件滿足對(duì)電磁波傳輸?shù)奶囟ㄐ枨?基于變換光學(xué)的方法,人們陸續(xù)提出了隱身斗篷,隱身地毯以及波束集中器等新型電磁功能器件.基于上述背景,應(yīng)用變換光學(xué)的理論方法,本文提出并設(shè)計(jì)了一種可實(shí)現(xiàn)無反射傳輸?shù)?0°波導(dǎo)彎接頭.對(duì)波導(dǎo)彎接頭材料的電磁參數(shù)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)于入射波的傳輸方向的操控,滿足無反射傳輸要求.然而,經(jīng)過變換光學(xué)得到的波導(dǎo)接頭材料電磁參數(shù)通常是各向異性的,因此在實(shí)際制備中很難實(shí)現(xiàn).本文根據(jù)等效介質(zhì)理論使用兩種各向同性材料在特定方向上層疊等效實(shí)現(xiàn)了波導(dǎo)彎接頭處各向異性材料的電磁特性.基于有限元方法,對(duì)設(shè)計(jì)的波導(dǎo)接頭進(jìn)行了數(shù)值仿真,結(jié)果表明:在填充了特定材料的彎曲波導(dǎo)接頭處,電磁波可以實(shí)現(xiàn)無反射傳播從而大幅提高了傳輸效率.
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為了提高井下底部鉆具組合的適應(yīng)性和調(diào)控能力，研制出了一種新型的地面遙控角度可調(diào)彎接頭。運(yùn)用穩(wěn)定性理論和傳遞函數(shù)法，重點(diǎn)分析了新型可調(diào)彎接頭控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用定步長四階龍格一庫塔方法對(duì)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)字仿真，討論了各主要參數(shù)對(duì)控制系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的影響以及系統(tǒng)正常工作的范圍。結(jié)果表明，為保證本文所分析的可調(diào)彎接頭在井下正常工作，鉆并時(shí)鉆并液排量波動(dòng)量應(yīng)為２．２Ｌ／ｓ
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