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變換光學是一種通過設計改變傳輸介質的電磁特性實現(xiàn)調控電磁波任意傳輸?shù)睦碚?根據(jù)麥克斯韋方程組在空間變換下的協(xié)變性,可以通過坐標變換設計出具有特定電磁參數(shù)的材料,從而設計新型電磁器件滿足對電磁波傳輸?shù)奶囟ㄐ枨?基于變換光學的方法,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,應用變換光學的理論方法,本文提出并設計了一種可實現(xiàn)無反射傳輸?shù)?0°波導彎接頭.對波導彎接頭材料的電磁參數(shù)進行了重新設計,實現(xiàn)了對于入射波的傳輸方向的操控,滿足無反射傳輸要求.然而,經過變換光學得到的波導接頭材料電磁參數(shù)通常是各向異性的,因此在實際制備中很難實現(xiàn).本文根據(jù)等效介質理論使用兩種各向同性材料在特定方向上層疊等效實現(xiàn)了波導彎接頭處各向異性材料的電磁特性.基于有限元方法,對設計的波導接頭進行了數(shù)值仿真,結果表明:在填充了特定材料的彎曲波導接頭處,電磁波可以實現(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性和調控能力，研制出了一種新型的地面遙控角度可調彎接頭。運用穩(wěn)定性理論和傳遞函數(shù)法，重點分析了新型可調彎接頭控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用定步長四階龍格一庫塔方法對其動態(tài)響應進行了數(shù)字仿真，討論了各主要參數(shù)對控制系統(tǒng)瞬態(tài)響應的影響以及系統(tǒng)正常工作的范圍。結果表明，為保證本文所分析的可調彎接頭在井下正常工作，鉆并時鉆并液排量波動量應為２．２Ｌ／ｓ
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