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关键词： 脉冲电磁场   老年大鼠   膝骨关节炎   关节软骨退变   P53   P21  

摘要： 背景:脉冲电磁场作为一种重要的物理治疗方法对骨关节炎的疗效确切,但其作用机制尚未完全明确。目的:观察脉冲电磁场对老年大鼠膝关节软骨退变的影响。方法:选取8只6月龄SD大鼠作为青年组,正常饲养8周,不做任何处理;将16只22月龄SD大鼠随机分为老年组(n=8)和脉冲电磁场组(n=8),对脉冲电磁场组大鼠进行脉冲电磁场干预,1次/d,每周5 d,连续干预8周,老年组正常饲养8周,不做任何处理。8周后麻醉处死所有大鼠,进行相关指标的检测。结果与结论:①与青年组相比,老年组大鼠血清Ⅱ型胶原C端肽水平升高(P<0.05);与老年组相比,脉冲电磁场组大鼠血清Ⅱ型胶原C端肽水平降低(P<0.05);②显微CT显示,与青年组相比,老年组大鼠胫骨的骨体积分数、骨密度、骨小梁数量均降低(P<0.05),骨小梁间隙增大(P<0.05);与老年组相比,脉冲电磁场组大鼠胫骨的骨体积分数、骨密度、骨小梁数量均升高(P<0.05),骨小梁间隙减少(P<0.05);③胫骨平台番红O-固绿染色显示,老年组大鼠关节软骨结构紊乱,软骨细胞明显减少,无法区分潮线;脉冲电磁场组上述情况有所改善;④RT-qPCR与Western blot检测显示,与青年组相比,老年组大鼠关节软骨及软骨下骨中基质金属蛋白酶1、基质金属蛋白酶13、P53、P21的mRNA与蛋白表达均升高(P<0.05);与老年组相比,脉冲电磁场组大鼠关节软骨及软骨下骨中基质金属蛋白酶1、基质金属蛋白酶13、P53、P21的mRNA与蛋白表达均降低(P<0.05);⑤结果表明,脉冲电磁场可能通过抑制P53/P21的表达抑制软骨细胞衰老,缓解关节软骨降解及抑制软骨下骨骨质疏松,改善老年大鼠骨关节炎。

关键词： 模块电源   机箱外壳   屏蔽   电磁场   通风孔  

摘要： 风冷模块电源机箱外壳是产品电磁屏蔽的重要组成部分,外壳电磁屏蔽能效的好坏对整个设备的电磁兼容性能也有重要意义。为此,风冷模块电源机箱外壳,在设计阶段就应全面考虑屏蔽问题,减少电磁干扰、电磁辐射。本文主要从机箱外壳材质、外壳结构形式以及外壳通风开孔设计等方面进行逐一分析,提出设计建议,为同类电气产品外壳屏蔽设计提供设计思路和方法。

关键词： 电磁-结构-声场分析   振动噪声   高频变压器   电磁振动   频域特性   振动加速度  

摘要： 大容量高频变压器结构紧凑，工作频率为数百Hz到几十kHz，工作波形为方波等非正弦的特殊激励波形。高频变压器电磁、结构、声等多场耦合紧密，运行时出现严重的振动与噪声问题，对高频变压器振动与噪声特性进行精细分析对于其减振降噪具有重要意义。为此，本文首先建立高频变压器电磁场-结构力场-声场三维仿真求解模型，明确各物理场的载荷传递过程以及电磁和力学性能参数；然后采用有限元法得到了不同电压激励下变压器铁芯表面时域振动波形与噪声频域特性，并定量评估了纳米晶切割铁芯对受力特性的影响程度；最后，对一台5kHz/10kVA高频变压器的振动和噪声进行试验测试，得到正弦和方波电压激励下铁芯振动和噪声数据。由仿真与试验结果可知，高频变压器铁芯拐角处振动较为剧烈且周围产生的噪声也较大；相比于正弦波激励，非正弦波激励下振动不仅集中发生在2倍频还存在许多高次谐波分量，同时各个频率段声压级明显增加；不同波形激励下测量点声压级相对误差均在10%以内，验证了仿真模型的准确性。

关键词： 道路交通   无线充电车辆   电磁场   地磁场   偏移   分型  

摘要： 针对无线充电车辆的动态特征识别和车辆分型问题，设计了一种基于车-路协同的混合电磁感应单元和地磁场感应单元的复合感应装置；在混合电磁感应单元中，为实现动态条件下的感应识别，提出了1种以谐振电流有效值为无线充电车辆特征的检测方法，并通过在电路拓扑中引入电场耦合与磁场耦合2种形式，同时加入高阶的双边电容电感（CL）补偿结构；为实现半开域耦合程度的量化分析，定义了线圈传输与极板传输的功率比参数，进而实现了偏移情况下的感应识别；以地磁传感器捕获不同车辆通过时的地磁场扰动信号为例，为改善非线性非平稳信号的提取效果，提出了1种地磁信号的集合经验模态分解法（EEMD）；引入曲线的特征向量提取法，以小型三厢轿车、中型两厢轿车、中型厢式货车和大型客车等4种车型的尺寸作为典型试验样本，将不同车辆的地磁曲线信号转化为特征向量图谱，以实现车辆形状类型的判断。研究结果表明：混合电磁感应单元在测试条件下，沿线圈偏移方向的识别长度约为220mm，垂直于线圈向外偏移方向的识别长度约为170mm，其识别范围比单一的磁场耦合增大约62.8%；地磁场感应单元可实现长度为3.7～12.0m、速度为2.78～16.67m·s-1的车辆类型特征检测，通过地磁场感应单元与混合电磁感应单元相互配合，可有效提高无线充电车辆动态分型识别的可靠性，从而促进无线充电技术在道路交通电气化设施中的应用和发展。

关键词： 永磁同步电机   电磁场有限元分析   非线性材料特性   动网格   牛顿迭代  

摘要： 在电机电磁设计领域,采用有限元分析方法能够有效提升电机电磁设计的精度、效率和可靠性。然而,电机电磁场有限元建模需要充分考虑材料非线性特性以及转子运动特性,这使得电机电磁场有限元模型在保证计算精度和提高计算速度方面面临新的挑战。以一台36槽6极内置式永磁同步电机为例,结合一阶网格剖分单元构建其电磁场有限元计算模型;采用Dirichlet和周期边界条件降低求解维度,运用牛顿迭代法考虑非线性材料特性,并结合Moving Band动网格技术对转子运动进行精确建模;其中Moving Band动网格和周期边界条件的联合运用能够有效保证求解矩阵维度的恒定,有利于在不同转子位置处继承上一步求解的磁矢位,为牛顿迭代提供有效初始解,实现加快牛顿迭代速度。通过对比提出的快速算法和传统有限元算法所计算的结果,验证了算法的准确性和快速性。

关键词： 新高考   物理学科   核心素养   渗透路径  

摘要： 新高考对物理学科教学提出了更高要求,本文以“带电粒子在电磁场”教学为例,探讨如何有效地将物理学科核心素养渗透到课堂教学之中。文章首先分析新高考政策出台的背景及其给高中物理教学带来的深刻影响,强调了物理学科在培养学生科学探究能力、物理观念、科学思维以及科学态度与责任等方面的重要性。其次,结合具体教学案例,阐述如何通过情境创设、问题解决策略、模型建构和实践活动等多种途径,实现带电粒子在电磁场相关知识教学中核心素养的培养与提升。最后指出在新高考背景下,物理教学应进一步强化实践性、创新性和跨学科性,着重培养学生终身受益的物理学科核心素养。

关键词： ±1/2阶   Bessel函数   快速Hankel变换   电磁计算  

摘要： 针对±1/2阶快速Hankel变换的滤波系数进行了设计研究,并将其用于水平层状正交各向异性介质中电磁场的计算。首先,利用Fourier变换以及传播矩阵法将空间域电磁场表示成二维无穷积分形式,并利用欧拉公式将其转化为包含±1/2阶Bessel函数的半无穷积分。然后,利用矩阵反演方法设计了三种不同长度的±1/2阶快速Hankel变换滤波系数,以提高电磁场计算效率。最后,通过设计一个五层正交各向异性介质模型计算了其电磁场分布,并与直接积分方法进行对比,从而检验了设计的±1/2阶快速Hankel变换的计算精度与效率。研究方法可用于复杂介质中电磁场的快速计算,也可为目标电磁成像提供一定基础,具有重要的理论与实际意义。

关键词： 磁流变液   制动器   电磁场   有限元分析   断电自锁  

摘要： 【目的】提升变位机的制动响应速度与精度,同时增加断电保护功能,以确保在断电或紧急停机情况下能够快速有效地锁定设备位置,避免潜在的安全风险。【方法】本研究开发了一款集成断电自锁特性的新型挤压-剪切混合模式的磁流变制动器。励磁线圈通电时,磁流变液在挤压-剪切混合工作模式下产生制动力;断电后,通过调节杆的自由末端封闭对应的相邻两滑动腔之间的流体通道,使得滑动腔内的磁流变液无法向相邻的滑动腔流动,通过制动活塞与制动盘的配合实现对制动轴的旋转锁定,实现断电自锁。利用ANSYS Workbench进行三维静态磁场分析,验证磁路可行性及材料定义准确性,分析制动器整体及不同位置磁流变液磁场分布状态。【结果】当励磁电流从0.5 A增加到4.0 A时,制动器有效磁流变液工作区域的平均磁场强度从0.1352 T增加至0.6562 T,增幅达到385.36%。【结论】与传统变位机中装载的磁粉制动器相比,该磁流变制动器能够实现高效的制动力控制和优异的安全保障功能,弥补了以往磁流变制动器缺乏断电保护的局限性,为变位机等高精度设备的制动系统设计提供一种新的方案。

关键词： 油气开采监测   仿真模拟   电磁场   二维反演   时移电磁  

摘要： 海洋可控源电磁(MCSEM)法在海洋油气开发中有着独特的作用,常用于油气层识别及辅助定位。海洋油气勘探中,主油气层附近往往存在次油气层,不易进行区分。在油气开采监测时,利用时移可控源电磁法检测次油气层,可以有效降低成本、提高勘探效率。首先,开展海洋可控源电磁法的二维正演模拟,对次油气层不同厚度、相较于主油气层的不同位置及不同距离、主油气层不同埋深的多种模型进行正演模拟,正演电磁响应表现出明显差异;然后,根据归一化振幅差异分析次油气层对电磁响应的影响;最后,采用OCCAM反演,对不同开采情况下的简单油气模型和复杂地质情况下的油气模型进行反演,结果表明,随着开采过程的进行,次油气层的响应逐渐清晰,为海洋油气开采监测提供可靠的参考数据。

关键词： 雷电防御   电磁场   空间分布   区域防雷   设计应用  

摘要： 致力研究区域防雷设计中感应雷防护的关键问题,通过综合考虑雷击时间间隔、雷暴云运动特性和避雷针电晕效应等最新研究成果,建立了一个电气几何模型,并深入分析区域防雷设计中雷击电磁场强度的空间分布特征,结果表明:该模型使设计人员能够根据雷击点电流和保护距离,快速计算电磁场的空间分布,在雷电电磁场防护中应重点预防λ/4波长。