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关键词： 电脉冲   电磁场   重力场   超声波   凝固组织  

摘要： 施加物理外场可以对液态金属凝固过程进行调控,改善凝固组织进而获得高性能的优质铸件。阐述了不同物理外场(电脉冲、电磁场、重力场、超声波等)对纯金属和合金凝固组织影响及其作用机理,总结了物理外场对合金凝固过程的影响及其在金属材料中的应用,并介绍了各外场的创新应用以及发展趋势。

关键词： Python   可视化   电动力学   电磁场  

摘要： 电动力学是研究电磁场基本规律的理论课程,不仅是理解电磁现象的基础,而且为电子技术和通信工程等应用领域提供了理论支持;但电动力学理论中的抽象概念难以直观理解,数学计算尤其是矢量计算较为复杂。本文探究Python编程语言的可视化技术在电动力学教学中的应用,通过编程计算模拟可视化抽象的电动力学概念和结论,如偶极子辐射、运动点电荷的场等,让学生能直观观察电磁场的变化规律,提升学生对电磁场概念的理解与应用能力,激发学生对电动力学学习的兴趣。

关键词： 高速磁浮   电磁场   磁场强度   电磁力   谐波  

摘要： 讨论了高速磁浮车辆电磁场研究现状及发展动态,探讨了高速磁浮车辆电磁场变化特性和研究方法,提出了一套具有自主特色与创新的研究高速磁浮电磁场的技术方案:建立了复合感应涡旋流电磁场模型,研究了合适的动态电磁场计算方法并进行了电磁场仿真分析;建立了一种利用复合电磁场控制电磁场波动和电磁密度来实现电磁力稳定的技术目标,分析了运动磁场中产生的感应电流即涡旋流变化及可能对原磁场产生的影响,设计了利用多种因素改变运动磁场形态和感应电流的分布,提出了新兴电磁场控制方法以提高磁电作用效果。

关键词： 轴频   电磁场   磁传感器   剩磁   螺旋桨  

摘要： 轴频磁场因频率低、水下传播距离远的特点而成为水下探测的被动信号源。为了实现对水下目标轴频磁场的可靠探测,首先在实船试验的基础上,明确了轴频电场耦合产生的轴频磁场外还存在新的轴频磁场源;然后,在模拟轴低频磁场测量的基础上,揭示了源于磁性轴旋转的轴频磁场的产生机理,且基于旋转椭球体模型建立了磁性轴旋转轴频磁场的数学模型;最后,通过实船试验,验证了源于磁性轴旋转轴频磁场的可探测性。结果表明:在42 m距离范围外,磁通门传感器能够可靠探测磁性轴旋转产生的轴频磁场信号,该信号可成为一种新的水下探测源。

关键词： 屏蔽式永磁同步电机(CPMSM)   电磁场   温度场   互相迭代法  

摘要： 真空泵用屏蔽式永磁同步电机发热严重,因此在设计阶段准确预测其温度对于真空泵系统的安全稳定运行具有重要意义。针对当前电机电磁场-温度场双向耦合计算方法只能考虑温度对电机材料物理性质参数的影响,提出了一种电机电磁场-温度场互相迭代计算方法。该方法不仅能够考虑温度对电机损耗和永磁体磁性能的影响,还能够考虑温度对电机部件材料导热能力和散热能力的影响,使电机电磁场和温度场预测更加符合实际情况。以一台1.5 kW屏蔽式永磁同步电机作为研究对象,基于提出的方法对电机的电磁性能和温度特性进行分析,并将分析结果与电磁热双向耦合计算结果进行了对比。此外还利用提出的互相迭代法分析了环境温度对电机温升的影响。该研究不仅可以为屏蔽式永磁同步电机优化设计提供理论依据,还可以为其运行安全性和可靠性提供参考。

关键词： 纳米晶   涡流   能量模型   数值方法  

摘要： 准确预测纳米晶材料的磁滞特性，对高频变压器磁芯的电-磁-热特性分析具有重要意义。然而，受制于高成本、不准确的静态磁滞特性表征方法，现有的基于静态磁滞模型与电磁场数值法的软磁材料磁滞特性预测模型难以兼顾实用性与有效性。本文首先基于能量模型（Energetic model）建模理论与软磁材料磁化机理，推导并建立能量模型参数与磁通密度之间的函数解析关系，实现不同磁化强度下软磁材料静态磁滞特性高效、准确的模拟；其次，将能量模型与Maxwell方程进行耦合，考虑高频方波电压激励下材料静态磁滞特性对带材内部涡流分布的影响，进而求解带材内部的磁通密度分布；最后，依据损耗统计理论，建立高频方波电压激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型，并通过实验验证本文所建预测模型的有效性。

关键词： 纳米晶   涡流   能量模型   数值方法  

摘要： 准确预测纳米晶材料的磁滞特性，对高频变压器磁芯的电-磁-热特性分析具有重要意义。然而，受制于高成本、不准确的静态磁滞特性表征方法，现有的基于静态磁滞模型与电磁场数值法的软磁材料磁滞特性预测模型难以兼顾实用性与有效性。本文首先基于能量模型（Energetic model）建模理论与软磁材料磁化机理，推导并建立能量模型参数与磁通密度之间的函数解析关系，实现不同磁化强度下软磁材料静态磁滞特性高效、准确的模拟；其次，将能量模型与Maxwell方程进行耦合，考虑高频方波电压激励下材料静态磁滞特性对带材内部涡流分布的影响，进而求解带材内部的磁通密度分布；最后，依据损耗统计理论，建立高频方波电压激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型，并通过实验验证本文所建预测模型的有效性。

关键词： 运动海水   感应电磁场   潮汐   地磁卫星   澳科一号  

摘要： 地磁台站和地磁卫星能观测到饱含钠、氯离子运动海水切割地球主磁场产生的感应磁场数据.计算潮汐感应电磁场的三维高精度空间分布是从潮汐电磁数据中获得海洋底部电导率结构的关键,更是设计与优化地磁台站、电磁卫星轨道的重要依据.现有的潮汐(或运动海水)感应电磁场正演计算方法普遍存在难以精确模拟真实海岸线、不均匀陆地与海水表层、复杂地球深部结构影响的问题,从而降低潮汐感应电磁数据的解释水平.为解决此问题,本文开发了一种基于四面体单元的潮汐感应电磁场矢量有限元计算方法,具备精确模拟真实海岸线、不均匀陆地与海水表层、复杂地球深部结构影响的能力.首先,推导了运动海水感应电磁场满足的边值问题,结合四面体单元,利用矢量有限元计算方法求解了运动海水感应电磁场.然后,利用最新的海洋深度与海底沉积层模型,建立了包含真实海岸线、不均匀陆地与海水电导率分布的地球三维电导率模型,以M2潮汐激励源为例计算潮汐感应电磁场,通过与球谐有限元和积分方程结果的对比,来验证本文方法的正确性.最后,利用计算的高精度M2、N2和O1潮汐感应电磁场信号,筛选出能观测到强M2、N2和O1潮汐磁场信号的全球标准地磁台站,并预测了适用于潮汐信号观测的台站分布.另外,还计算了澳科一号及后续卫星450与200km轨道高度的潮汐感应磁场分布特性,计算结果表明:200km高度潮汐磁场幅度约为450km高度的2倍,M2、N2和O1潮汐在200km高度的感应磁场最大幅值分别为磁传感载荷测量精度(0.5nT)的8倍、2倍和3倍,近地200km低轨道具有探测新西兰、冰岛南部、印度洋南部、南极洲罗斯海域和鄂霍茨克海海底岩石圈和软流圈高分辨电性结构的巨大潜力,还具有研究大尺度海洋动力学过程与性质的潜力.

关键词： 优化松弛方法   并行计算   传输线法   有限元   GPUs  

摘要： 为提高传输线有限元法(transmission line model-finite element method,TLM-FEM)的求解效率,对该方法的入射阶段和反射阶段的求解过程进行了优化。在反射阶段采用优化的松弛方法加速求解非线性端口电压,将单元系数矩阵的计算以及全局矩阵的分解在GPU上并行实现进一步提升计算效率。将优化的TLM-FEM用于单相变压器电磁场的计算中,通过C++自编程分析与商用软件ANSYS的求解结果进行对比,验证了算法的准确性。对同一模型不同网格数量的计算时间进行对比,可知提出的方法可用于大型电气设备电磁场分析。

关键词： 格林函数   介质   电磁场   运动效应   量子效应   无线通信   电磁兼容  

摘要： 文章回顾了电磁学中的格林函数理论与格林函数方法。首先,引入标量波动方程对应的格林函数,并与信号系统中的冲击响应函数作类比。其次,引入矢量波动方程对应的并矢格林函数,包括均匀和非均匀介质中的格林函数,并探讨其与电磁理论中的互易定理、等效原理之间的联系。最后,介绍了考虑介质的运动效应和电磁场的量子效应下的格林函数理论。此外,文章也探讨了电磁格林函数在无线通信、电磁兼容等工程领域的应用。