垂直于膜面磁化的巨磁电阻传感器的微磁模拟

采用微磁模拟技术研究了一种高磁场传感器.该传感器的钉扎层采用垂直于膜面磁化的L10-FePt薄膜,感应层即自由层采用膜面内磁化的软磁NiFe薄膜.模拟计算表明,该传感器的磁场感应范围可提升到一个特斯拉,钉扎层的矫顽力和感应层的退磁场决定着该传感器的正负磁场感应窗是否对称.     

基于多目标模拟退火法的垂向检测线圈改进

针对目前磁性检测站利用地磁模拟法获取的舰艇垂向感应磁场精度不够高的问题,提出一种检测线圈改进方法,以获得高精度的感应磁场.研究了双层垂向检测线圈的磁场均匀度对求解椭球壳感应磁场精度的影响,以磁场的均匀度和极差值构建目标函数,采用多目标模拟退火法对四层检测线圈的垂向坐标和安匝数进行优化.数值仿真表明:检测线圈改进后磁场均匀度提高了 13.00％,潜艇模型感应磁场Ziz的相对误差由4.10％降至1.95％.根据线圈优化结果搭建了线圈系统,并进行潜艇模型感应磁场测量实验,证明使用改进后的线圈能够获取更加精确的感应磁场Ziz,为工程上设计检测线圈提供了新的思路.     

水下铁磁性腔体外部感应磁场研究

在水下铁磁性腔体上测量地磁场必须消除干扰磁场的影响,其中感应磁场是干扰磁场的主要组成部分,它随着腔体方位的变化而变化。分析腔体感应磁场的有限元计算方法,建立二维、三维数学模型,重点是采用有限元积分法添加了Neumann边界条件,得到了腔体感应磁场方程。通过将二维模型的解析解与数值解相比对,验证了二维和三维感应磁场方程的正确性,从而运用数值计算方法得到腔体位置、姿态变化时感应磁场的分布。     

永磁体作用下电阻点焊熔核中的电磁场分布规律

采用数值模拟方法研究了外加永磁体磁场作用下,电阻点焊熔核内的外部磁场、感应磁场及复合磁场强度及其磁场力的分布规律,并对熔化金属的流体流动模式进行了定性分析.结果表明,在外加磁场作用下,点焊熔核内的复合磁场分布以感应磁场为主导,从熔核中心至边缘逐渐增强,其径向磁感应强度分量随着永磁体工作距离增加而逐渐减小.熔核内同时存在由感应磁场生成的位于电极轴对称平面内的磁场力,以及由外加磁场引起的垂直于该平面的磁场力.在该正交磁场力的作用下,熔核内的熔化金属在电极轴对称平面及垂直于该平面的圆周方向同时进行高速流动,并呈现出沿熔核直径方向向外冲击的趋势.     

感应电场的积分计算

从麦克斯韦方程出发,导出了一个变化磁场所感应的电场的积分计算公式,并用这个公式计算了截面非圆形的轴向变化磁场所产生的二锥感应电场,编制了相应的计算程序,用微机计算并绘出了磁场截面为不同矩形和三角形时感应电场的电力线。     

感应钢包炉电磁场和工作特性的数值分析

提出了感应钢包炉的等效电路以及感应钢包炉的漏磁场、空载磁场和负载磁场的数学模型，利用有限元法作了计算，进而给出了等效电路参数及工作特性的算法。     

实验室磁场传感器感应方向的标定

通过PACSO磁场传感器能够测量各种物体的磁场的大小和分布。在测量物体前要明确磁场传感器的使用方法和原理,该磁场传感器可感应两个标定方向的磁场,为检验所标定的方向是否与实际相符,通过PASCO平台所记录的数据和图像,利用已知磁场方向的条形磁铁,进行对该磁场传感器感应方向的检验和标定的实验,研究发现该磁场传感器感应方向的标定:垂直轴向向左的方向为正向,平行轴向向里为正向;并与条形磁铁周围的磁场分布情况相互验证。     

舰船周围铁磁物体对其磁场的影响

舰船与周围铁磁物体相互磁化产生附加的感应磁场,影响舰船磁场的磁感应强度的测量,针对此问题提出一种求解附加感应磁场的磁感应强度的计算方法。该方法以舰船与铁磁物体的磁偶极子阵列作为磁场数学模型,以系数矩阵条件数为目标函数的蚁群算法来优化磁偶极子的分布位置,并把物体的磁化等效为其磁模型中各磁偶极子的磁化,借助于均匀地磁场对舰船、铁磁物体磁化产生的感应磁场的磁感应强度来求解出各自的附加感应磁场强度,最终得到舰船磁场的磁感应强度。实验结果表明:该计算方法可行,且计算精度较高。     

潜艇感应磁场的三维有限元法计算研究

本文论述了潜艇垂直感应磁性磁场的有限元计算方法，并研究了提高计算精度的问题，对于２Ｂ深度龙骨下１３个测量点，用０３潜艇船模实验数据校核得出，该磁场的平均相对误差为８．６２％的良好结果，由此得出舰船感应磁场的原始数据可用数值方法计算，并为舰船磁场从物理模拟走向数学模型创造了有利条件。     

运动等离子体中的磁场维持

根据运动媒质中的麦克斯韦方程,推导出在有限大小的运动等离子体中的磁场感应方程,由此得到了等离子体运动能转化为磁场能量的磁场发电机效应。     

基于海洋磁异常特征的目标定位理论和方法

在世界磁场模型WMM2005的基础上,建立了海洋磁场的数值计算模型,根据水下目标磁场的远场分布特征,建立了目标磁场分布的定位模型。在此基础上提出了水下目标磁异常定位方法。仿真实验证明,该定位方法完全可以满足水下目标精确定位的要求。     

海洋工程技术进展与对发展我国海洋经济的思考

海洋经济的发展离不开海洋工程技术的发展，回顾海洋工程技术的发展状况，思考我国海洋经济发展的情况及需要，以引起讨论，对明确海洋工程科技工作与教育工作面临的任务将有所裨益。     

黄渤海风、浪、流等海洋水文要素特征分析

随着我国海洋建设的快速发展,深入了解海洋水文环境特征,为海洋工程等提供保障已迫在眉睫。本文根据日常保障经验,结合相关理论,利用QN（QuikSCAT/NCEP）混合风场、模拟海浪数据等资料,对黄渤海海域的海洋水文特征进行分析,主要分析了该海域的海表风场、海浪场、潮汐潮流、海雾、盐度、SST（海表温度——Sea Surface Temperature）的特征,可为防灾减灾、航海、海洋水文保障、海洋工程、海洋能资源开发利用提供科学依据。     

围填海工程对防城港湾及其周边水动力条件环境变化的影响分析

从纳潮量、潮流场、余流和波浪4个因素分析防城港钢铁项目的围填海工程对附近海域水动力环境的影响。认为围填海工程所引起的海流、波浪、纳潮量等因素的变化均较小,纳潮量最大减小8％,海流的流速流向只在工程附近发生变化,波浪在SE向有所减弱。这些变化对当地的海洋生态环境、船舶航行和生产活动等还不会构成威胁。     

地磁导航中载体涡流干扰场特性的仿真分析

地磁导航中的测量误差是影响地磁导航精度的关键因素,而包括涡流磁场在内的载体干扰磁场是产生误差的主要因素。目前各种运载体大量使用铁磁性材料,这样不可避免地会引起涡流磁场等干扰磁场。因此文中采用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立了高速运动载体的涡流干扰场仿真模型。首先研究了永磁体与匀强磁场之间的关系,发现永磁体的剩磁越强,匀强场也越强,为模拟地磁场提供了理论依据。其次分析了载体在匀速转动时涡流磁场对地磁测量的影响,最后研究了载体摆动时的涡流场的分布。结果表明涡流磁场随着速度的增大而增强,且涡流磁场主要分布于载体中间位置。仿真结果为下一步地磁导航中的误差建模以及磁场校正技术的研究提供了理论依据。     

圆形平板电容器的磁场与位移电流的磁效应

首先从毕．萨定律出发对似稳条件下圆形平板电容器产生的磁场进行了计算，验证了似稳条件下位移电流不产生磁场的结论，并在对位移电流这一概念存在的必要性进行讨论后指出：位移电流是为了保持电流连续性和方便解释变化的电场可以产生磁场而提出来的，是特殊情形下计算磁场H的一个简便替代工具。     

圆电流圈内的磁场分布

圆电流是一个经典的物理模型。对圆电流内磁场分布特性的研究,在宏观上可以改善线圈绕组在电机中的应用。在微观上,可以给分子电流提供理论基础,对进一步研究磁介质的磁性特征也有重要参考价值。本文讨论圆电流内磁场分布并给出圆电流圈中心磁场最弱的严格证明,总结圆电流内磁场分布规律。     

稳恒电流磁场与库仑电场的关系研究

用电磁学方法证明了电流元产生元磁场的3个方程的等价性;由稳恒电流元的磁场表达式导出了元磁场与载流电荷元产生的库仑电场的关系。讨论了该表达式的物理意义,指出,该表达式明确指出稳恒磁场是由电荷的定向运动产生的;稳恒磁场是以光速传播的,为否定＂超距作用＂的观点提供了新的依据。认为v×dE/c2表示了库仑电场力的无功功率,由此可知,稳恒电流的磁场可以由载流电荷库仑力的无功功率表示。这样的结果有利于初学电磁学的人正确理解磁场的产生、来源和传播。讨论了运用新的表达式求解磁场的方法,指出,运用电荷密度与载流子定向运动速度的乘积等于电流密度和点电荷的库仑场表达式的方法求解磁场甚为方便,如此做法可以省去传统的求解磁场必须掌握的复杂计算方法。并由此推断超导载流子的平均定向运动速度远远大于正常导体内载流子的定向运动速度,否则,超导电流不可能产生几十个特斯拉的磁场。     

正多边形电流的磁场分布

依据有限长载流直导线的磁场公式,采用旋转矢量场方法,对正N边形电流在周围空间激发的磁场进行了计算.同时讨论了N→∞极限情形,其结果与圆电流产生的磁场保持一致.     

The stability against freezing of an internal liquid-water ocean in Callisto

The discovery of the induced magnetic field of Callisto-one of Jupiter's moons-has been interpreted as evidence for a subsurface ocean, even though the presence of such an ocean is difficult to understand in the context of existing theoretical models. Tidal heating should not be significant for Callisto, and, in the absence of such heating, it is difficult to see how this internal ocean could have survived until today without freezing. Previous work indicated that an outer ice layer on the ocean would be unstable against solid-state convection, which once begun would lead to total freezing of liquid water in about 108 years. Here I show that when a methodology for more physically reasonable water ice viscosities (that is, stress-dependent non-newtonian viscosities, rather than the stress-independent newtonian viscosities considered previously) is adopted, the outer ice shell becomes stable against convection. This implies that a subsurface ocean could have survived up to the present, without the need for invoking antifreeze substances or other special conditions.