单模烧结腔内电磁场分布的HFSS仿真

在分析了微波烧结的原理和特点的基础上,利用电磁仿真软件HFSS建立了BJ-22型TE103单模烧结腔的仿真模型,模拟出空腔内电场的分布云图,确定了最佳场分布时的腔体长度为254 mm;通过增加单模烧结腔宽边,减少其窄边,从而改善了腔体性能。仿真结果表明,改进型单模腔扩大了均匀场三维分布范围,均匀场空间分布体积是改进前的2倍。     

微波参数对微波烧结过程中电场分布的影响（英文）

用电磁仿真软件HFSS对加载了圆柱形样品烧结腔的电场分布进行了研究。设定不同的介电常数εr和介质损耗角正切值tgδ以便获得不同的电场分布云图。分析和讨论了相对介电常数和介电损耗角对烧结腔和样品的电场分布影响。研究结果表明,不同的相对介电常数对电场分布存在显著的影响,但介电损耗对其影响不大。     

一种同轴腔微波等离子体反应器的设计及电磁场计算

设计了一种同轴腔微波等离子体反应器,推导了谐振腔内电磁场分布表达式,对谐振腔中的电磁分布进行了数值计算,得到与理论推导结果相对应的场强分布图。同时采用HFSS软件对本文设计的同轴谐振腔等离子体反应器进行电磁场的模拟仿真,优化出谐振腔的最优尺寸和场强分布图。软件模拟与理论推导结果吻合,说明了本方案设计的可靠性。本文设计的谐振腔固有品质因数可达17800,峰值场强高达9.29×103V/(m·W),且分布均匀,微波能量集中,有利于反应气体产生放电。     

基于HFSS泄漏电缆辐射特性仿真分析

针对传统方法研究泄漏电缆辐射特性繁杂的问题,采用简单易于实现的HFSS电磁仿真软件对泄漏同轴电缆辐射特性进行仿真分析.根据泄漏电缆单模辐射理论,建立了不同外导体缝隙间距的辐射型泄漏电缆,仿真得到了各种结构的泄漏电缆内部电场和空间辐射场的分布情况,分析结果对单模频带的扩展有重要意义.     

微波等离子体设备场分布的仿真和实验

为使激发微波等离子体的腔体设计更便捷并详细了解腔内的电场分布,迫切希望有仿真工具支持.该文介绍了一台环形波导微波等离子体设备,利用一种有限元软件对反应腔内的电场分布和功率密度进行仿真,并运用光电探头和水负载温升法实际测量反应腔内的对应参数.实验结果表明: 反应腔内的电场分布、功率密度均与仿真结果大致接近,证实运用此种计算工具对微波等离子体反应腔进行数字化设计是可行的.同时,该软件仿真得到的腔内电场分布,能够为微波等离子体激发过程的研究提供指导.     

试样几何参数对微波烧结腔电场分布的影响

采用HFSS三维仿真模拟软件对加载92%的氧化铝的微波烧结腔进行模拟。通过控制变量法分别改变试样的半径和高度,对试样进行数值化模拟。模拟结果表明,高度在30mm左右时样品内部电场分布比较均匀,为适合烧结的样品尺寸。随着样品高度的增加场的均匀性比逐渐下降。微波电磁场在小尺寸样品内分布比较均匀,场强梯度很小。高度超过60mm后,场的均匀性比有所提高,场的稳定性比略有起伏,但超过一定高度后,样品电场不再均匀,超出均匀区域范围。由此确定了最佳的样品烧结尺寸为高度77mm,半径30mm。     

一种同轴腔微波等离子体反应器的设计及电磁场计算

设计了一种同轴腔微波等离子体反应器，推导了谐振腔内电磁场分布表达式，对谐振腔中的电磁分布进行了数值计算，得到与理论推导结果相对应的场强分布图。同时采用HFSS软件对本文设计的同轴谐振腔等离子体反应器进行电磁场的模拟仿真，优化出谐振腔的最优尺寸和场强分布图。软件模拟与理论推导结果吻合，说明了本方案设计的可靠性。本文设计的谐振腔固有品质因数可达17800，峰值场强高达9.29×10³V/(m·W)，且分布均匀，微波能量集中，有利于反应气体产生放电。     

基于HFSS优化微波反应器去除废水中喹啉

微波化学反应器反应腔体形式能影响微波场在腔体内的分布,不同的微波分布形式会影响微波腔体内的温度分布均匀性,这种温度差异性造成了微波能量的浪费,从而将影响微波化学反应器对污染物的去除效果.从微波腔体形式方面考察了微波场在腔体中的分布,建立了矩形、八面体和圆柱体3种微波反应器反应腔体模型,利用HFSS专业电磁模拟软件进行仿真计算,讨论了不同的微波反应腔体对微波分布均匀性的影响,结果显示相对于矩形微波腔体和八面体微波腔体,微波在圆柱形反应腔体内的分布呈现规律性分布,即驻波均匀的分布在负载水的周围,这种分布会使得负载水中的电场分布更加均匀,并且这种趋势从矩形到八面体再到圆柱体腔体越来越明显.结合圆柱体微波腔体在实际制作中的困难,所以选择八面体微波腔体作为最佳的微波反应腔体形式.根据模拟结果对实验室现有的微波反应器进行了优化,并应用于喹啉降解实验,结果显示改造后反应装置对H2O2分解速率加快,对喹啉去除率提高了5.27%,对TOC去除率提高了4.15%.     

随机运动导电粒子对微波腔内电场分布的影响

针对微波腔内不均匀电磁场导致的微波加热不均匀现象,利用金属对微波具有反射的特点,将导电粒子与运动物料相结合,研究了随机运动导电粒子对微波转筒干燥腔内电场分布的影响.利用EDEM与COMSOL软件将运动场与电磁场相耦合,模拟导电粒子的尺寸、数量以及随机运动方式对微波腔内电场分布的影响.结果表明:直径小于20,mm的导电粒子对电场的影响较小;自由随机运动的导电粒子因粒子集聚而恶化微波腔内的电场分布;固定间距的随机运动导电粒子可提高微波腔内的平均电场强度及电场分布的均匀性.     

HFSS的平行耦合微带线电磁串扰研究

目的是提出一种减少平行耦合微带线串扰的方法来指导印刷电路板产品的电磁兼容性设计,通过使用Ansoft公司开发的高频结构仿真软件(HFSS)对平行耦合微带线进行建模,对其空间电场分布进行仿真。最后讨论影响场分布的各个因素,得到减少微带线间串扰的有效方法。     

微波多模腔金属边界移动对加热的影响研究

微波加热作为一种新型、高效的加热方法,在化学催化及材料处理等方面有着巨大的优势,但是微波加热的非均匀性限制了其在化工等行业中的大规模应用.本文设计了一种可移动金属壁的微波加热多模腔.在加热过程中,通过单向移动微波多模腔的金属壁,实现腔体内电场分布的不断改变,从而达到提高加热均匀性的目的.在仿真计算中,通过使用移动网格方法实现了整个加热过程的模拟计算.通过与离散位置的电场值和端口反射系数比较,验证了计算方法的准确性.通过比较被加热物质的温度变异系数(COV),可以看出移动金属壁的微波多模腔的加热均匀性相对于固定尺寸的多模腔的提高了近18%~38%.同时,本文分析了不同金属壁移动方式对加热效果的影响,提出可根据材料的属性和要求,计算选择理想的金属壁移动方式,获得更优的处理结果.     

金属壁移动对微波加热均匀性的影响

本文通过矩形波导金属壁的移动,对腔体内电磁场分布的相位进行调节,从而改善矩形波导内因电磁场分布的不均匀而引起的加热不均匀性,并且提出了基于空间坐标变换的时变媒质方法来计算移动边界问题,对于处理大型工业用微波腔体的移动边界问题具有重要意义.本文采用单模BJ-22波导加热系统为基准,分析短路面位置的调节对微波加热均匀性的影响,实验和计算表明短路面的调节可以大大提高微波加热的均匀性,且空间坐标变换理论可以准确的用于微波腔体的移动边界计算.     

涂层圆柱光波导传光特性的研究

研究了一种双包层阶跃型光纤，涂层作为内包层，其折射率大于纤芯及外包层的折射率。严格地推导了柱坐标下的特征方程。并在两种极限情况下，推广到平板光波导和传统的阶跃型光纤。详细计算了ＴＭ和ＴＥ波的场分布及功率分布，做出了相应的曲线，表明了涂层厚度和工作波长对场及功率分布的影响。     

用于高温超导单晶微波特性测量的5GHz空腔介质谐振器设计

利用superfish软件设计了一个用于超导单晶微波测量的空腔介质谐振器.该谐振器基模为TE011模,共振频率为5GHz.谐振器中心打孔,单晶样品通过一介质棒伸到孔心.谐振器谐振模式得到了实验上的验证.     

准波导激光器输出模式特性研究

在普通的开放式光腔自再现模式理论和波导模式理论的基础上,研究一种介于自由空间模式和波导模式之间的准波导模式. 在腔镜和波导口之间利用Fox-Li的衍射积分法,在波导内把电场离散到各个波导模式中. 经过多次迭代,分析了在介于波导尺寸和非波导尺寸之间的准波导内存在的稳定场,并对比了准波导模式、波导模式和高斯模式的不同,验证了其稳定场分布是一种类似于高斯模式和波导模式,但却不同于两种模式的新的电场分布.     

微波谐振腔法测纱线混纺比

为了探索新的测量混纺比的方法,选择微波检测法。本文讨论高聚物纤维材料在谐振腔微波场中的反应和作用。主要工作是应用具有特定工作模式的谐振腔,确定混纺纱线试样的纵向介电性质,再根据介电性质和混纺组份的关系确定混纺比。在自行设置的检测系统上进行一系列实验并获得相应的结果。     

高次模碳纤维微波加热装置的设计与实验

为了使T300碳纤维达到微波石墨化的反应温度,需要对其进行微波加热实验。设计了一种基于TM_(110)高次横磁波模式的碳纤维微波加热装置,该装置是一种圆柱形谐振腔,腔体两侧分别存在一个轴向电场最大值区域,理论上可以同时加热多束碳纤维。为了保证碳纤维的加热效率,在设计时需要同时兼顾腔体的谐振频率和阻抗匹配特性。使用仿真软件优化了耦合点的具体位置,并对优化后的圆柱形谐振腔进行了多物理场的耦合仿真。仿真结果表明:出口处碳纤维的表面温度最高,且靠近耦合点的左侧碳纤维温度高于右侧。实验结果与仿真结果较为吻合,验证了碳纤维微波加热的可行性和装置的有效性。     

微波整流器谐振回路的计算机模拟

构造了圆柱腔圆极化TE111模式,采用自适应变步长四阶五级龙格-库塔法编写了跟踪单个电子运动轨迹的模拟程序,并计算了f=2.45 GHz时腔体的最优尺寸;分析了给定输入功率时,电子枪电压与电子束流及电子出腔时横向位移的关系;得到了外加磁场偏离谐振值±5%时,单个电子输出能量的离散性随电子枪加速电压变化的曲线;当电子与轴的距离小于5mm时,输出电子横向动能的离散小于1.8%.