垂直磁偶源频率域电磁测深法一维正演及响应特征

为了探究磁偶源频率域电磁法的测深能力,本文以垂直磁偶源频率域电磁剖面装置为例,从垂直磁偶极子在一维层状介质的Z方向磁场公式出发,在低感应系数条件下推导了视电导率的表达式,最终实现了垂直磁偶源频率域电磁测深法的一维正演；然后通过对典型层状模型进行一维正演模拟,分析了磁偶源频率域电磁测深法的响应特征。研究结果表明：通过同时减小发射频率和增大收发距并保持频率与收发距平方的乘积不变能够实现电阻率测深,属于频率和几何测深联合方式,可见该方法能够准确地反映地下介质视电阻率的垂向变化信息。     

基于chave算法的瞬变电磁一维正演

瞬变电磁法作为电磁感应法的一个分支在国内外得到了很大的发展,用于石油、天然气及深部构造等的勘探中,在工程勘察领域的应用研究也越来越活跃。全文从瞬变电磁法的原理出发,推导了频率域中垂直磁偶极源的一维电磁场的表达式,从频率域中磁场的一维表达式推出瞬变电磁场的一维表达式。本文运用Chave算法和余弦滤波数值滤波器算法对瞬变电磁场进行了数值模拟计算。介绍了Chave算法的基本原理和余弦滤波数值滤波器算法的原理,并对算法的精度进行了试验验证,应用Chave积分算法对几种层状介质模型的垂直磁偶极源的垂直磁场进行了数值试算。     

等效源法求分层导电媒质中水平直流电偶极子的磁场

为获得水平直流电偶极子在平行分层导电媒质中产生的磁场分布的解析表达式,在镜像法求解其电场分布的基础上,提出等效源产生修正磁位的观点,进而提出磁场求解的等效源法,即场点的矢量磁位等于无限大导电媒质中源的矢量磁位加上等效源的修正磁位.采用该方法求解了3层导电媒质模型下,位于中间层的水平直流电偶极子在全空间的磁场分布,所得表达式被证明是满足场方程及边界条件的,由此说明磁场分布表达式的正确性及推导方法的有效性.该方法有效解决了场域分层且含导电媒质时电偶极子磁场分布不易求解的困难.研究结果为以水平直流电偶极子为基本模拟体的磁场分布的数学模拟、特征分析等应用奠定了理论基础.     

矩形回线激发的电磁场与磁场的对称关系研究

由垂直磁偶极源激发的电场,对其磁矩按回线面积积分,推导出矩形回线激发的电场表达式;根据法拉第电磁感应定律,利用电场强度阶跃响应求得磁感应强度脉冲响应;根据柱状坐标系中垂直磁偶极源激发的水平磁场只有径向分量的特点,推导出直角坐标系中磁场脉冲响应水平分量的对称关系,应用正、余弦函数的关系,得到磁场脉冲响应x和y分量之间的转换关系。研究结果表明:磁场脉冲响应x分量关于x轴对称,关于y轴负对称;y分量关于y轴对称,关于x轴负对称。这种对称关系和转换关系为简化三维正演赋初始值提供了理论依据,只需计算1/4回线内磁场脉冲响应的1个水平分量即可。     

脉冲星旋转磁偶极场的线偏振位置角曲线

1967年发现第一颗脉冲星以来,在用于解释线偏振位置角随脉冲相位变化曲线的旋转矢量模型中,脉冲星磁场通常被近似为静态磁偶极场.但静态磁偶极场假设过于简化,未考虑推迟势效应.文章采用从推迟势导出的旋转真空磁偶极场,研究了在脉冲星磁场为旋转磁偶极场位形下的线偏振位置角曲线.在计算辐射的相位、余纬角和偏振位置角过程中考虑了光行差效应和延迟效应.相比旋转矢量模型的结果,旋转磁偶极场偏振位置角曲线在大磁倾角、碰撞角,或靠近磁轴的内层磁力线上有显著的变形.其与磁力线层等参数的依赖关系避免了传统旋转矢量模型的简并问题--在给定磁倾角和碰撞角情况下所有层磁力线的偏振位置角曲线都一样,这为通过拟合射电偏振观测数据来分辨不同层的辐射,从而限定脉冲星辐射区部位提供了一条有用的途径.     

太阳黑子周形态的由来(Ⅰ)

本文讨论了两个问题: (1)在太阳对流层内的大尺度“其本磁场”的形成问题,以及它所决定的黑子周的特征。 (2)太阳活动区黑子的偶极磁场形成问题。 我们提出了太阳核心是一个具有二十二年周期的磁偶极振荡子的假设,它所产生的太阳磁流波的经向磁场不断地向外渗透到较差自转层内被放大,从而形成了具有很大纬向分量的“基本磁场”,它的特征决定了黑子周的形态。 基本磁场产生了磁浮力,我们得到它是一个磁雷诺数很小的上浮运动,因而它不是冻结的磁力线管的上升,而是磁力对流运动。并且在对流气泡横越基本磁场的过程中,形成了围绕气泡的磁环,当它浮至太阳表面便是活动区的偶极磁场。     

位移电流在偶极源电磁测深中的影响研究

采用基于电型源和磁型源的矢量势导出了在电偶极源激励下的层状地球中的频率域电磁响应的表达式;并通过G-S逆拉氏变换在时间域中对其结果进行了验证。研究了K、H型三层地电模型,得出忽略位移电流时使得垂直磁场Hz振幅、相位观察值增大,而在高频时忽略位移电流对水平电场Ex振幅和相位几乎没有任何影响。在K型的地电模型的Hz计算中,高阻层越厚,忽略位移电流就对计算结果产生影响的起始频率越小。而在H型模型中,忽略位移电流的影响出现的起始频率与低阻层的厚度变化没有关系。     

电偶极近似条件下电磁相互作用的Feynman路径积分描述

本文讨论了电偶极近似条件下的电磁相互作用。采用相空间中的Feynman路径积分，利用正则变换，计算出变质量变频率谐振子与电磁场相互作用时的传播子以及常质量常频率谐振子与电磁场相互作用时的波函数。同时也表明了传播子的形式与规范选择有关。     

无限长导电圆柱体的磁热弹性分析

根据磁热弹性耦合场理论，对均匀静磁场中表面径向位移周期变化的无限长导电圆柱体进行了分析。给出了径向位移和温度的近拟解析解。由具体算例，分析了频率对温度及其分布的影响。     

频率可选的地下金属管线探测仪发射机的设计

为解决国内地下金属管线探测仪发射机存在发射频率单一、功率较低的问题,设计了一种基于电磁法原理的新型地下金属管线探测仪发射机.该发射机采用磁偶极感应法,以SPCE061A凌阳单片机为控制核心,将传统的配谐电容技术与先进的集成芯片技术相结合,实现了整机性能的优化和智能控制,并具有4种可选的发射频率.实验表明,该仪器指标达到设计要求,最大发射功率大于12 W,实现了发射功率的8级可调,能实时显示发射信号的频率和发射功率,并具有结构简单、可靠性高、成本低等特点,满足实际工程不同地质条件下地下金属管线探测的需要.     

电磁波组合测井资料在水淹层解释中的应用

兆赫级测量频率的电磁波测井提供了电导率和介电常数两类信息,有助于解决岩层经过长期注水开发后的水洗状况识别困难的问题。针对大庆油田电磁波组合测井仪,利用均匀介质磁偶极子电磁场理论考察分析发现,60 MHz相位差同时受岩层介电常数和电导率的影响,而2 MHz相位差值主要受岩层电导率的影响。同时,合理构建了由相位差曲线快速反演计算介电常数和电导率的公式：首先,针对2 MHz相位差曲线,建立已知介电常数,反演计算电导率的公式;其次,以深侧向电阻率为已知输入,建立由60 MHz相位差曲线反演计算介电常数的公式。针对两口密闭取心井进行反演计算,计算出的介电常数及电导率很好地反映了岩层水洗状况。利用反演计算的电导率和介电常数建立岩层水洗程度识别标准,符合率达到87.5%,为污水回注岩层的剩余油有效识别创造了条件。     

高频磁场下熔体夹杂迁移行为的研究

本文研究了高频磁场中熔体夹杂的迁移行为,利用感应线圈产生的高频磁场,选取Al-2%Fe、Al-5%Fe合金中的产生的富铁相作为研究对象。颗粒与熔体之间的导电率存在很大的差异,当外加磁场时,产生的电磁力作用于熔体,固相颗粒将向分离器外壁面迁移而除去。通过加入变质剂Mn元素研究其对富铁相形貌的影响,研究表明:在Mn/Fe的摩尔比为1.4～1.5时,针状的富铁相变成了块状或汉字状,减小富铁相再熔体中迁移受到的阻力,使之更利于在熔体中迁移,并进一步探讨了电磁分离过程中各工艺参数对夹杂颗粒迁移行为和实际分离效率的影响。     

电磁软接触连铸圆坯结晶器传热分析

针对电磁软接触连铸过程,建立了结晶器三维电磁场及温度场模型,研究了电流、电源频率、铸坯与结晶器间热流密度以及绝缘材料导热性能对温度场的影响.结果表明,在高频电磁场作用下结晶器壁温度相比传统连铸结晶器有所提高.当前计算条件下,频率和电流增大,结晶器壁峰值温度随之升高.热流密度的大小直接决定着结晶器壁的温度分布,热流越大,温度沿高度方向的不均匀性越明显,沿结晶器周向,由于材料不连续引起的温度梯度也越大.绝缘填缝材料的导热性能对结晶器壁温度分布有较大影响,导热性能差的绝缘材料使温度沿高度方向出现两个峰值,分别对应于切缝的两端,加大了铜壁的温度梯度.     

土石围堰渗流场分析及稳定性评价

为了分析上游土石围堰防渗设施的布置方案及其阻渗效果,对设有防渗墙的土石围堰进行渗流计算,确定设计洪水期的堰体渗流场,并对防渗墙入岩深度、基岩、防渗墙渗透系数等进行敏感性分析:材料渗透系数的变化对渗透坡降的影响较大,其中防渗墙渗透系数改变后的影响最为显著。同时,运用瑞典法、Bishop、Janbu法计算各工况的围堰堰坡安全系数,其计算成果显示:各工况的堰坡稳定性符合一般规律;设计洪水期以及同时考虑与地震组合作用时,堰坡的稳定系数降低明显;如不考虑防渗措施,其围堰的稳定性系数还将降低更多,说明该工程的防渗设施是有效的。防渗墙的质量优劣对堰体渗流控制和安全稳定性起着重要的作用,在施工阶段一定要严格施工质量,保证工程的安全运行。     

纳米带中涡旋畴壁在磁场驱动下的振荡行为

利用微磁学模拟软件(OOMMF),对坡莫合金纳米带中涡旋畴壁在略高于Walker极限的磁场驱动下的动力学行为进行模拟,分析外磁场强度、纳米带尺寸及自旋极化电流对畴壁振荡频率的影响。结果表明,纳米带中涡旋畴壁的振荡频率随外磁场强度的增大而增加,随着纳米带宽度的增加呈先增加后减小再增大最后基本保持不变的趋势;外加与磁场方向相反的平衡电流,虽然不改变畴壁振荡频率随外磁场强度和纳米带宽度的变化规律,但能起到减小畴壁振荡频率的作用,且平衡电流随外磁场强度和纳米带宽度的变化趋势与畴壁振荡频率基本相反,而其随着阻尼系数的增大而线性增加。     

磁化水物理特性的测试

报道了用不同磁感应强度的磁场获得的磁化水的表面张力、电导率、沸点、冰点等物理性质的测量结果，实验结果表明，磁化水的电导率增大了，在大多数磁场下得到的磁化水的表面张力增大了、沸点降低了，只有在极少数磁场下得到的磁化水的表面张力降低了、沸点升高了，磁化水的冰点变化不大，并对上述实验结果给出了理论解释。     

铁磁材料磁力学声发射的频谱特征

研究了三种不同材料在不同应力下的磁力学声发射频谱特征,发现变化磁场对磁力学声发射波形的作用.通过对波形主频率及频带宽度的比较,发现材料内部应力状态与磁力学声发射的频谱有密切关系.     

磁场环境下聚苯胺的合成与性能研究

在不同磁场强度下,用苯胺单体（An）和氧化剂过硫酸铵（APS）,掺杂剂磺基水杨酸（SSA）,乳化剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）合成了导电聚苯胺（PAn）。研究了氧化剂和掺杂剂用量对PAn掺杂率和电导率性能的影响;并采用红外光谱、X射线衍射、粒径分析、腐蚀电位曲线表征了PAn结构与性能的关系。结果表明：磁场对苯胺聚合的影响是正向的,磁场能减少掺杂剂的用量、提高产物的电导率;在乳化剂n（SDBS）/n（An）=0.45,氧化剂n（APS）/n（An）=0.8,掺杂剂SSA 0.3 mol.L^-1时,合成的PAn电导率最大;在磁场环境中合成的PAn导电性、粒径、防腐性、规整性等各方面与无磁场作用的产品相比均具有明显的优势。     

电渣重熔过程电磁场和温度场数值模拟

建立了考虑电流集肤效应的三维电渣重熔电磁场和温度场数学模型,并采用电磁场和金属熔池形貌测量方法分别验证了数学模型的准确性,分析了电流频率和渣池厚度对电渣重熔过程电流密度、磁感应强度、电磁力、焦耳热、温度、熔池深度的影响规律.结果表明:随着电流频率增加,电极和钢锭表面电流集肤效应明显,渣池内部电流分布基本不变;电渣重熔系统内最大焦耳热位于平底电极与渣池接触角部,然而高温区位于渣池内部电极下方靠近渣金界面处.当渣池厚度从015m增加到021m,渣池中心轴线上最高温度从1826℃降低到1721℃,金属熔池深度从022m降低到016m.