减少轨道炮电极烧蚀的探讨

提出了外加控制磁场减少轨道电极烧蚀的方法，计算了试验条件下外加控制磁场的大小和空间分布，外加磁场线放在等离子体电枢电弧运动加速的起始段，控制磁场增加了电磁推力，加速了电弧斑点和运动，从而达到减轻烧蚀的目的。     

磁驱动电弧转移的热流场分析

一个交变磁场被施加到一个转移的电弧上,以产生一个等离子体电弧来加热一个大的金属表面。电弧柱以交变电磁力的频率在金属表面振荡,外加磁场的大小控制振荡运动的摆动幅度。过强的磁场强度会使振荡电弧运动不稳定,电弧周围的气体流动对热流有很大的影响。     

纵向磁场中的焊接电弧行为

以试验为基础，文章介绍了不同外加磁场条件下流强度、气动力等的分布状况及其变化规律，着重研究了产生上述变化的原因，分析了焊接电弧的运动机制，即在纵向磁场中，由于焊接电弧中带电粒子的飘移旋转运动，驱使电弧等离子流高速旋转，并使其变成为钟罩形电弧，其旋转方向和回转半径径取决于外加纵向磁场的方向和磁感应强度。     

外加纵向磁场对TIG电弧特性影响的数值分析

基于磁流体动力学方程组,建立外加纵向磁场作用下TIG电弧的三维稳态数学模型,并运用FLUENT软件求解,获得不同磁感应强度下电弧的温度场和流场等特征参数.结果表明:与普通TIG电弧相比,在外加纵向磁场作用下,电弧形貌呈现空心钟罩形;阴极附近等离子体温度略有上升,电弧中心区域温度降低;阳极表面电弧压力和热流密度呈双峰分布,且极值降低,阳极加热面积增大.     

低压断路器中电弧运动磁流体动力学模型的仿真研究

根据低压断路器开断时电弧起弧的物理过程,建立了以磁流体动力学（ ＭＨＤ） 为基础的电弧模型．根据气流场,结合热场、磁场与电流分布,对低压断路器的电弧运动过程进行了数值模拟研究,经对磁场在电弧初始运动阶段对电弧运动的影响进行数值分析,结果表明：电弧在磁场中运动得更快,并且可以更有效地被冷却．     

外加变位磁场作用GTAW焊接电弧的数值模拟

为了揭示外加变位磁场对GTAW焊接电弧的形态以及传热传质影响规律,建立了GTAW焊接电弧的数学模型;对比分析了无外加磁场,30°变位磁场,60°变位磁场作用下XZ截面(即Y=0截面)的电弧温度场、压强以及Z=7.5 mm截面电磁力矢量的变化规律;并在电弧空间取一条路径Path1(X方向),详细对比分析了此路径上的电流密度、电弧温度、X方向电磁力分量、Y方向电磁力分量、压强、X方向速度分量、Y方向速度分量的分布规律.结果显示:外加变位磁场作用下的XZ截面的电弧温度场、压强以及Z=7.5 mm截面电磁力矢量均不再呈现对称分布.在Path1上随着变位角度的增加,电弧X方向电磁力分量"波峰"上移、"波谷"下移;电弧Y方向电磁力分量由零变为"双峰分布",再变为"单峰分布",且"波峰"上移;电弧X方向速度分量由类似余弦函数分布逐渐变为"单峰"分布,且"波谷"下移;电弧Y方向速度分量由零逐渐变为类似正弦函数分布,且"波峰"下移,"波谷"上移.     

外加纵向磁场惰性气体保护钨极电弧焊接熔池流动模型

在惰性气体保护钨极电弧焊接（GTAW）过程中,引入纵向磁场焊接,它是以LD10CS铝合金炙焊接材料,水冷紫铜板为阳极,实验用探针法测定外加纵向磁场GTAW焊接电弧电流密度的径向分布,。并在此基础上用磁流函数法详细推导了外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体所有体积力的表达式,建立了外加纵向磁场作用下焊接熔池流体流动和传热过程的新模型,该模型考虑了外加纵向磁场的附加作用,使之更能接近外加纵向磁场GTAW焊接的实际,为外中纵向磁场GTAW焊接机理的研究提供了条件。     

长间隙真空电弧形态演变过程观察

应用设计制作的真空电弧图像瞬态摄像系统，对长间隙下不同时刻的真空电弧图像进行了拍摄，获得了真空电弧开矿演变过程，通过外加线圈对灭弧室触头间施加纵向磁场，保持了大电流下电弧为扩散型，降低了电弧电压。     

圆极化电磁波加速电子机制的研究

鉴于电磁波加速带电粒子能够满足低能粒子加速器设计紧凑、低能高效的要求,为提高带电粒子的加速效率,在现有的两种加速机制(介质折射率逐渐减小且外加磁场保持恒定以及外加磁场逐渐增强且介质折射率保持不变)基础上提出一种新的加速机制,即在折射率递减的介质中,电子在圆极化电磁波(CPEMW)和外加梯度磁场共同作用下加速。对3种加速机制的加速效果进行比较,结果表明:新机制的加速效果明显优于现有两种加速机制单独作用时;新加速机制能够有效避免在加速过程中电子的回飞问题。     

高压SF6断路器喷口烧蚀特性的模拟研究

对SF6断路器喷口的电弧烧蚀特性进行了模拟研究。根据理论模型和模拟计算结果发现，添加质量分数为1%-5%的填料，可以控制喷口对电弧能量的吸收，从而有效地改善喷口耐电弧烧蚀性能，当填料粒度大于10цm时，可延长喷口起始烧蚀时间。为提高喷口的耐电弧性能、延长SF6断路器的电寿命提供了理论依据。     

TIG焊外加磁场的ANSYS模拟

针对外加纵向磁场的TIG焊接时,与电极同轴的单个轴对称空心圆柱线圈在恒定励磁电流作用下产生的纵向磁场,采用有限元分析方法建立了TIG焊外加纵向磁场的计算模型,应用ANSYS软件对TIG焊外加纵向磁场进行了模拟.对外加纵向磁场纵截面分布、磁场径向分量的分布规律对焊接行为的影响进行了分析.通过实验验证了模拟结果与实测值的一致性,并对模拟结果的偏差进行了分析.     

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.     

基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统设计

针对矿热炉三相电极位置精确测量、节能降耗和安全生产的需求,设计一种基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统。首先根据矿热炉的实际构造,结合COMSOL Multiphysics软件,建立矿热炉仿真模型,并对矿热炉磁场进行分析,选取外磁场信号采样点。在选取的采样点,采集具有不同电极位置的矿热炉模型的外磁场信号,建立矿热炉外磁场信号样本集。根据该样本集,应用偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归分析、径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)和粒子群优化RBFNN(particle swarm optimized RBFNN,PSO-RBFNN)分别建立矿热炉三相电极位置检测模型,并结合MATLAB GUI建立基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统。实验结果表明,检测系统的三种模型都可以实现对电极位置的检测,其中PSO-RBFNN模型的效果最优,三相电极位置检测准确率达到94.98%(训练集),90.21%(测试集),均方根误差为0.053 5(训练集)、0.131 1(测试集)。提出的检测系统能够较精确地测量三相电极在矿热炉内的位置,实现非接触式检测,具有较好的实用价值和应用前景。     

TIG焊外加间歇交变纵向磁场的数值计算

针对奥氏体不锈钢ＴＩＧ焊接时,与电极同轴的单个轴对称空心圆柱线圈在双向脉冲矩形励磁电流作用下产生的间歇交变纵向磁场,采用无瑕点单积分磁场的数学模型,对ＴＩＧ焊外加间歇交变纵向磁场进行了数值计算,该方法具有模型简单,计算速度快和精度高等优点,在此基础上,讨论了该间歇交变纵向磁场的分布,磁场的均匀性及其纵向分量与横向分量的比率等规律,为深入研究外加磁场对ＴＩＧ焊的影响奠定了良好的基础。     

含铁磁耦合玻色气体磁化率的研究

采用平均场理论研究三维含铁磁耦合相互作用玻色气体的磁化率, 讨论了磁化率χ 与约化温度t、约化铁磁 耦合常数?I、朗德因子g 以及约化磁场强度h 的关系.结果表明,顺磁性和弱铁磁耦合强度下铁磁性的增加均有利于磁 化率的增大.      

外场中超导体/半导体/超导体结的直流Josephson电流

当外加磁场时,超导体/半导体/超导体结的临界电流受外加磁场的影响.超导结的临界电流与磁场的曲线非常类似于单色光在单狭缝衍射的夫琅和费图样.在未考虑外加磁场的超导体/半导体/超导体结的临界电流的基础上,进一步对外加磁场的情形进行了研究.     

磁场驱动柔性微纳机器人研究进展

 磁场驱动微纳机器人无需化学燃料,因而可以在水、血浆、组织液等多种液体环境中使用。它可以在生物体内进行无损伤远程调控,并易于进行运动控制,这些特点使得它在医疗领域具有广泛的应用前景。微纳机器人尺寸极小,处于低雷诺数环境中,需要克服高黏性力实现运动。磁场驱动微纳机器人有表面型、螺旋型和柔性驱动型3种。柔性的磁场驱动机器人通过外界磁场力产生周期性变形,在低雷诺数环境中实现推进,与微生物的推进方式类似,具有推进效率高、对磁场强度要求低的优点。本文综述了磁场驱动柔性微纳机器人的制备、驱动方式、运动性能和运动控制性能研究进展。     

降雨作用下路堤边坡水毁机理及影响因素分析

为明确降雨对路堤边坡内部渗流场以及稳定性的影响,对路堤边坡水毁机理及其主要影响因素进行了研究。在特定土质、压实度以及冲刷入渗时间等控制条件下,通过边坡模型试验探究降雨对边坡坡面冲刷破坏过程的特征,运用GeoStudio程序进行数值模拟分析,找出降雨作用下路堤边坡内部渗流场和稳定性的变化规律。结果表明:降雨过程中雨水冲刷造成边坡坡面结构破坏,而边坡内部受到雨水渗流作用导致稳定性降低,降雨作用从外到内对边坡造成影响;随着2种土质边坡压实度从85%提升至95%,砂性土边坡的冲刷量减少了46.18%,边坡安全系数提升了13.74%,黏性土边坡冲刷量降低了33.70%,安全系数提升了10.21%;随着降雨时间的增加,黏性土边坡后期冲刷深度趋于稳定,但砂性土边坡冲刷深度有增大的趋势;相同控制条件下,降雨前后黏性土边坡安全系数变化量小于砂性土边坡。因此,同等控制条件下,黏性土边坡的抗水毁性能以及整体稳定性均强于砂性土边坡,研究结果有助于更全面地了解降雨过程中路堤边坡的水毁机理及主要因素的影响规律,提高道路支撑的稳定性。     

超磁机器鱼游动数值模拟及其控制

针对管道中微小型机器人的研究和开发,提出一种利用外磁场驱动起小型机器鱼的研究方法.采用合金薄板模拟鱼尾骨架,贴在该薄板的超磁致伸缩材料模拟鱼体肌肉,建立了该问题的力学模型.通过研究机器鱼的游动机理,设计了一种机器鱼的超磁动力驱动器(GMMA).利用调整外界磁场频率,实现神经模拟以控制鱼尾摆动,即机器鱼的游动.结果表明,鱼尾摆动平均驱动力的大小取决于鱼尾的材料参数、几何参数和外磁场频率.特别是当外磁场频率接近系统固有频率时,该驱动力相对较大,该结论可作为鱼尾设计和控制的主要思路和依据.     

矩形平面直流磁控溅射装置工作区域磁场分析

通过分析磁场对磁控溅射过程的影响,总结出了矩形平面直流磁控溅射装置工作区域磁场的设计原则,并给出了两种磁体结构.采用有限元方法对一套装置的磁场进行了计算,磁场计算结果与测量值吻合较好.基于上述分析计算,研究了磁场分布对靶材刻蚀形貌的影响,并进一步提出了具体的磁场改进措施.采用分流条垫补方法可以改进磁场分布,如果磁场水平分量呈马鞍形分布,靶材的利用率可以提高,采用磁极斜面结构对磁场分布的改进意义不大.另外,错开磁体间安装接缝和对永磁体精确充磁能够有效提高工作区域磁场分布的均匀性.