交流电场电压幅值对球形火焰影响的理论研究

为了获得高频交流电场电压幅值对球形扩展火焰的影响因素,运用电磁学原理进行了研究,得出:以两网状电极为底面的圆柱体中任意一点在任意时刻产生的电磁能量大小与交流电电压有效值的平方成正比,与该点到圆柱体轴心的距离成正比,在圆柱体中电磁能量密度沿径向递减;电磁能量产生的热效应和电化学效应可提高火焰平均传播速度,电磁能量密度的不均分布会引起火焰变形。同时,通过对常温、常压下定容燃烧弹中3种过量空气系数的甲烷-空气预混球形扩展火焰的平均传播速度和形状变化与加载交流电压有效值的关系进行了实验验证,结果表明:当电压有效值小于2kV时,电磁能量以热效应的方式促进火焰传播,当电压有效值大于2kV时,电磁能量以电化学效应的方式促进燃烧;实验中电磁能量密度的不均匀分布导致了火焰横向拉伸。该结果可为高频电场助燃研究提供新的思路和方法     

应用电磁参数变异仿真金属基底涂覆铁氧体层老化研究

基于频域矩量法(MOM)与解析法的Ansoft Designer软件,应用电磁参数变异模拟仿真计算、分析了金属基底烧结铁氧体隐身层因老化呈现出的高频电磁特性.设厚度为2 mm,直径为10 mm的理想导体蒙皮,表面涂层为1.6 mm厚的烧结铁氧体介质,其介电系数εr=20,电损耗为0.45,导磁率μr=1.2,磁损耗为10,裂纹缺陷为5 mm长、1 mm宽.采用平面波倾斜入射,计算与分析得出:在8~12 GHz频带内,因介质参数变异对隐身电磁性能影响较明显.     

基于Boltzmann方程在外加电场和磁场作用下热传导及电磁热弹性理论

从Boltzmann方程出发,应用缓变场中自由电子近似推导出金属电磁介质材料的电-磁-热耦合的热传导定律.结合能量方程和弹性理论方程给出几种典型的多场耦合的电-磁-热弹性理论的基本方程,如抛物线型、双曲线型以及双向相位延迟型的电磁热弹性理论的基本方程.     

电场场量在真空和介质中表述的转化

处于静电场中的介质要被极化,极化产生的束缚电荷要产生束缚电场,该电场叠加到原来的电场中,构成静电平衡时的总电场.本文讨论了电场场量在真空中和在介质中表述的转化,说明当把场量中的介电常数0ε从换为ε时,其中已考虑了束缚电荷对场量的贡献,对场量无需作进一步处理即得到介质中场量的表述.     

介质损耗及tgδ测量分析

电介质（或程绝缘介质）,在电场的作用下,发生的物理现象主要是极化、电导、损耗和击穿。本文着重介绍介质的损耗,tgδ测量及影响tgδ因素的分析.     

金属介质极化的瞬时相位与振幅

利用线性谐振子模型,给出了金属介质中电子的运动微分方程,导出其宏观极化强度的表达式,讨论了金属介质在外场突然变化时产生的瞬态感应极化情况,发现瞬态感应极化的相位总是落后于外场,最大可落后π/2,振幅的大小与初态和介质的阻尼系数有关,随时间按指数规律衰减,衰减的快慢由介质的阻尼系数和泵浦场的频率决定,具有一定的记忆效应。     

电磁/超声能场对1060铝合金铸轧板组织性能的影响

在电磁和超声能场下铸轧出1060铝合金热带坯,并对其进行冷轧和退火实验,研究退火温度对复合能场铸轧板微观组织和力学性能的影响,并与相同条件下未施加电磁/超声外场的铸轧样品进行对比。研究结果表明:随着退火温度的增加,2种铸轧板的加工组织逐渐消失,再结晶组织不断增多,晶粒尺寸由小变大,其中复合能场铸轧板具有更低的再结晶开始温度,比未施加电磁/超声外场的铸轧板低50℃左右;复合能场铸轧板在各退火温度下的抗拉强度σb和伸长率δ均高于相同条件下的未施加电磁/超声外场样品,各向异性指数(IPA)明显小于未施加外场的铸轧板;随着退火温度的增加,2种铸轧铝板的制耳率出现先下降后增大的变化趋势,其中复合能场铸轧板经325℃退火后,出现沿0°,45°和90°方向的制耳,制耳率仅为1.7%,而未施加电磁/超声外场铸轧板出现45°方向的制耳,制耳率为3.7%。     

部分相干电磁光束在线性增益(损耗)介质中的传输特性

根据Wolf提出的电磁光束模型和部分相干光理论,以电磁高斯-谢尔模型光束为例,推导出光束在线性增益(损耗)介质中传输的交叉谱密度矩阵,研究介质传输场中强度和偏振度的变化特点.研究结果表明,任意电磁光束在线性增益(损耗)介质中传输时,当其为增益(损耗)介质时,会增强(衰减)光束的强度;但对偏振度却没有太大的影响.波数实部Kr越小,轴上偏振度越大;相干长度δyy越小,轴上偏振度越大.当光源处的相干长度δxx与δyy取值相同时,尽管传输距离不断增大,光束在传输过程中的偏振度不发生变化.光源处的偏振度P(0)越大,轴上偏振度也越大.     

母线设备的电-磁-流-热多物理场耦合分析

利用MpCCI耦合接口软件实现了母线电磁场-流场-温度场的耦合分析.利用Ansys软件对母线进行电磁分析,Fluent软件对母线及周边流场进行分析,二者基于MpCCI耦合平台进行交换数据与协同计算迭代求解.分析了不同工作电流对母线及周边流场电-磁-流-热的各参数影响,考虑了热损耗对流场的作用与对流散热对母线材料的影响.模拟结果表明,磁感应强度、焦耳热损耗、温度、空气流速均会随工作电流增大而增大.该方法分析结果与实际相符且具有良好的收敛性,同时也为电磁设备的多物理场耦合分析提供了新思路.     

电磁能量放大现象

本文指出了现实中磁能增值放大的一些事实,结合经典电磁理论推算证明了"电磁能量放大现象"是确实存在也始终存在,其存在的原因是由于磁性介质产生附加磁能引起的,并运用笔者首先发现的能质转换原理和自发吸收原理,证明了附加磁能来源于时空能量,可采用"非平衡作用技术"提取出来发电。     

相对论电磁力矩密度矢量

导出了相对论电磁力密度矢量，由此可以在任何惯性系中计算电磁场中匀速运动的电磁极化介质的电磁力矩密度，结果发现：在垂直介质运动方向上，有电场强度对磁化强度、磁感应强度对电极化强度的交叉耦合力矩密度存在；在平行介质运动方向上，电磁力矩密度有膨胀。     

极化磁化方程与负折射率材料

在新的极化磁化方程的基础上,在线性各向同性介质中,导出相对介电常数与相对磁导率之间的关系,解释极化现象和磁化现象是完全对称的,相对介电常数与相对磁导率可以同时为负,不可以一正一负．给出了介质中的洛仑兹力公式．根据能量守恒定律、介质中的洛仑兹力公式、介质极化磁化方程以及法拉第电磁感应定律,导出介质中的能流密度和介质中的能量密度．指出相对介电常数与相对磁导率同为负时,介质中能量密度仍为正．     

交流电路中的能量传输和转化

应用电磁学定律讨论了交流电路的元件-电阻、电感和电容中的能量的情况.指出了电阻能量的消耗来自于电阻外的电磁场,电磁能量的传输与电阻外的能流密度 S有关,电感和电容都不消耗能量,只与外界进行电磁能量的交换,并且与电磁能量的传输无关.从而对交流电路的电磁能量的传输和转化作了比较详细的描述.     

Magnetic phase control by an electric field

The quest for higher data density in information storage is motivating investigations into approaches for manipulating magnetization by means other than magnetic fields. This is evidenced by the recent boom in magnetoelectronics and 'spintronics', where phenomena such as carrier effects in magnetic semiconductors and high-correlation effects in colossal magnetoresistive compounds are studied for their device potential. The linear magnetoelectric effect-the induction of polarization by a magnetic field and of magnetization by an electric field-provides another route for linking magnetic and electric properties. It was recently discovered that composite materials and magnetic ferroelectrics exhibit magnetoelectric effects that exceed previously known effects by orders of magnitude, with the potential to trigger magnetic or electric phase transitions. Here we report a system whose magnetic phase can be controlled by an external electric field: ferromagnetic ordering in hexagonal HoMnO3 is reversibly switched on and off by the applied field via magnetoelectric interactions. We monitor this process using magneto-optical techniques and reveal its microscopic origin by neutron and X-ray diffraction. From our results, we identify basic requirements for other candidate materials to exhibit magnetoelectric phase control.     

极化矢量■与磁化矢量■的关系

本文讨论电磁场与介质的相互作用。认为在一般情况下,介质既产生极化,也产生磁化。因此,极化对介质的磁化有贡献。同样,磁化对介质的极化也有贡献。     

铁磁质在磁场中所受磁场力的数学模型

介绍了电磁场理论中基于虚功原理导出的磁场力的一般数学表达式以及从不同角度描述铁磁质磁致伸缩现象的几种方法、引入弹性力学理论中的应变能密度概念，从能量守恒和功能转换的角度描述了表征磁致伸缩现象的磁场力．进而给出了磁准静态场和正弦交变电磁场条件下铁磁质所受磁场力的数学模型．这些数学模型的建立为分析大型电力变压器铁芯及其他电力设备磁路的振动和噪声奠定了基础．     

变压器铁心电磁振动仿真及影响因素研究

为了研究变压器铁心的电磁振动的多场耦合问题,使用应变能原理修正铁心磁-结构耦合关系对变压器铁心的本体振动进行仿真研究.将硅钢片磁化特性曲线导入到仿真模型中,计算得到线圈中的电流密度以及铁心闭合回路中的磁感应强度分布,实现电场与磁场的耦合.利用应变能原理对磁致伸缩力进行等效,并以等效磁致伸缩力为耦合变量对铁心进行结构瞬态动力分析,得到铁心本体的振动分布.分析铁心电磁振动的影响因素,结果表明:随着铁心预紧应力增大,硅钢片磁致伸缩增量比值增大,铁心振动加剧;随着铁心叠片方向上的弹性模量增大,铁心振动量逐渐降低.仿真结果定性地验证了装配工艺对铁心振动的影响规律.     

永磁球形电机定子绕组的永磁体模型及磁场分析

采用等效磁网络法分析了永磁球形电机定子磁场．在永磁体的体电流模型基础上,推导了电流密度与永磁体磁化强度的关系,得到了定子绕组的永磁体模型．在此基础上,在柱坐标下对分析模型进行剖分,并将不同磁场边界条件表达为磁阻单元对应节点或支路的不同状态,建立了永磁球形电机定子绕组磁场的二维等效磁网络模型．推导了各单元磁阻及磁动势的表达式,并利用平均磁能法求得了磁通密度在空间的分布．结果表明,定子绕组近场和远场具有不同的分布特征,远场时磁通密度小且变化相对平缓．通过与有限元法的析结果比较可知,相对误差均在6％左右,证明了所提方法具有较好的计算精度．     

能量旁路组合发动机磁流体发电通道数值模拟

利用简化的一维低磁雷诺数下磁流体动力学方程组,对理想分段法拉第型MHD发电通道开展了数值模拟研究,分析了电磁参数和通道几何参数的变化对MHD发电通道性能的影响。结果表明:MHD发电通道能够有效减小出口气流速度,降低总温,并提取出能量,但由于电磁作用的不可逆效应以及焦耳热的产生总压有所损失。磁场强度B、电导率σ的大小,反映了通道内电磁作用强度。适度扩张型通道能够抑制出口气流速度、静温和总温,并增强电磁作用效果。要使通道出口速度减小,总温和总压降低,能量提取率增加,可以增大磁场强度B或电导率σ;反之则反向调节。     

外磁场下单离子各向异性海森堡铁磁体的低温磁性质

文章运用自旋波理论研究了在外磁场下有单离子各向异性的一维海森堡铁磁体的低温磁性质．通过霍斯坦因一普利马科夫变换得到近似的哈密顿量．详细讨论了磁化强度、磁化率、内能、比热等随温度、各向异性参数和外磁场的变化情况．推导出内能u（t）和比热cm（T）随温度的变化规律u（t）～ta与Cm（T）～tβ,并得出指数a,β与单离子各向异性参数以及外磁场的关系．文章的结果与采用其他理论以及蒙特卡罗模拟所得到的结果相符合．