三维力场、电磁场、温度场的综合物理场方程及应用

本文推广了Euler-Lagrange方程,提出了适用于非保守系统的普遍关系式——综合物理场方程,并通过相似和对偶理论把三维(包括二维)力场、电磁场和温度场三者很好地联系和统一起来,提出了综合的物理场理论与数值计算法。     

三维涡流场的数值计算法——综合物理场有限元法

本文利用综合物理场方程,以直角坐标系下的复量位表示的非线性三维涡流电磁场方程(σ=const,μ≠const)为基本求解方程,进行了统一三维(二维)电磁场的综合物理场有限元分析和数值计算的研究,导出了综合有限元计算格式(它适用于高阶、低阶以及线性的四面体和六面体单元)。文中以超导电机在失超状态下的三维涡流场为例进行了实际计算。     

矢势A的物理意义探讨

本文在前文(1)的基础上进一步讨论了矢势A的物理意义。指出矢势A是电磁场的场动量势。它和标势φ一起作为电磁场的基本场量导出电动力学方程比以E、B为基本场量的电动力学方程更为基本。这也完全符合近代物理中力的概念正在消失,能量和动量的概念才是近代物理学中最重要的概念这一情况。文中还着重说明,利用规范变换决不能消除A-B效应。同时指出,矢势和标势在理论上存在着规范变换的不确定性与场动量势和测量矢势时的唯一性是统一的。     

级数法求解轴对称涡流场

研究了一种求解拉普拉斯方程和亥姆霍兹方程的级数法，给出了两种方程所描述的轴对称物理场的统一级数表达式及确定级数项系数的方法，应用该级数法的算例给出了计算结果，并同数值法及理论值进行了比较．     

场方程的四元数形式Ⅰ

研究了四元数分析与矢量分析的关系,讨论四元数的物理意义,给出了麦克斯韦方程的四元数形式,利用四元数分析由麦克斯韦方程导出了电磁场的波动方程,证明了一些矢量方程,提出了广义场和广义场方程。     

振动波场量子化及其物理意义

本文研究连续媒质体系振动波场的性质,由经典波动方程的解过渡到量子化场,推导出了以产生和消天算符表示的量子化场哈密顿量,再进一步讨论其物理意义.所得结果为理解有关物理问题提供了一个基础.     

平均场理论中临界点的简易求法

根据临界点的物理性质,利用三次方程的卡尔丹关系式,提供了一种在平均场框架内求解临界点的简便、明晰的方法,并用此方法对磁系流、范德瓦尔斯方程及伊辛模型的临界点进行了讨论;同时分析了这种方法的数学基础和物理实质.     

一种引力—电磁—标量场统—理论

建立了双重纤维丛Ｐ２（Ｐ１（Ｍ，Ｕ（１），Ｕ（１）），求得了统一引力、电磁和标量场的作用量和场方程，给出了标量场新的几何解释．     

一类非理想流体Einstein场方程精确解

研究了满足一组热力学关系的粘滞电磁流体学的流体的场方程，显示出Ｅｉｎｓｔｅｉｎ－ｄｅ Ｓｉｔｔｅｒ模型是这组场方程的精确解。这解是径向流动流体的解，满足所有必需的物理条件。     

粘弹性波动方程波场重建

传统的波动方程波场重建基于完全弹性介质,不能获得满意的地震资料分辨率,在此,基于能描述大地吸收传播效应的斯托克斯波动方程,提出了一种新的有效的多尺度粘弹性波动方程波场重建的方法;根据地震波传播核函数的物理特性,研究了一种新的物理小波;利用具有较高分辨率或较低吸收率的测井信息来估计粘弹性系数,用多尺度方法进行波场重建.实践结果表明,这种多尺度粘弹性波动方法波场重建的方法是有效的,采用该方法能提高地震资料的分辨率.     

新型场致发射阴极区电场的数值分析

本文采用有限元法对新型场致发射阴极的电场强度进行数值分析．计算结果表明：钼尖电场随着钼尖半径Ｒ０的增大而减小．阳极的几何位置和阳极电压对场强的影响不大，介质的存在对 场强稍有影响．场域剖分的是否合适对结果有一定的影响．     

红外/微波波束合成器近场均匀性分析

针对矩量法（MoM）计算电大尺寸介质近场分布的低效率,提出使用口径场积分法（AFIM）分析红外/微波波束合成器近场均匀性,对比表明,AFIM相对MoM偏差小于10%,计算时间从数小时缩短至数秒.以电场分布曲线的标准差为均匀性指标,计算表明波束合成器近场均匀性关于D2/λL成负幂函数关系（D为波束合成器口径,L为近场距离,λ为波长）.将该负幂函数用于波束合成器外形尺寸优化,优化结果通过MoM进行验证,相对偏差小于10%.      

电磁场在人体中散射的块模型计算法

从麦克斯韦方程组出发,将生物体中的电磁场视为入射场与散射场的迭加,引入极化电流的概念,导出了电磁波在人体中散射的矢量积分方程。利用矩量法将矢量积分方程化为矩阵方程,取脉冲函数为基函数,δ函数为检验函数,求内积得3N 维的复系数线性方程组。对于 N=82的人体块模型,在垂直极化与水平极化的频率为80MHz 的入射波条件下,所得计算结果与 GANDHI的实验室结果吻合较好。     

基于二次场的二维大地电磁有限元法数值模拟

引入基于计算二次场响应的方法,将其用于二维大地电磁数值模拟.导出了二维大地电磁二次场的表达式,在使用有限元法解偏微分方程时,利用二次场偏微分方程与总场偏微分方程的相似性,直接采用总场法中的系数矩阵作为二次场的合成矩阵.将根据此原理所编制的二次场有限元法模拟软件,对几个典型模型进行了试算,并与传统总场模拟法作了比较分析.结果表明,直接计算二次场的结果精度更高,更接近真实解.     

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.     

天然电磁场日变规律实验观测

开展了天然交变电磁场日变规律的实验观测工作,由此探讨日变场的变化规律,以及天然电场选频法的基本原理。在同一地点或两个分离的点上,采用两台仪器对天然电磁场的日变情况进行同点同时观测和异点同时观测,获得日变场的变化曲线。分析采集结果,在工作区范围内天然交变电磁场具有同源性和波动性的变化规律。结合实例,叙述了野外采集和数据处理的一些方法,以压制背景场干扰而造成的假异常。     

流场法探测堤坝渗漏数值模拟及分析

为深入研究拟流场基本特征和流场法探测原理,完善流场法探测堤坝渗漏入口技术,从建立拟流场数学模型入手,通过对有渗漏典型堤坝工程拟流场进行有限元法数值模拟计算,得到了拟流场电位、电场强度及电流密度等主要物理量分布的基本特征。拟流场中电极附近电位、电流密度及电场强度呈尖峰状密集分布,其他区域数据幅值很小,且均匀分布;渗漏通道入口将引起堤坝前局部水域拟流场电流密度和电场强度数值异常突变。模拟结果表明流场法可以探测出渗漏通道入口,探测设备需要具有较小分度值和较强的抗干扰能力。     

考虑渗流场影响的大坝非稳定温度场

为了分析大坝温度场受渗流场影响的变化情况,根据热传导理论和渗流理论给出了受渗流场影响的非稳定温度场的控制方程,然后应用伽辽金法导出这一问题的有限元公式,最后给出了考虑渗流影响的大坝非稳定温度场的计算实例．计算结果表明：外界温度变化及渗流场对大坝温度场影响是不应忽视的;渗流场的存在改变了温度场的空间分布;在1月份气温低水温高时,渗流的影响将会使坝体温度偏高;在8月份气温高水温低时,渗流的影响将会使坝体温度偏低;渗流的影响将使漏度的变化幅值减小．     

扩散声场的数字计算机模拟

介绍了ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法模拟室内扩散声场的原理，模拟计算了混响室声场中的能量密度衰减曲线、能量脉冲响应、平均自由程及吸声系数等。     

天然电磁场激励下球体的天然电场选频法异常成因分析

在以往实践应用的基础上,主要从均匀半空间内球体模型的角度研究天然电场选频法异常的成因.首先从自然因素和人文因素2方面分析天然电场选频法的场源问题;从麦克斯韦方程组出发,利用边界条件求取谐变磁场作用下,均匀半空内导电导磁球体在地表主剖面上感应二次电场的解析计算式;根据拉普拉斯方程和边界条件,获得谐变电场作用下,均匀半空间导电球体在地表主剖面上的异常电场水平分量计算式;对理论模型的各个参数进行假定,计算三维谐变磁场、谐变电场作用下,地表主剖面上良导球体的水平电场异常曲线.通过对模拟计算结果分析可知,在水平谐变磁场和谐变电场共同作用下,获得的地表电场异常曲线与野外实测结果形态相似、特征相同.