基于区域分解的混合法计算节点电场强度

针对基于节点电位有限元方法计算节点电场强度,尤其是针对多媒质问题时边界及交界面上的电场强度计算精度低的问题,提出了基于区域分解的混合法计算研究区域内的节点电场强度以及边界电场强度法向分量和切向分量的方法.根据材料属性的不同将计算区域进行分解,然后对各区域分别采用加权平均法、边界电场约束法以及反距离加权平均法计算区域内部节点电场强度、边界(或交界面)节点电场强度的法向分量和切向分量.对一个具有解析解的同轴电缆模型,分别用混合法和Ansys软件进行计算,对比结果表明混合法的计算精度明显高于Ansys软件方法.     

断裂问题的插值型无单元伽辽金比例边界法与有限元法的耦合研究

插值型无单元伽辽金比例边界法是一种只需在计算域的边界上采用插值型无单元伽辽金法离散且无需基本解的半解析数值方法,特别适用于求解包含无限域和奇异物理场的问题.本文提出了一种用于断裂分析的插值型无单元伽辽金比例边界法与有限元法的耦合分析方法,更好地发挥插值型无单元伽辽金比例边界法和有限元法各自的优势.裂尖周边一定范围的计算域采用插值型无单元伽辽金比例边界法模拟,而其余区域则采用有限元法模拟.在这两个区域内,分别采用各自相应的位移模式,两者相互独立.利用交界面两侧位移的连续条件,可以方便地建立耦合求解方程,简明有效,易于编程计算.最后给出了两个数值算例验证本文方法的有效性.     

漏磁无损检测分析中的自然交界面条件

证明了在漏磁检测分析中,如果强加不同导磁介质区域的交界面处磁矢量位的切向连续性条件,则磁矢量位的法向分量连续性条件是变分过程中自动得以保证的自然交界面条件.     

各向异性媒质中三维涡流场的等效源法

提出计算各向异性媒质中三维涡流场的等效源法。该法是将各向异性媒质中涡流场问题转化为附加等效源的各向同性媒质中涡流场问题。还提出实现等效源法的迭代算法，该算法是用通常的求解各向同性媒质中涡流场的方法（如有限元法、边界元法、模拟源法等）迭代计算附加等效源的各向同性媒质中涡流场。文中还给出了等效源迭代算法的收敛条件。由于每次迭代都可以利用计算各向同性场的中间结果，所以迭代计算所需的机时不多。文中给出了计算实例。     

电磁场边值关系的讨论

本文对电磁场边值关系进行了系统的分析和讨论。介质分界面上的自由面电荷和面电流分布导致电位移矢量的法向分量和磁场的切向分量不连续;类似的,面束缚电荷、面磁化电流导致了极化强度的法向分量和磁化强度的切向分量不连续,在恒定场情况下,电磁场的边值关系是相互独立的,而在时变场情况下,边值关系不完全独立,只需考虑电磁场的切向分量的边值关系。     

水平电磁连铸电磁场及屏蔽效应的数值计算

本文给出了水平电磁连铸过程电磁场的数学模型。利用有限元法计算了其中的涡流场及电磁力场，并探讨了屏蔽板的导电性能和磁场频率对屏蔽效应的关系，为水平电磁连铸装置的设计提供了基础。     

正弦均匀磁场激励磁感应成像正问题的棱单元法

针对正弦均匀磁场激励磁感应成像（magnetic induction tomography, MIT）正问题,进行了棱边有限元法和可视化成像的研究。建立了以电场强度为待求场矢量的正问题定解方程,重点介绍了计算定解方程的棱边有限元方法,并在MATLAB中建立了棱边有限元方程的计算流程。为实现MIT对颅内出血的可视化成像,首先根据人体头部核磁共振图像数据生成了真实大脑有限元剖分模型,在此基础上用MATLAB得到了MIT对颅内出血的三维可视化成像结果。研究结果证明了以电场强度为待求量的正弦均匀磁场激励MIT正问题定解方程和棱边有限元计算方法的正确性。基于真实大脑模型的三维可视化成像结果为MIT在颅内出血成像的应用研究奠定了基础。     

三维涡流场基于有限元法的电磁位对

介绍了用有限元法解决三维涡流场问题时电磁位对的优选问题，分析了其适应情况和优缺点，对目前基于有限元法的三维涡流场数值分析方法的国内外现状作了综合评述。     

大电流汇流排电磁参数的分析与仿真

为集成多模块的脉冲功率电源和改善电流波形,该文建立了汇流排的3D有限元模型和Maxwell方程,采用棱边有限元法直接求解磁场强度,在边界处使H连续,在划分的单元中产生连续的磁场解,接着进行误差分析,对误差较大的单元自动进行细化处理,再继续求解,直至误差满足预定的要求.通过计算磁场能量得到汇流排的自感和互感,仿真结果与经验公式进行了比较.结果表明:增加导体的宽度或减小导体间的距离,均可有效地减少汇流排的分布电感,有限元方法应用于多形状汇流排的电感计算是切实可行的.     

两种非常规的板元列式方法

本文给出了非协调板元收敛的三个简单的充分条件,即有限元空间包含分片二次多项式、形函数在单元节点上函数值连续、形函数的法向导数的平均值在两个相邻的单元的交界面上连续。基于这些条件,讨论了两种板元列式方法。数值实验表明新板元对任意网格剖分都较快地收敛。     

永磁涡流耦合器传递转矩计算方法研究

永磁涡流耦合器作为一种传动装置,传递转矩的有效计算是评价其传动性能的重要指标.针对一台6磁极对数、额定输入转速1450r/min的永磁涡流耦合器,首先,根据耦合器几何结构,采用有限元方法对磁力线走向进行了仿真分析,获得永磁涡流耦合器的磁路分布,进而通过分析漏磁边界条件得到了泄漏磁阻和有效磁动势;其次,建立导体盘涡流的坐标系,根据趋肤深度和安培环路定律,考虑磁场分布的连续性和对称性,构建了耦合器的磁感应强度方程;然后,根据导体盘涡电流密度和电导率的数学关系,同时考虑三维端部效应,得到了传递转矩的解析结果;最后,建立样机试验平台和三维有限元模型对该方法进行验证.结果表明,在一定的转速差范围内,所提计算方法具有较好的精度,相对误差在6%以内.采用该方法对永磁涡流耦合器的设计优化提出了一些合理化建议.     

晶体偏光分束棱镜的光强透射特性理论研究

wollaston是一种重要的偏光分束器件,充分考虑了wollaston棱镜的,胶合层上下两种介质的折射率不同对光强透射比的影响,精确的分析了两束光的光强透射比随入射角,结构角和波长的变化关系曲线,结果表明：当胶合层是空气层时,平行于主截面的分量和垂直于主截面的分量都随参量的变化作周期性的变化,一般垂直分量的光强透射比比平行分量的光强透射比要大,而且垂直分量的光强透射比比平行分量的变化幅度要小得多。对特定的棱镜,可以通过调节入射角,在一定程度上可以调节两束光的光强透射比。     

光学双稳态激光光强稳定器的实验研究

报导了研制的双棱镜胶合紧凑型Michelson干涉仪。用PZT压电陶瓷紧粘于棱镜表面,通过光电反馈控制,实现光学双稳性,以达到对激光光强稳定的目的。     

电缆偏芯电涡流检测中的电磁场数值模拟

采用截断法，设定一圆形虚拟边界将电缆偏芯电涡流检测中的无限区域涡流场截断为有限区域，并在这一有限区域内，运用有限元方法（FEM）对其电缆偏芯电涡流检测中的电磁场进行了数值模拟，得出了电磁场的分布。     

用双标量位法计算爪极电机三维磁场

本文采用双标量法计算三维恒定磁场,给出了四面体、直三棱柱和任意六面体三种常用三维单元在双标量法中的计算格式,将此方法用于空载爪极电机的磁场计算,表明所得结果是合理的.     

用基于等磁能法的有限元法计算二维非线性涡流场

本文讨论了用矢量磁位求解的二维非线性涡流场的有限元计算方法，包括平面场及轴对称场，采用了涡流场中铁磁材料磁化曲线的一种处理方法－等磁能法，并且给出了非线性涡流场的有限元计算格式，最后用该方法分析了一台感应钢包炉中的涡流场及炉料（钢水）的受力情况，并绘制了相应的曲线。     

Ⅰ型裂纹尖端圆弧对应力强度因子影响的数值研究

应力强度因子表征了裂纹尖端奇异应力场的强度,它是研究裂纹扩展规律和带裂纹构件强度的基础。采用有限元法,对受均布荷载作用存在边缘Ⅰ型裂纹的平面板进行了数值分析。研究了裂纹尖端圆弧对应力强度因子的影响,分别计算了具有不同裂尖圆弧r_0的Ⅰ型裂纹的应力强度因子。采用应力法计算不同半径处的表观应力强度因子,插值到裂尖圆弧而得。根据计算结果,绘制K_Ⅰ-r_0曲线,利用最小二乘法拟合至尖裂纹(r_0=0)即得理想尖裂纹的应力强度因子,与解析解相差仅0.7%。该曲线为带圆弧裂纹的应力强度因子测试和带圆弧裂纹构件强度计算提供了依据。     

基于YVO4晶体的Rochon棱镜设计及特性分析

设计了一种YVO4晶体的Rochon棱镜,分析Rochon棱镜的结构角、视场角以及工作波长之间的关系,结果表明,在0.4~2.0μm波段范围内,其视场角和结构角随入射光波长的增大而减小,在0.4~0.8μm范围内,随入射光波长的变化较明显,但是在近红外波段中,随波长变化不明显.当棱镜结构角为40.2°时,Rochon棱镜具有高消光比、高透过率的特点.     

絮凝搅拌器内部流场特性数值模拟

在气液交界面形态对比和LDV试验验证基础上,基于CFX 侵入式实体模型,应用标准k-ε湍流模型对容积为1 L的絮凝搅拌器内部流场特性进行了数值研究.结果表明:下循环区的流体运动速度和速度梯度较大;搅拌强度增加,速度梯度增大;转速对叶轮附近切向速度梯度影响最大,该区域切向速度梯度值与其他区域最大相差两个数量级;下循环区湍流耗散率、湍流动能和涡流黏度较高;在研究转速范围内,转子转速对湍流动能影响相对较大,对涡流黏度影响相对较小.