双人体耦合心电场被动式人体静电探测器中的电旋转效应分析

 静电探测器是通过检测目标的静电场而获得目标信息的探测器,利用静电场原理对目标进行探测的人体探测器是人体探测技术的重要应用。本文重点讨论利用介电泳技术对双人体耦合心电场的探测问题,并对电旋转检测效应进行分析与仿真。首先阐述了电旋转效应原理;其次分析了双人体耦合心电场特性及该电场中弧形四项检测电极的电场,并计算与之对应的介电泳力与转矩;最后利用有限元方法对检测电场及介电泳力进行建模与仿真。仿真结果清晰展示了3种特殊角度下的电旋转效应,与理论分析相一致。     

电场分布对射流等离子体生成特性的影响

为了研究电场分布对射流等离子体生成特性的影响,运用有限元分析软件AnsoftMaxwell,对柱-环、柱-三环、柱-螺旋管、柱-管4种不同射流等离子体电极结构下的电场强度及均匀度等参数进行了电场仿真计算,模拟起始放电前不同电极结构下的电场分布情况.分析电场强度及均匀度等参数对射流等离子体生成的影响,结合相应的实验进行验证.仿真和实验结果表明:4种电极结构的最大电场强度差别不大,起始放电电压大致相同;柱-环电极电场分布最不均匀,容易向弧光放电转化;柱-管电极电场分布最均匀,强电场区域大,易于生成大量稳定的辉光放电等离子体.因此,电场分布越均匀、强电场区域越大的电极结构有利于抑制辉光放电向弧光放电的转变,有利于射流辉光等离子体的生成.     

双螺旋电极在深微孔电火花加工中的研究

为了提高电火花加工微小孔的效率和微孔深径比,制备双螺旋形貌结构的微细电极。在相同工艺参数条件下,通过实验与旋转削边微细电极加工微小孔的相同指标进行对比。用Fluent软件分别建立削边电极和双螺旋电极下的间隙流体的流体力学模型,并对其进行流场仿真,分别从轴向速度场、流量以及压力场进行对比分析。研究结果表明:双螺旋电极比削边电极具有更快的加工速度和更大的微孔深径比,显著提高微细电火花的加工性能。双螺旋电极的特殊形貌结构在随主轴旋转的过程中,形成2个阿基米德螺旋,增强间隙流体的Z向对流运动,从而加速新鲜工作液的流入和含电蚀碎屑工作液的排出。     

捷联系统中静电陀螺仪电干扰力矩的研究

本文从静电陀螺捷联系统应用方案考虑,用有限元法分析我国现有结构静电陀螺空心转子离心变形,转子结构模型的内表面由赤道环、过渡圆和圆球面三部分组成,外表面为椭球面.按支承电极的实际情况,推导了全姿态读取时离心变形中高次谐波产生的电场干扰力矩的表达式.仿真结果表明,现结构静电陀螺仪组成捷联系统,高次谐波将严重影响系统精度的提高,必须在干扰力矩模型中予以补偿.     

介电微杆在圆极化电场中的可控电旋转行为

为了解决悬浮在电解质溶液中的介电杆旋转方向难以改变的问题,并实现对介电杆的灵活控制,提出了单个介电微杆在外加旋转电场作用下旋转方向可以主动调节的方法。通过建立微流控芯片模型,在四相电极阵列中心布置或去除结构化的悬浮微电极,对电解质溶液中的介电微杆的运动开展研究。实验结果表明:在没有理想的可极化金属表面的情况下,测得的与行波电场相反的电旋转角速度总是远大于考虑非均匀表面传导的Maxwell-Wager界面极化理论所预测的角速度,最大角速度可达2.9(°)/s;在嵌入了偶极悬浮微电极的情况下,诱导出的双电层极化导致了一种新型的共场旋转模式,平均角速度从0.18(°)/s变化为-3.15(°)/s。提出的方法不仅实现了介电杆从反场到同场电动旋转行为的调节,而且大大加快了杆运动的角速度,为研究电旋转特性提供一定的参考。     

静电纺丝的电场分布对纳米纤维取向的影响

旋转收集法是静电纺丝中收集取向纤维的主要方法,但试验表明仅仅依靠高速旋转难以获得取向纤维,由此表明许多因素影响纤维取向.采用Maxwell软件对静电纺丝中不同条件下的电场分别进行仿真,分析了电场分布对纤维取向的影响.根据仿真结果,提出了改善电场分布和增强纳米纤维取向效果的有效方法,包括选择对称的框架结构、穿套辅助板的喷丝嘴、中继环形电极,按照最佳电场分布改进静电纺丝装置,并进行了静电纺丝,获得了取向较高的静电纺纳米纤维,证实了该仿真结果的准确性.     

均匀场域中工频电场畸变效应分析

空间电场测量时,因电场传感器探头被引入到测量域中,探头附近的电场将发生畸变,而影响电场测量精度。以球形探头为研究对象,利用分离变量法分析了均匀电场中引起电场畸变的影响因素,具体分析了10 kV电压下,球形传感器探头尺寸、电极材质以及测量电极的极间耦合对电场畸变的影响。根据传感器感应电压与电场强度大小成线性关系,利用影响因子矩阵对电场畸变进行了校正分析。分析结果表明,在均匀电场中探头附近和主电极与副电极之间产生较严重的电场畸变,平均畸变率在27%以上;利用影响因子矩阵对电场畸变进行校正后平均误差为4.47%左右。通过对球形探头传感器在均匀场域中的工频电场测量的畸变效应分析,有利于降低畸变对电场测量影响,提高电场测量的精确性。     

高压直流电缆的电-热场耦合仿真研究

高压直流电缆(high voltage direct current cables, HVDC-cables)广泛应用于生产、生活的方方面面,研究高压直流电缆的电特性、热特性及其耦合性质有助于为高压输电设计和施工提供重要依据.以往研究高压直流电缆内部电场分布时,一般将其视为静电问题,并假设电缆材料属性为线性.本文考虑了绝缘介质材料聚乙烯的非线性特性以及绝缘材料内部的欧姆损失,对旋转对称和非旋转对称的高压直流线缆模型进行了电-热场耦合仿真研究.仿真结果显示,绝缘材料内外温差ΔT增高将引起电场反转效应,而电场系数β增加将消弱外界屏蔽电场.对于非旋转对称截面的高压直流电缆,绝缘介质内电场强度与介质厚度正相关,且同样存在电场反转效应.     

电子结构探究——试论电子-电磁场波电磁双锥螺旋结构

文章就电子结构、电与磁现象的本质等问题进行探究,文中以正、负电子与光子可以互相转化的现象以及电磁波的相关性质等为基础,提出电子是电磁场波旋转结构的假说,且构建电子电磁场波电磁双锥螺旋结构模型.该假说认为,电子的基质是一种沿曲线振动的电磁渡,即一特定频率的γ光子.其电场与磁场在极微尺度空间内旋转振动形成了电磁双锥螺旋结构形式,这种电磁波以光速呈陀螺状超高频旋转形成的锥(台)形结构形式即为电子.按其动态结构特征,文中又称电子为电磁旋振子.新的理论探求电子的结构,分析电磁波与实物粒子同的关系,试用微观机理解释电、磁等现象产生的机理,以结构原理解说电子的电性质与磁性质.     

非对称等离子体激励器的电场仿真

等离子体激励器的非对称结构可以产生不均匀的电场,使空间电离的等离子体在电场力的作用下产生运动,从而带动环境空气流动产生顺电加速。本文分析了顺电加速的机理,用时域有限差分法的电磁场数值计算的理论对非对称等离子体激励器进行了电场仿真,并得出了和理论分析一致的用于顺电加速的非对称等离子体激励器的电场分布。此工作为以后提高顺电加速速度和激励器的结构优化提供了基础。     

新型齿形带式制动器制动特性研究

为提升电驱动履带车辆动力性与经济性，设计并研制了新型齿形带式制动器以替代行星变速机构中的湿式多片离合器. 依据齿形带式制动器结构与工作原理，建立了制动过程的数值模型，研究了制动过程中制动鼓转角、转速和制动力矩等参数变化规律. 同时搭建齿形带式制动器试验台架验证了方案可行性和数值模型的正确性. 结果表明，制动鼓初始转速直接影响制动时间和制动力矩大小，且初始转速越高，制动时间越短，制动力矩相应增大. 相比原有装置，新结构方案提升了制动转速范围，具有更优的工作可靠性和使用前景.      

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机转矩分配

四轮驱动轮毂电机电动汽车采用4个永磁无刷轮毂电机驱动,根据轮毂电机的反电势接近正弦波的特点,采用磁场定向控制方法可以实现最大转矩电流控制。该文在永磁同步电机磁场定向控制效率模型的基础上,提出了相同转速转矩下的多永磁同步电机系统效率模型,根据此模型证明了多永磁同步电机系统相同转速下转矩平均分配可使电机系统效率达到最优。将此结论应用到四轮驱动电动汽车轮毂电机转矩分配研究中,通过仿真和实车测试进行验证。仿真和试验结果证明,平均分配永磁无刷轮毂电机转矩可使整车效率最优。     

特殊旋转二次曲面的性质

圆柱、圆锥、旋转椭球面、旋转双曲线、旋转抛物面都是特殊旋转二次曲面。旋转二次曲面是空间一条曲线绕着定直线旋转一周所生成的曲面,通过对特殊旋转二次曲面性质的研究,可以建立空间曲面与平面曲线之间的关系,更好地理解二次曲面的形成过程。     

高速多片湿式离合器带排转矩预测模型

车用高速多片湿式离合器摩擦副的流固耦合运动会引起摩擦片与钢片的轴向碰摩,使其产生较大的带排转矩,降低车辆传动系统工作效率.考虑摩擦副与间隙旋转流场之间的耦合运动关系,建立了摩擦副流固耦合动力学模型.分析了摩擦片与钢片碰摩过程,构建了摩擦副轴向碰摩模型,进而求得带排转矩.通过数值模拟研究了不同转速下的摩擦副非线性运动响应和带排转矩,并与实验结果进行对比.研究结果表明,随离合器转速的增加,在某一临界转速,摩擦副间发生轴向碰摩,摩擦副由稳定运动状态转变为混沌运动状态,此后离合器带排转矩随离合器转速的增加而逐渐增大.     

基于SVR的旋转电弧焊接形态预测模型

本文提出了SVR算法建立旋转电弧焊接形态的算法。旋转电弧焊接过程是一个多因素耦合的过程,有必要建立关于旋转电弧焊接的焊缝形态预测模型。选择旋转频率,旋转半径,焊枪高度和焊接电流的四个主要变量作为模型的输入,焊缝的宽度和深度作为输出。试验结果表明,基于SVR建立的焊缝形态预测模型在小样本训练数据的情况下具有较高的精度。     

转矩波动下电动轮纵向阶次振动特性及理论分析

针对轮毂电机转矩波动激励引起的电动轮系统振动问题,通过台架试验测得了电动轮运行工况下振动加速度信号,揭示了电动轮系统纵向振动的阶次特征和高频特性.基于电机电磁转矩解析模型从磁场相互作用的角度分析了永磁体磁场非正弦分布和电流谐波对转矩波动的贡献,进而解释了电动轮阶次振动的来源,即电动轮6.0阶振动由永磁体非正弦分布引起;1.0阶振动主要由电流谐波引起;6.5阶振动则由电流谐波和永磁体非正弦分布共同引起.为解释电动轮高频振动现象建立了基于刚性环理论的电动轮动力学模型并进行模态分析,结果表明,电动轮3个共振峰处高频振动分别对应轮胎和车轮同向旋转、反向旋转和纵向平移模态.     

微通道中细胞转动对其化学微环境的影响

采用FLUENT软件模拟了T型引物梯度产生器中的细胞转动过程,分析了细胞转动的线速度、方向和细胞尺寸对其化学微环境的影响.结果表明:在细胞转动的过程中,由于产生额外的引物输运,使其周围引物浓度在一定时间内发生变化,但最终达到稳态;顺时针与逆时针转动的细胞对微环境的搅动效果相反;增加细胞转动的线速度,可以增强其对微环境的搅动效果,但将导致趋化偏转角增大而使得趋化动力减小;细胞尺寸对于细胞趋化偏转角的影响较小,但对其趋化动力的影响较大.     

电动轮刚性环耦合特性模型建模与分析

为进行电动轮高频转矩激励下的振动响应分析,基于刚性环轮胎模型假设,考虑轮辋与轮毂电机弹性连接关系建立了电动轮刚性环耦合特性模型.通过电动轮工作模态试验对模型主要刚度参数进行了识别,并结合胎面参数分析了模型的固有特性.所建立的电动轮模型能够准确描述胎面径向一阶平移频率和周向旋转频率,且考虑轮辋与轮毂电机连接柔性改变了原有的轮胎环、轮辋固有频率分布,可以避开原有峰值频率.根据电动轮轮毂电机实测激励频率特征,对所建立的电动轮刚性环耦合特性模型进行了相应频率的转矩激励.分析表明,考虑轮辋与轮毂电机间弹性连接耦合特性关系,能够减小原有电动轮一阶径向平移频率附近的轮胎与车身的振动加速度响应,为电动轮结构设计提供理论指导意义.     

测量小流量的切向式涡轮流量传感器的仿真与实验

为深入研究切向式涡轮流量传感器的工作机理,推导了流体对涡轮叶片的驱动力矩,得出切向式涡轮流量传感器仪表系数的数学表达式.依据湍流模式理论以及计算流体力学,提出涡轮转子Z方向力矩平衡分析法实现对涡轮转速θ的准确预测,进而对切向式涡轮流量传感器三维流场进行了分析,得出仿真仪表系数计算公式.全量程内仿真仪表系数KS与物理实验标定的仪表系数KP的对比表明,模拟计算仪表系数相对误差最大值为7.51%,说明构建的数值模型以及提出的分析方法能够准确反映切向式涡轮流量传感器内部流体的流动特性.     

新型电聚结器结构参数对液滴聚结特性的影响

设计包覆绝缘层的高压电极并加工4种新型静电聚结器,采用水/原油乳状液为试验介质,利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对水滴的聚结规律进行观察和分析,探索电极层数、电极间距和电场强度等因素对水滴聚结特性的影响。结果表明:包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生,增加电场强度,提高电场作用时间有助于油水分离,但高于临界场强后容易导致液滴破碎;电极层数不同时,只要达到一定的电场强度均能促进液滴聚结,但多层电极处理量大,经济效益显著;极板间距较小时,能耗低但电场畸变严重,在满足工作场强的前提下可以适当增加电极间距;能耗受含水率、电极层数和极板间距等条件影响,综合考虑各因素可降低能耗。