磁性液体薄片磁控光开关效应研究

研究了在平行于激光照射方向递增的梯度磁场作用下的磁性液体薄片光透射率随时间的变化情况。结果表明,在磁场作用下,磁性液体内部形成微粒链结构,微粒链受到梯度磁场汇聚力,向薄片中心聚集,在此处形成光关闭现象。通过改变磁性液体体积分数、外磁场变化率、初始磁场大小可以达到控制调节磁性液体的响应时间和光关闭时间的效果,为磁性液体作为可控光开关提供了可行性研究。     

水基离子型磁性液体场致光透射效应

用Massart法,制得了稳定的水基Fe3O4离子型磁性液体,研究了磁性液体在平行于激光照射方向具有不同梯度的外磁场作用下,其光透射率随时间的变化情况,并从理论上定性的分析导致出现这种现象的内在因素。     

Ni2O3/Fe2O3复合纳米微粒磁性液体的场致光透射驰豫回复性

 介绍了Ni₂O₃/Fe₂O₃复合纳米微粒磁性液体的制备方法。研究了不同强度的外磁场作用下,平行于场方向照射的光束透过磁性液体样品后,其光透射率随磁场通、断而下降、上升的重复变化情况。结果表明,对于不同体积分数的磁性液体,随着磁场通、断次数的增加,光透射率的下降弛豫时间逐渐增大,而上升弛豫时间逐渐减小;在相同强度的磁场作用下,体积分数越大,光透射率的最小值越小,且下降到最小值和回复至最大值所需时间越短。定性分析了实验结果的微观机制,讨论了微粒链的形成、微粒链在磁性液体内部的微观运动情况。     

磁性液体三维蒙特卡洛模拟

通过对Ｆｅ３Ｏ４磁性超微粒子（粒径１０ｎｍ左右）聚团粒径的分析，提出了一个服从对数正态分布的聚团粒子相互作用以致沉降和成链状排列模型，在该模型的基础上，利用蒙特卡洛方法，对磁性液体薄膜有、无外磁场作用下所形成的三维空间结构进行模拟，获得了磁性液体在没有外磁场作用下无序的空间结构及有磁场作用时沿磁场方向的链状结构的模拟图象。     

磁性液体透射光的场致驰豫性

研究了在磁场作用下,经过磁性液体的透射光的驰豫特性.结果表明,加上磁场后,透射光强立即增加,随后减弱.如果磁场的均匀性较差,透射光将保持衰减趋势.反之,透射光减小到一个最低值后又将增加,直到趋于一稳定值.这种透射光的驰豫性质对应着磁场作用下磁性液体的各向异性微结构的形成过程.     

用纳米磁性液体模拟制造失重和微重力状态的流体

磁力和重力均为非接触的力,当作用于纳米磁性液体上的磁力和重力方向相同时,纳米磁性液体处于超重状态:当作用于纳米磁性液体上的磁力和重力方向相反时,纳米磁性液体处于失重状态;当作用于纳米磁性液体上磁力和重力相互抵消,纳米磁性液体呈饱和磁化状态且处在均匀梯度磁场区域中时,纳米磁性液体被表面张力约束成球体,处于微重力状态.这一发现使我们在地面上能经济的、方便的、长时间的制造流体的小区域微重力状态,为研究微重力状态下的流体科学、生命科学,材料加工和器件开发等提供了新的方法.     

磁性液体两相界面演变特性的数值研究

为了克服VOF,Level Set等方法在磁性液体两相流动研究中存在的不足,采用界面追踪法(VOSET,coupled Volume-of-Fluid and Level Set)捕捉相界面,将磁场力作为源项添加到流体运动的动量方程中,建立了磁性液体流场与磁场耦合的数值方法。推导了麦克斯韦方程的二维理论解并用于验证数值解,两者吻合良好,验证了磁场求解的正确性;同时通过模拟磁性液体液滴的平衡形状验证了本数值方法的准确性;进而分别研究了均匀磁场作用下磁性液体液滴振荡及非磁性气泡在磁性液体中上升的问题。研究结果表明,液滴或气泡均会沿磁场方向拉长,增大磁场强度或磁化率将导致更显著的变形;磁感线在相界面出现弯曲,弯曲方向指向磁导率较大的介质。     

磁性液体奇异的传热特性

磁性液体相比于传统的传热流体来说具有较高的导热性能和传热性能,其流动和传热过程还可以通过磁场控制,因此,磁性液体为强化传热带来了新的机遇,众多研究学者对磁性液体的传热特性进行了研究.通过对近年来有关磁性液体传热特性方面的研究进行整理和分析,总结了磁性液体导热系数和对流传热的实验研究方法,得到了不同的磁性颗粒参数、温度和磁场等因素对磁性液体传热特性的影响;详细阐述了磁性液体在有无磁场下导热系数的研究结果,并对影响导热系数的机理进行了归纳;阐述了磁性液体的对流传热在实验和数值研究方面的进展;指出了磁性液体在传热特性研究方面的进一步工作方向,并对磁性液体在强化传热和传热设备中的应用进行了展望.     

磁性液体用于倾角测量的传感特性

分析了磁性液体液滴在对称梯度磁场中的受力特性,阐明了倾角测量原理,设计了传感和信号处理电路,并进行了实验台架的搭建和灵敏度、分辨率的初步测试.最后,对产生误差的几种因素进行了分析.结果表明,磁性液体用于倾角测量是可行的,为后续可能的样机研制奠定了基础.     

离子型CoFe_2O_4磁性液体的宏观链径分布

利用Massart法制备了体积分数为0.4%的CoFe2O4磁性液体,在100～800Oe(1Oe=79.5775A/m)均匀磁场中利用光学显微镜分别观察了磁性液体宏观链的形态,测出了宏观链链径的分布.发现磁性液体在磁场100～500Oe内,链径满足双正态分布.提出磁性液体成链是由双因素主导的.利用六角模型,并构造链体系的混合熵,将链体系自由能最小化,得出了两个平均链径与磁场的数值关系.根据计算结果提出,宏观链径显双正态分布时,磁性液体处于两相混合相,随着外磁场增加,磁性液体内本身存在的微小预团聚体作为链核成链方式,逐步变为磁性液体内类"气"的颗粒受磁场"压缩"成链方式,磁性液体微结构也由混合相向六角("固")相转变.     

长直载流螺线管磁场的研究

本文分别计算了圆形和方形两种螺线管的磁场。通过对单匝线圈磁场的积分来求得螺线管的磁场。分析了螺线管似圆电流的非封闭性,进而计算了其等效轴向磁场。     

磁场对水扩散系数影响的分子动力学模拟研究

将水系统视为正则系综，采用分子动力学模拟（Molecular dynamics simulation简称MD）方法对磁场条件下水的扩散系数进行了计算。结果表明水的扩散系数与外加磁场强度的关系是多极值关系，且在B＝0.25T以及常温下磁化效果最为明显；通过对径向分布函数的计算发现：磁处理对水理化性质的影响，主要是由于磁场改变了水的径向分布函数，使水的结构发生变化，从而影响了水的扩散系数，增大了水分子的活性和渗透性。     

磁场中薄板功的互等定理

对于两个具有相同的材料、尺寸和形状，但可以具有不同的不变横向磁场作用，还可以具有不相同的静力边界条件和位移边界条件的金属模板进行了分析研究，并在这两个金属模板之间建立了功的互等定理。作为算例，应用该互等定理计算了在横向磁场中两对边简支和另两对边固定金属薄矩形板的固有频率。计算表明，该定理简便实用，适合于工程实际应用。     

考虑端部效应的铁磁梁式板磁力摄动分析

基于磁场摄动技术和广义变分原理得到的磁力公式,对铁磁梁式板在斜磁场作用下的磁场和磁力摄动展开研究,给出了斜磁场作用下铁磁梁式板结构的摄动磁场及其磁力摄动表达式,使得解析分析斜磁场作用下铁磁梁式板磁弹性耦合问题成为可能。研究表明:只有考虑了磁场端部效应的斜磁场磁力摄动公式才能模拟铁磁结构的弯曲模式且能够定性揭示铁磁简支梁式板弯曲构形为双半波形。     

电磁场对小鼠血液的影响

研究了50Hz正弦交变磁场和脉冲磁场对小鼠血液细胞生长的影响。实验采用不同类型、不同强度和不同作用时间对小鼠进行间歇暴磁，根据血液分析仪的检测数据，统计出不同类型和不同作用时间的磁场对小鼠血液细胞的影响。结果表明，抑制细胞生长和细胞受伤害的程度与磁场的类型、磁场强度和磁场的作用时间等因数有关。     

三线圈磁场均匀性的分析

通过改装亥姆霍兹线圈成平行共轴三线圈获得均匀性更好的磁场,利用Mathematica软件推导出平行共轴三线圈磁场均匀性最好的条件,分析了其中心区域磁场的均匀度,并绘出几种不同区域所对应的磁场Bx（x,y）和By（x,y）的立体图．     

SMC材料在旋转磁场作用下磁性能的测量

测量了新型SMC材料SOMALOYTM500在二维旋转磁场作用下的磁性能,介绍了测量原理、测试系统和铁耗计算,分析和讨论了测量结果．测量结果表明,新型材料适合于结构复杂的三维磁场电机制造．     

自感串联佯谬及解释

长直螺线管的自感系数公式L＝μ0b^2V忽略了长直螺线管磁场的端点效应，并认为磁场局限在螺线管内的体积中。长直螺线管串联时，如果应用公式L＝μ0n^2V,不管它们之间的位置关系如何，螺线管之间不存在互感。串联后的总自感系数等于各螺线管自感系数之和，所以顺接和反接公式都不成立。实际上，长直螺线管串联时，如果它们之间的距离不太远，由于其端点效应它们之间有互感。顺接、反接公式只是在重叠绕制的螺线管、螺绕环上的线圈等情况时适用。     

圆柱形推拉式电磁铁的电磁力数值算法

电磁力是推拉式电磁铁非常重要的参数,但由于磁场的非线性变化,解析计算困难。针对这一问题,本文研究利用柱状坐标系下的磁矢量势理论求解圆柱形推拉式电磁铁的电磁力。将整个螺线管磁场划分为多个子域并明确边界条件得到可求数值解的子域磁矢量方程组,再通过MATLAB软件编程实现磁矢量势、电感和电磁力等电磁特性数据的计算。对比有限元中铁芯磁导率分别为恒定值10000和电工软铁的B-H曲线两种情况,说明了该数值算法的计算准确度及误差变化趋势,并分析了误差形成的原因。随着电流的加大铁芯会发生磁饱和,当磁饱和问题不严重时,数值算法的计算结果具有高准确度;随着电流的增加,铁芯发生磁饱和后误差迅速增加。实验中给圆柱形推拉式电磁铁施加不同大小的励磁电流,得到的输出推力结果与理论分析相符。     

不同强磁场条件对渣金界面反应速率的影响

为了考察强磁场对渣金界面反应各步骤及总体反应速率的影响,研究了Al-Cu合金与质量配比为w(MgF2):w(CaF2):w(LiF):w(ZrF4)=1.7:1:1.5:9.3的四元熔渣发生的置换反应在不同强磁场条件下的反应速率.研究发现施加无梯度强磁场时,渣金界面反应速率在micro-MHD效应影响下加快;在梯度磁场下,反应界面受到梯度强磁场引发的磁化力以及micro-MHD效应的影响,从而导致化学反应速率发生变化.研究表明通过强磁场可以对渣金界面反应速率进行有效控制.