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。     

N维统一场方程及应用

本文提出了物理场的N维方程,该方程把电磁场、温度场、力场等物理场总结为统一描述形式,概括了各物理场之间的内在联系、统一性和相似性。文中还讨论了三维标量场及矢量场的有关问题,给出了相应的条件变分普遍式,使求解各种物理场有一个统一的数学处理方法。     

地理场理论的几个问题

本文通过对地理场理论研究的回顾与评价，提出了地理场的基本概念，并要分析了地理场的基本特性、基本效应和基本方程，阐明了地理场理论的基本问题与研究意义。     

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。     

一种定域洛伦兹规范协变的有挠时空引力理论(下)(英文)

本文建立了一种符合定域洛伦兹规范协变的有挠时空引力理论。它是爱因斯坦引力理论在有挠时空中的推广,它是考虑了物质自旋的引力理论。它消除了爱因斯坦引力理论与狄拉克电子理论之间的矛盾。本文中新的引力理论自然地要求:应该存在一种新的独立的第五种力场—自旋场。本文表明:(1)符合定域洛伦茨规范协变的有挠时空引力理论包括引力场运动方程和自旋场运动方程。(2)引力场运动方程与爱因斯坦理论一样包含能量动量运动定律。(3)自旋场运动方程包含角动量运动方程。(4)本文建立的引力场理论一定程度上等价于一种特殊的爱因斯坦-嘉当理论,因此我们称之为爱因斯坦-嘉当-唐理论(ECT理论)。本文的对应于黎曼-嘉当几何的挠率张量分解为标架场的微分和自旋场。(5)真实的物理时空应该是由引力场(标架场)和自旋场(标架仿射联络)描述的有挠时空,其时空几何是黎曼-嘉当几何。本文中,挠率张量表征引力场场强,曲率张量表征自旋场场强。     

一种定域洛伦兹规范协变的有挠时空引力理论

本文建立了一种符合定域洛伦兹规范协变的有挠时空引力理论。它是爱因斯坦引力理论在有挠时空中的推广,它是考虑了物质自旋的引力理论。它消除了爱因斯坦引力理论与狄拉克电子理论之间的矛盾。本文中新的引力理论自然地要求：应该存在一种新的独立的第五种力场-自旋场。本文表明：（1）符合定域洛伦茨规范协变的有挠时空引力理论包括引力场运动方程和自旋场运动方程;（2）引力场运动方程与爱因斯坦理论一样包含能量动量运动定律;（3）自旋场运动方程包含角动量运动方程;（4）本文建立的引力场理论一定程度上等价于一种特殊的爱因斯坦-嘉当理论,因此我们称之为爱因斯坦-嘉当-唐理论（ECT理论）。本文的对应于黎曼-嘉当几何的挠率张量分解为标架场的微分和自旋场;（5）真实的物理时空应该是由引力场（标架场）和自旋场（标架仿射联络）描述的有挠时空,其时空几何是黎曼-嘉当几何。本文中,挠率张量表征引力场场强,曲率张量表征自旋场场强。     

有限体积法仿真金属塑性成形的基本理论

基于有限体积和塑性成形基本理论，推导出金属塑性成形的有限体积质量方程、动量方程、能量方程等控制方程，给出有限体积单元的速度分量和温度关于时间的微分方程，并提出了求解成形体的速度、温度、应变速率和应力等物理场量的计算方法。从而建立起了用有限体积法对金属塑性成形进行数值模拟的基本理论体系。     

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.     

现代流体力学研究的若干基本问题与速度场和压力场"耦合模型"的初步探索

提出了现代流体力学研究需要考虑的若干基本问题,并且在Navier-Stokes方程合理重构和提出符合物理实在的动力学边界条件的基础之上,构造了一个能够大致刻画速度场和压力场2个独立宏观物理量、处于彼此耦合之中的数学物理模型,进而为绕流体最佳型线的数值模拟提供了可能。     

裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合分析模型

从流体扩散能量叠加原理出发,建立了裂隙岩体介质的渗流张量解析表达式。综合应用断裂力学与损伤理论,探讨了复杂应力状态下裂隙岩体的本构关系以及压剪裂纹的起裂准则,建立了裂隙岩体在压剪、拉剪应力状态下损伤演化方程,提出了渗透张量随裂隙损伤发展的关系以及裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合模型。     

电场能量新计算公式的推导和验证

根据磁与电的对偶性，提出了电场能量的第三种表达式，并进行了理论推导和举例验证。得到了与磁场能对偶的电场能新表达式。此式明确地表达了电场能是由自有能构成的物理特性，为利用互有能求多导体系统任意对导体之间的电场力提供了方便。     

三维地电体的静电场数值计算

为解决直流电法中三维地电体静电场的计算问题,通过静电类比,把稳定电流场的计算换为相应的静电场计算,再利用模拟电荷法求解.采用模拟电荷法建立了可以模拟稳定电流场的方程组,利用点电荷作为模拟电荷解决了三维地电体静电场数值模拟问题,编制了模拟计算程序.对球体这一典型的地电模型进行了模拟,结果与理论值相比较理想.该算法解决了以往求解静电场算法复杂、剖分困难等问题,可为电法勘探的正反演理论研究提供依据.     

稳恒场中场和势的研究

运用类比方法,讨论了稳恒电场中场与势的关系和稳恒磁场中场与势的关系,得出了数学形式上的对应性.     

基于电磁-热-流耦合场的多回路排管敷设电缆载流量数值计算

多回路电缆以集群方式敷设时,各回路之间的电磁耦合和热耦合都将加强,对电缆导体线芯和金属外护套的交流电阻及涡流损耗的影响均不可忽略。为准确计算四回路电缆在4×4孔排管敷设方式下的载流量,借助于Comsol和MATLAB软件建立电磁-热-流耦合物理场有限元模型,将电磁场、温度场及排管内空气流速场耦合求解。首先通过求解电磁场计算电磁热损耗,然后作为载荷施加于传热模型进行温度场分布计算。该模型对电缆复杂的邻近效应、趋肤效应进行直接仿真计算,考虑了金属材料电阻率随温度的变化关系,且传热模型中耦合了空气自然对流、热辐射和固体热传导3种导热方式。利用所提模型对6种排列方式下的电磁热损耗和温度场分布进行计算;并利用二分法计算相应的载流量。结果表明,排列方式对电缆间的邻近效应有较为显著的影响,优化排列方式可降低电缆损耗、提升载流量。     

电磁场方程的物理解法

利用已知的物理知识,结合半定量的物理分析,采用适当的科学方法,直接得出了无界的各向同性线性均匀介质中静电场、静磁场和电磁场的标势和矢势．     

电网络中对偶性的物理基础及对偶等效网络

本文论证了电网络中对偶性的物理基础是能量分布相似性。从这个物理基础出发,既能求得电网络中的各种对偶性,又能把对偶性推广到对偶等效网络和对偶模拟网络,从而,扩大了对偶性的应用领域。     

侧壁式感应加热中间包磁/热/流耦合模拟

提出一种新的中间包感应加热方式,建立了三种线圈模型,模拟研究了三种线圈模型的电磁力分布及其对中间包内流场和温度场的影响,并结合RTD曲线评估了最佳线圈模型和加热功率.结果表明:感应线圈向端部移动有利于改善浇注区远端钢液流动形态及温度分布;相同加热功率条件下,U形感应加热线圈优于E形感应加热线圈,且相较于双侧对称分布U形线圈,单侧U形线圈的热效率更佳,冶金效果更好;提高感应加热功率有利于改善钢液的流动和提高铸坯的质量;对于四流中间包,加热功率为800~1 000 kW时,可达到均温补热的效果.     

高压电场干燥技术原理的电流体动力学分析

高压电场干燥技术是作者自行研发的一项实用型的创新干燥技术,其技术特点是物料不升温,节省能源,设备造价低,特别适合热敏性物料的干燥.其物理机制是依靠电场能传质而实现干燥的.利用电流体动力学原理,针对高压电场对含水物料施加作用力进行分析,结果表明:电场能传质是由两种作用力作用的结果.     

脉冲电磁场的杀菌实验研究

利用电磁杀菌器对某些细菌进行电磁场杀菌实验,对杀菌效果和脉冲电磁场杀菌参数的选择进行了初步的探讨.