电磁场边值关系的物理起源探讨

系统论述了电磁场边值关系的物理起源。界面上的自由面电荷所产生的电场,在界面两侧,以相反的方向叠加在原电场上,导致了电位移矢量的法向分量的不连续;界面上的自由面电流所产生的磁场,以相反的方向叠加在原磁场之上,导致了磁场强度的切向分量不连续。     

海洋油气勘探中电磁法频率域2.5维正演研究

以南海某海盆为背景,根据地震资料圈定靶区,用2.5维频率域正演程序进行数值模拟,用距海底150 m的水平电偶极子源激发0.01~1 Hz的低频电磁波,海底沉积层的异常区域填充海水、油和气等不同电阻率介质,采用沉底式观测装置观察其沿偶极方向的电场响应。结果表明,海洋2.5维频率域电磁法可以较为清晰地区分海底油气和水等高阻异常,将不同发射频率的电场响应等值线图叠放在一起,可以确定在一定电阻率假设下,分辨率最好的发射频率。与三维电磁法和一维电磁法相比较,2.5维正演在有效性和效率方面都有较大的优势,可为以后实际海洋油气勘探工程实践提供技术指导和设计参考。     

气枪声源诱发的浅海海底地震波场建模与试验

为预报浅海中气枪声源诱发的海底地震波场,将有限元法和无限元法耦合,建立了浅海海底地震波场模型.以雷克子波或实测的水中气枪声源信号为输入激励,分别运用声学有限元、结构有限元构建海水和海底,通过施加绑定约束建立海水和海底介质的流固耦合模型,结合实际情况设置沉积层,利用无限元对海水和海底模型的边界进行截断处理,以模拟无限空间,从而构建气枪声源诱发的浅海海底地震波场有限元-无限元耦合模型.开展了海上试验,从时频分布及能量占比角度,对比了海试数据和模型仿真结果,验证了耦合模型的有效性.     

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。     

求解电磁波在层状有耗介质中反射和透射的精细积分方法

层状体系分界面处,电场与磁场的水平分量连续,为了便于匹配分界面处的边界条件,将频域麦克斯韦方程化为只含有电场与磁场水平分量的一阶常微分方程形式.采用基于两端边值问题的精细积分方法,分析了电磁波在层状有耗介质中的反射与透射问题.把控制方程按边值问题求解,可以避免在运算过程中出现指数矩阵相乘的大数溢出问题.将数值计算结果与广义传播矩阵方法加以对比,结果显示,精细积分方法具有更好的精度和数值稳定性.     

直流电测深中各向异性层状地层的视电阻率响应特征

基于各向异性介质的电磁场方程,利用极向型与环向型标量位函数,得到了任意各向异性层状介质的电磁场响应和视电阻率响应关系.利用界面上电磁场切向分量的连续性及地面激励源的耦合条件,导出不同层之间电磁场的传播状态矩阵和递归计算关系.针对递归计算中指数项的数值不稳定性,借助状态矩阵的性质,构造稳定的计算格式.针对横向各向同性(TI)介质中极向位与环向位解耦的特点,地面磁场的计算采用格林函数积分方法,用均匀各向异性介质的解析解检验所提算法的正确性.结果表明:对于水平薄交互储层或水平裂缝带,地面测得的视电阻率小于实际地层的真电阻率,由此计算的含油气饱和度偏低;对于发育倾斜裂缝的储层,方位视电阻率的极向图表现出明显的反常现象,即随方位视电阻率呈椭圆状分布,长轴方向指向裂缝分布的走向;利用方位视电阻率的椭圆特征参数可以估算地下地层的裂缝分布参数.     

无限长螺线管内外感生电场计算中存在的一个问题

本文从感生电场与磁场的相似性和感生电场遵循的场方程两个方面,对无限长螺线管内磁场变化激发的感生电场只有切向分量做了较为严格的论证。     

线圈中心测量垂直磁场虚分量频域电磁法数值模拟

提出一种在近区测量磁场垂直虚分量提取视电阻率的频率域电磁测深方法,通过分析其特性并进行数值模拟研究,建立近区频率域电磁测深理论体系.通过研究线圈中心均匀大地电磁场,推导相关解析表达式,并将成熟的双频和伪随机合成电流移植到本方法中.根据一定近似条件下电磁场的理论公式,研究载流线圈中心垂直磁场虚分量提取视电阻率的方法特性,并编写相应正演程序,对2层、3层、4层等地电模型进行数值模拟,分析结果显示其对地下电性分布变化的有较高分辨力.最后根据模拟结果揭示本方法可行性及实际意义.     

垂直磁偶源频率域电磁测深法一维正演及响应特征

为了探究磁偶源频率域电磁法的测深能力,本文以垂直磁偶源频率域电磁剖面装置为例,从垂直磁偶极子在一维层状介质的Z方向磁场公式出发,在低感应系数条件下推导了视电导率的表达式,最终实现了垂直磁偶源频率域电磁测深法的一维正演；然后通过对典型层状模型进行一维正演模拟,分析了磁偶源频率域电磁测深法的响应特征。研究结果表明：通过同时减小发射频率和增大收发距并保持频率与收发距平方的乘积不变能够实现电阻率测深,属于频率和几何测深联合方式,可见该方法能够准确地反映地下介质视电阻率的垂向变化信息。     

复杂不均匀地层中地下结构波动响应频域分析

研究了不均匀岩土介质中隧洞衬砌的波动响应.比例边界有限元法被用来求解这一类问题.这种方法的优点是只需在边界上用有限元进行离散;无限介质的辐射条件自动得到满足;对一般不均匀介质的分析可不增加额外的工作量.方法的有效性得到二维无限空间中圆形孔洞在水平向SV波入射作用下波动响应的验证.计算了马蹄形隧洞衬砌周边的应力分布.不均匀的围岩介质包含几种情况:一是含两种不同特性介质的不连续界面;另一是围岩中含软弱夹层.数值结果表明:在两种不同特性介质的不连续界面附近,以及在软弱夹层附近都会出现应力集中现象.两种介质特性差别愈大,应力集中程度愈高.此外入射波的频率愈高,应力集中现象也愈明显.这些结论对于地下结构的抗震设计将具有重要参考价值.     

电磁兼容技术

对学生作电磁干扰和电磁兼容原理的简要介绍，让学生建立统一电磁场的概念、同时提高他们在电子设计和制作方面的动手能力。     

电磁流体表面推进流场结构特征的数值研究

数值研究了弱导电流体中,具有不同电磁极条带宽度的推进单元近壁电磁力的分布特征和对流场结构的调控效果,并比较分析了不同结构的推进单元体对周围流场推进效果间的差异.采用有限体积法对流场的基本控制方程(Navier-Stokes equation)进行求解.数值结果表明,不同电磁极宽度的推进单元所激发的电磁场场强和流体边界层中电磁力的分布具有类似的变化趋势,但电磁力的渗透深度有差异.电磁极条带较宽的推进单元,其附近电磁体积力具有较好的渗透效果,但其近壁场强较弱.推进单元绕流流场的数值模拟揭示了场强的渗透较深时对推进单元周围流场的影响更加显著.流向电磁力使得边界层流向动能增加,涡量场结构发生改变.推进单元上下表面涡量值出现了正负更替分布的变化特点.     

电磁干扰来源及电磁兼容设计的探讨

随着科学技术的发展，电磁能的充分利用，给人类带来了电磁干扰。对电磁干扰的来源及电磁兼容的设计进行了研究。     

时钟电路的电磁兼容研究与设计

时钟电路是数字电路的重要组成部分,其电磁兼容设计是一个复杂的问题.在分析脉冲频谱特性的基础上,研究了时钟电路的电磁干扰问题,提出了时钟电路电磁兼容设计的基本方法.     

麦克斯韦电磁应力张量和电磁固体耦合动力学

本文论述了电动力学基本方程与固体力学方程在耦合情况下的联系和复杂性问题,阐述了导出麦克斯韦电磁应力张量和电磁动量形式耦合动力学方程的意义,最后对几个电磁固体耦合动力学的典型问题进行了分析.     

基于电磁作用增强列车黏着力的研究

针对高速列车在进一步发展过程中面临的轮轨黏着力不足的问题,基于电磁作用原理,提出一种电磁增压装置,利用电磁线圈在车轮和钢轨之间产生吸力,增加列车黏着力。首先建立电磁增压装置基本结构模型,进行电磁吸力计算,仿真分析研究列车速度、励磁电流、缠绕线圈形状和匝数分布、线圈距轨面高度等对电磁吸力的影响。研制了电磁试验装置对模型进行试验,验证了电磁场仿真结果的准确性,得到电磁吸力随速度、电流、线圈距轨面高度、线圈形状变化的规律。结果表明电磁增压装置能满足不同速度阶段的增加黏着力需求,并在需要时可对车轮添加反向励磁电流进行消磁。研究表明通过合理调节励磁电流大小可实现对转向架各车轮电磁吸力的稳定控制,可有效改善列车运行平稳性,提高列车运行的安全性。     

论“单极感应”电磁现象所蕴藏的物理规律

依据“单极感应”及传统电磁感应实验等电磁现象和变化磁场性质的研究，揭示了电磁理论存在历史困难的根源。指出电磁感应现象所反映的两类物理过程及其特性，阐明建立宏观电磁理论时引入理论空间概念的必要性；在论证电磁感应的根本原因是导体与磁场的相对运动后，提出以导体系空间运动场矢量的变化率来表达电磁感应的物理规律，如此可解决电磁理论的历史困难并能包含洛伦兹力解释；设立电磁定理，涵盖了毕奥-萨伐尔定律；最终得到具有新意的电磁场方程组。     

SRD系统电子控制器的电磁兼容设计

分析了开关磁阻电动机驱动系统电子控制器的主要干扰，论述了抑制电磁干扰的技术措施，这些技术措施已成功用于7.5kW开关磁阻电动机调速系统。     

音频电磁波辐射场及其天线应用

 首先对音频电波的存在质疑予以可能的论证.然后重点对教学用音频发射天线做了设计分析.最后顺便提及其在地学和生命科学中的应用前景.