磁流体密封装置最佳齿极参数计算

多极齿形结构的磁流体装置中齿形几何参数的选择是这类装置设计的核心问题．它决定该装置中磁场分布形态，从而影响了密封的质量．采用任意三角形网格划分的有限元法求解描述永磁－软铁系统性质的非线性Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，以矢量磁位Ａ为计算量得到磁流体密封装置中工作气隙的磁场分布数据．经多个齿形几何参数的比较，提出了磁流体密封装置的多极齿形结构设计中齿极宽度、槽宽度和槽深度的最佳参数．计算中考虑了磁铁的边缘效应、非线性效应及漏磁效应，计算结果较其他方法更可靠     

用标量位来计算稳态及瞬态工况下汽轮发电机端部三维磁场

本文提出了在计及端部行波场各次空间谐波的情况下,应用一维解析二维有限元数值解的方法来分析汽轮发电机端部三维磁场。在考滤到端区主要金属构件中涡流反应的影响后,仍可采用标量位来计算稳态及瞬态工况下的端区磁场。所编软件可在微机上运行。本文提出的方法适用于分析计算汽轮发电机定子端部绕组的电磁力及端部漏抗。     

磁流体发电机的电流饱和现象研究

磁流体发电是一种高效,低污染的发电技术,同时也是一种较为复杂的技术。文中提出了以法拉第电场输出电功率的磁流体发电机中电流在一定磁场范围内会产生饱和现象,这就是影响其性能的一个新因素,解释了其产生的原因,提出了临界磁场理论,并推导了相应的临界磁场的普适方程式。饱和现象及临界磁场的提出,给研究磁流体发电机的工作人员在研究通道性能问题上提供了新的思路,尤其是在超导磁体在磁流体发电机上的应用问题上的研究。     

大型水轮发电机在各种工况下的端部磁场计算

考虑水轮发电机端部结构的特点，计入材料的各向异性和非线性，以电路和磁路等效原理导出定子铁芯叠片边段和分瓣压的等效电导率及磁导率，计算了一台72．5MW水轮发电机在各种工况下的端部磁场，结果与实测值非常吻合，证明了所提出方法的正确性，计算了李家峡400MW水轮发电机在欠励工况下的端部磁场，并与现场进相工况运行时的实测数据对比，结果满足工程要求，为预测水轮发电机进相能力的充电容量提供了依据。     

发电机端部磁场的有限元分析(I)

本文由在不同区域分别引入矢量位和标量位，将电机端部磁场问题归结为求解一组复方程的边值问题。关于用有限元法解复方程边值问题．数学文献中讨论不多。我们证明了该问题的 Ｇａｌｅｒｋｉｎ形式的弱解的存在唯一性，以及有限元解到真解的收剑性。用等参四边形单元建立了有限元离散模型，讨论了计算方法。应用本文的方法具体计算了汽轮发电机端部磁场和损耗，与试验结果基本符合。本工作与国外同类工作［１］比较，物理模型更为合理，并从数学上作了较详细的分析和证明，计算工作量较小，计算时间约为前者的三分之一。 本文包括两个部分。第一部分提出了基本的物理假定，讨论了数学模型；第二部分是有限元逼近和计算方法的讨论。     

外加电磁场对火焰结构及燃料燃烧特性的影响

燃料在电、磁场作用下的燃烧是一个新的跨学科性质的研究课题.它涉及磁流体发电、空间技术中电磁燃烧技术的应用以及能源与动力工程中能量转换与效率.本文从实验和理论两个方面,扼要地报导了碳氢燃料在外加磁场、电场影响下的火焰结构及其燃烧特性.把近年来我研究小组的主要研究结果汇总发表.     

磁流体各向异性导热的研究

考虑磁流体中粒子受力及运动特性,运用数值模拟方法研究了外加磁场作用下磁流体的三维微观结构．建立磁流体各向异性导热系数的预测方法,分析计算在不同外加磁场作用下磁流体的导热系数．引入表示粒子非均匀分布结构特征的结构各向异性参数,修正Maxwell公式,将该公式拓展应用于计算磁流体各向异性导热系数．结果表明：当外加磁场作用时,磁流体中粒子沿磁场方向形成链状结构,磁流体沿着链向的导热系数要大于其他方向的导热系数,导热系数表现出各向异性特征．且随着磁场强度的增大,磁流体内的链状结构变得更加明显,导热的各向异性特征更加明显．     

直管式磁流体推进系统耦合场的数值计算

提出了直管式磁流体推进装置的二维数学模型,并用有限元法和有限差分法数值求解,得到了推进系统中流速、电流、洛伦兹力和压力的分布．通过不同磁场下管道内流速分布的对比,清楚地显示出哈特曼效应,即磁场强弱对管道截面速度分布的影响．     

水轮发电机端部各向异性涡流场分析的数学模型

为合理设计大型水轮发电机端部结构，考虑到叠层结构定子铁芯的各向异性及非线性，建立了包括定子铁芯边段在内的水轮发电机端部涡流场分析的数学模型。提出了边界条件处理的新方法。在求解变量的选择上，采用了在不同的求解区域分别引入不同的求解变量——在涡流区用修正矢量磁位，在非涡流区用标量磁位，使计算量大大减少。与以前不包括定子铁芯的端部涡流场分析模型相比，该模型能更准确地计算铁芯边段附近的磁场，故该模型对于研究大型水轮发电机的端部损耗及局部过热具有重要意义。     

燃烧型脉冲磁流体发电机实验研究

通过对磁流体发电机用推进剂配方、发电通道以及大空间强磁场形成技术的研究,研制了燃烧型脉冲磁流体发电机样机,并测试了发电机的输出电压.实验结果表明:含硝酸铯盐复合推进剂配方可用于脉冲磁流体发电机,标准火箭发动机喷管出口燃烧产物电子密度达到1.9×1012 cm-3,比常规推进剂提高1 000倍;永磁体采用聚磁技术可实现均匀强磁场,在104mm×360mm×500mm的矩形空间内得到磁体系统的平均磁感应强度为1.24T,磁场均匀度超过95%;发电机稳定输出电压为90V,实现了推进剂化学能的转换.研究结果为高功率脉冲电源的研究提供参考.     

电场和磁场中的对偶原则

本文提出的对偶原则就是以 Q 和 QV 分别作为电场量和磁场量的基本对偶元素.就是在电场量和磁场量的因次公式中,分别令 Q 和 QV 所代表的基本量为零因次,如果两个量的因次式变成相同,则它们可以对偶.运用这个原则,可以从电场的关系或方程得到对偶的磁场的关系或方程.或者,反过来,本文限于静电场和稳恒磁场.     

抽油机井地面设备组合优化与节能技术

抽油机井的各种节能型机电设备的优化配置可以显著提高抽油机井的系统效率。按照可独立进行节能改造的原则,将抽油机井地面系统划分为电控箱、电动机、抽油机三个单元,建立了抽油机井数据库。提出了地面设备合理配置的混合离散变量优化模型,研究了求解策略,并编制了抽油机井地面设备优化组合软件。现场应用结果表明,利用抽油机井地面设备组合优化与节能技术开发的优化软件,可以实现抽油机井地面耗电设备的合理配置,提高系统效率,具有显著节能效果。     

二维分层生物媒质中低频诱发电场的数值计算

采用有限差分法对低频磁场在二维分层生物媒质中诱发的电场进行了数值计算．在处理边界条件时,将方程在界点处进行离散化,非正则内点的值由正则内点和界点的值作线性插值求得,并选用以切比雪夫法加速的ＲＢ松弛迭代法．该计算方法不仅效率高,并且计算结果在边界上具有很高的精度．     

椭圆形线电荷的轴向电场分布

通过坐标变换求出了椭圆形线电荷的轴向场强及电位分布规律，并对结果进行了分析讨论。     

直线电机瞬态特性的场路耦合分析法

运用磁网络法,进行了单边直线感应电动机的性能分析。提出了此种电机的磁网络模型,由电磁场方程导出了磁网络的参数,从而考虑了直线电机边端效应、绕组不对称分布等结构特点。场路耦合及机电耦合法的运用,使文中提供的分析模型更接近实际情况,适合于动态特性的分析     

双四元数形式的电磁理论

利用双四元数,将只存在电荷的经典电磁理论推广同时存在电荷和磁荷的电磁对称的理论.在双四元数表述下,出电荷磁荷系统的Hamilton作用量和对应的Lagrange函数,并从作用量原理出场方程和场中带电磁荷粒子的运动方程.分析这些方程,证明在只存在电荷情况下新理论与通常的电磁理论一致;在电荷和磁荷都存在的情况下,新理论不仅是经典理论的推广,而且与其他考虑电荷磁荷的电磁理论有原则上的区别.新理论出了电荷（或磁荷）产生的场对磁荷（或电荷）没有电磁作用,特别是电荷粒子与磁荷粒子（磁单极子）之间无电磁相互作用的论.最后,据新的双四元数电磁理论讨论了3个物理问,（i）对磁单极子探测实验的负果出新的释,即这种负果不能否定磁单极的存在,而是表明探测实验的原理需要修正;（ii）出磁单极子类型的物质是一种暗物质的假设;（iii）对分数电荷现象出一种释,即存在带不同类型电磁荷的粒子.     

Observation of coupled magnetic and electric domains

Ferroelectromagnets are an interesting group of compounds that complement purely (anti-)ferroelectric or (anti-)ferromagnetic materials--they display simultaneous electric and magnetic order. With this coexistence they supplement materials in which magnetization can be induced by an electric field and electrical polarization by a magnetic field, a property which is termed the magnetoelectric effect. Aside from its fundamental importance, the mutual control of electric and magnetic properties is of significant interest for applications in magnetic storage media and 'spintronics'. The coupled electric and magnetic ordering in ferroelectromagnets is accompanied by the formation of domains and domain walls. However, such a cross-correlation between magnetic and electric domains has so far not been observed. Here we report spatial maps of coupled antiferromagnetic and ferroelectric domains in YMnO3, obtained by imaging with optical second harmonic generation. The coupling originates from an interaction between magnetic and electric domain walls, which leads to a configuration that is dominated by the ferroelectromagnetic product of the order parameters.     

含非线性磁介质材料恒定磁场的差分离散

给出了含非线性磁介质恒定磁场中用积分泊松方程的差分离散，该方法把求解非线性准泊松方程边值问题转化成求解线性代数方程组，在变压器，电机内电磁场的分析与计算中具有广泛的应用。