电磁感应定律中的难点分析与处理

讨论了磁通量、磁通量变化、磁通量变化率等物理概念的区别，分析了感应电动势与磁通量变化率的关系。     

金属管道裂纹尖端磁通量密度的模拟计算

用数值模拟方法研究了金属管道裂纹尖端磁通量密度的分布情况.给出了电流分布,磁通量密度的分布.模拟结果表明,金属管道裂纹尖端的磁通量密度是最大的,并且磁通量密度的大小随着电流密度的增加而增大.通过具体算例表明,金属管道裂纹尖端的电流密度为1010A/m^2数量级时,金属管道裂纹尖端磁通量密度约为0.1 wb的数量级.     

用控制变量法探究电磁感应定律的实验装置设计

设计了一种用控制变量法探究法拉第电磁感应定律的实验装置,可以定性和定量地探究感应电动势与磁通量的变化量、磁通量的变化时间和线圈匝数之间的关系。用发光二极管的亮度和电容器的电压来表征感应电动势的大小;用磁铁从线圈中水平抽出的速度和磁铁自由下落的高度来表征磁通量的变化时间;用磁铁的磁感应强度表征磁通量的变化量。     

太阳光球磁通量变化的周期性研究

磁场在研究太阳结构和活动中始终扮演着十分重要的角色. 一般而言, 光球总磁通量是一个最能反映太阳整体活动水平高低的物理参量. 目前关于光球磁通量的周期性研究很少, 这可能是因为国际上缺少一个像太阳黑子相对数一样的标准磁通量序列. 首先利用美国国家太阳天文台基特峰观测站的从1975年2月到2003年8月总共383幅太阳综合磁图资料构造了一个比较完整的磁通量序列, 再采用Scargle周期图和Morlet小波变换两种周期方法系统地研究了它的周期性, 发现光球磁通量变化存在4个显著的周期, 它们分别是1050 d周期、500 d周期、300 d周期和160 d周期. 同时我们还详细地分析了这些周期的时变特征, 简单地探讨了它们各自的物理成因.     

多个超导磁通量子比特的可控耦合

通过在两个或者三个超导磁通量子比特中插入一个耦合线圈，使得超导磁通量子比特与线圈有一个强的相互作用。耦合线圈的磁通直接影响两个超导磁通量子比特的耦合强度J，因此可以通过对线圈磁通的控制来调控超导磁通量子比特的耦合强度J。     

两带各向异性超导体的磁通量子化——以MgB2为例

以MgB2为例，用两带各向异性Ginzburg-Landau理论分析了两能隙超导体的磁通量子化现象，总的来说，两能隙超导环内的磁通是磁通量子的整数倍，两带对应的磁通线根数相同，且一根σ带磁通线与一根π带磁通线所携带的磁通之和为一个磁通量子。     

钢丝绳金属截面积损失型损伤检测传感器设计及仿真分析

为了开发一种能够精确定量检测钢丝绳金属截面积损失(LMA)型损伤的传感器,根据主磁通量检测原理,分别对传感器主磁回路、励磁结构、检测元件和信号处理部分进行设计,得到以感应线圈作为检测元件的钢丝绳LMA型损伤检测传感器;通过理论计算对模型可行性进行验证,并使用MATLAB软件对3种直径待测钢丝绳分别进行仿真分析,得到钢丝绳中磁通量与截面积损伤量之间的一般联系。结果表明:钢丝绳缺陷使钢丝绳中的主磁通量减少,磁通量变化情况与损伤程度基本呈线性关系;当待测钢丝绳直径为16～22 mm时,直径越大,则磁通量相对于损伤程度的变化程度越大,线性度越差。     

利用超导磁通量子比特对单电子自旋进行单点读出（英文）

提出了一种基于量子非破坏性测量协议利用超导磁通量子比特对单电子自旋进行单点读出的方案.在该协议中,超导磁通量子比特与电子自旋相互作用一段时间,然后通过对其测量来间接得到电子的信息.由于该测量对电子自旋的态是非破坏性的,因此可以利用该超导磁通量子比特对电子自旋进行反复的读出,从而达到一个较高的读出精度.     

规范不变性与磁通量量子化

本文通过具体事例说明了电磁势的规范不变性与波函数的相因子这二个基本概念的内在联系,并进一步发掘出磁通量量子和磁通量量子化等更深刻的内函。     

AB磁通量子格气模型非线性解的影响

求出了有ＡＢ磁通量时量子格气模型的椭圆函数波解，给出了椭圆函数波的能隙、有效质量和束缚能，指出了类自旋波和弧子是椭圆破的特例，揭示了ＡＢ磁通量孤子宽度、峰值、束缚能和有效质量的影响及ＡＢ磁通诱导的类Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ流。     

磁场对煤泥水絮凝沉降效果的影响

针对传统煤泥水处理方法存在成本高、对环境污染严重等问题,采用磁场与絮凝剂相结合的方法对煤泥水进行絮凝沉降,分析磁感应强度和磁化时间对煤泥水絮凝沉降速度、沉积物厚度和上清液浊度的影响.结果表明：煤泥水絮凝沉降速度随磁感应强度的增大、磁化时间的延长而增加,底层沉积物厚度和浊度随磁感应强度的增大、磁化时间的延长而减小.在磁感应强度为0.25 T、磁化时间为15 min时,煤泥水的处理效果最佳.该研究为煤泥水处理提供了有益参考.     

组合式电磁连铸结晶器内夹杂物运动的数值模拟

采用数值模拟方法对组合式电磁连铸结晶器内夹杂物的运动轨迹和夹杂物在铸坯内的最终分布状态进行了模拟·对静磁场磁感应强度和两种磁场的不同相对位置对夹杂物分布状态的影响进行了分析·分析结果表明:随着静磁场磁感应强度的增强,夹杂去除率提高,皮下夹杂减少,铸坯内的夹杂物分布变得均匀;当静磁场由水口中心逐渐下移时,夹杂去除率降低,皮下夹杂增多,但对内部夹杂物的分布状态影响不明显     

光学元件磁性复合流体抛光特性研究

采用磁性复合流体(MCF)对BK7玻璃进行定点抛光实验,对抛光斑进行三维模型重构,并对磁场空间分布进行仿真与实验分析,阐明抛光材料去除机理,确定材料去除率、表面粗糙度及硬度随抛光时间的变化规律,建立了材料去除量与磁通密度的关系曲线。实验结果表明:抛光形成的抛光斑表面轮廓为蝶形,其沿抛光轮轴向的截面轮廓呈"W"形;材料去除量与磁场强弱及抛光时间密切相关,抛光深度去除率最高可达553 nm/min;表面粗糙度随抛光时间的增加先上升后下降,MCF抛光可获得表面粗糙度Ra6 nm的光滑表面,且粗糙度与硬度呈现一定的正相关关系。     

太阳复杂活动区的演化特征

利用SOHO/MDI的磁图及相关数据对连续几个自转周期内同一活动区的变化情况进行简单分析,结果显示:此活动区的磁场有相互绕转现象,其磁轴倾角由最初的0°左右增大到演化后期的-180°.磁极距开始时平稳上升,到演化后期则由于正、负磁极相互挤压逐渐减小.活动区正、负磁通量的长期变化都呈现下降趋势.但在每个自转周期内,正磁通量由上升和下降幅度基本相同,变为上升幅度小于下降幅度;负磁通量则由上升幅度小于下降幅度,变为上升幅度大于下降幅度.因此活动区总磁场强度基本为正,演化期间曾出现负值,但随着活动区范围的扩散,总磁场强度仍为正.     

施加与铸型振动同步的电磁场消除连铸坯表面缺陷

用数值解析方法,计算了铸型在周期振动过程中,润滑剂流路内动压的分布和弯月面的形状;研究了当铸型外部施加高频交流磁场时,电磁压力对动压分布和弯月面形状的影响,分别用数值计算和连续铸模拟实验两种方法,探讨了施加与连铸铸振动同步的电磁场消除铸坯表面缺陷的可能性。     

基于双无迹卡尔曼滤波算法的永磁同步电机转子磁链辨识

转子磁链的准确辨识是实现永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)转子磁场监控,确保其驱动系统可靠运行并实现高性能控制的有效方法。为解决测量噪声、电机参数变化及辨识模型欠秩对转子磁链辨识精度影响的问题,提出了基于双无迹卡尔曼滤波（UKF）算法的PMSM转子磁链辨识方法,可在确保满秩辨识的前提下,减小测量噪声与电机参数变化对转子磁链辨识精度的影响,实现PMSM转子磁链的准确辨识,并在参数敏感性分析的基础上,降低了算法计算量,合理兼顾了辨识精度与辨识速度。对所提方法进行了仿真研究和实验验证,研究结果证实了所提方法的有效性。     

Effects of the flow rate of hydrogen on the growth of graphene

Graphene samples with different morphologies were fabricated on the inside of copper enclosures by low pressure chemical vapor deposition and tuning the flow rate of hydrogen. It is found that the flow rate of hydrogen greatly influences the growth of graphene. Thermodynamic analysis indicates that a higher flow rate of hydrogen is favorable to the formation of good quality graphene with regular morphology. However, the mass-transfer process of methane dominates the growth driving force. At very low pressure, mass-transfer proceeds by Knudsen diffusion, and the mass-transfer flux of methane decreases as the flow rate of hydrogen increases, leading to a decrease in the growth driving force. At a higher pressure, mass-transfer proceeds by Fick's diffusion, and the mass-transfer flux of methane is dominated by the gas velocity, whose variation determines the growth driving force variation of graphene.     

新型混合径向磁轴承结构及其磁力特性

针对当前永磁偏置径向磁轴承的永磁磁路的磁通密度低,磁力小,缺乏自稳定的问题,提出一种应用于立式轴流泵的新型混合径向磁轴承结构.应用分子电流法及虚位移定理建立新型混合径向磁轴承承载力的非线性模型及其线性化方程,分析得出新型径向混合磁悬浮轴承在径向某个自由度上具有自稳定的特点,且永磁轴承可以减小系统总的位移负刚度.研究结果表明,采用Halbach阵列结构后,混合磁轴承气隙的磁通密得到很大提高.电流刚度和位移刚度与平衡点的初始电流及初始间隙密切相关,在平衡位置附近电流刚度和位移刚度呈线性变化,当气隙增大时仍保持较好的线性度,而当气隙减小时呈现一定的非线性特性.     

Filamentary structure on the Sun from the magnetic Rayleigh-Taylor instability

Magnetic flux emerges from the solar surface as dark filaments connecting small sunspots with opposite polarities. The regions around the dark filaments are often bright in X-rays and are associated with jets. This implies plasma heating and acceleration, which are important for coronal heating. Previous two-dimensional simulations of such regions showed that magnetic reconnection between the coronal magnetic field and the emerging flux produced X-ray jets and flares, but left unresolved the origin of filamentary structure and the intermittent nature of the heating. Here we report three-dimensional simulations of emerging flux showing that the filamentary structure arises spontaneously from the magnetic Rayleigh-Taylor instability, contrary to the previous view that the dark filaments are isolated bundles of magnetic field that rise from the photosphere carrying the dense gas. As a result of the magnetic Rayleigh-Taylor instability, thin current sheets are formed in the emerging flux, and magnetic reconnection occurs between emerging flux and the pre-existing coronal field in a spatially intermittent way. This explains naturally the intermittent nature of coronal heating and the patchy brightenings in solar flares.