行波磁场作用下金属液体运动行为的数值模拟

将行波磁场理论和流体运动N-S方程相结合,建立了行波磁场作用下材料制备用容器内三维流场的数学模型,并引入了新的电磁力计算模型.通过与文献中实验结果的对比,验证了本模型及计算程序的可靠性.研究还发现,行波磁场作用下装置内纵截面形成了两个对称的大环流;当径高比降低时,容器内的流场结构没有改变,仍然为两个对称的旋流,形状由椭圆形变成长方形.当电磁力增大时,轴向速度曲线由平顶变为尖顶的抛物线,并且电磁力越大,波顶离底部壁面的距离越近.     

行波磁场驱动的磁力传动系统空间磁场数学模型

为提高大间隙、高转速条件下磁力传动系统的可靠性,提出行波磁场驱动的大间隙磁力传动技术,研究磁力传动系统窄间数学模型.首先,分析系统主动磁极(电磁体)磁极状态和从动磁极(永磁体)转动状态之间的关系,确定驱动水磁体转动的电磁体4个磁极状态及切换顺序;其次,基于磁路基本原理,通过磁场分析和建模,以电磁体4个磁极状态之一的NS(N表示其左极、S为右极)为例,对电磁体的空间磁场分布进行研究并建立空间磁场数学模型;最后,以MATLAB为平台对4个磁极状态的空间磁场数学模型进行求解,将求解结果与实验数据进行对比.研究结果表明,电磁体空间磁场数学模型是正确的.     

行波磁场对RH精炼过程混合特性的影响

建立了RH精炼装置内混合行为的数学模型,考察了不同励磁电流参数下行波磁场对RH精炼装置内混合特性的影响.计算结果表明:混匀时间随电流强度的增大而减小,并且近似成线性关系;混匀时间随电流频率的增加先减小后增大,并且在30Hz时达到极小值;在励磁电流强度为200A,频率为10Hz的条件下,在上升管或下降管施加行波磁场混匀时间可缩短9%～17%;在相同操作条件下,在上升管处施加行波磁场混匀时间小于在下降管施加行波磁场的混匀时间;同时在上升管和下降管施加行波磁场,混匀时间可缩短18%～26%;混匀时间随吹氩量的增大而减小,在吹氩量为1600NL/min时混匀时间达到极小值,吹氩量继续增大时,混匀时间反而增大.     

相对论性电子在行波磁场中的运动

相对论性电子在周期性磁场中的运动将产生自发辐射，这是产生自由电子激光的基础。本采用的行波磁场，是一种新型的周期性磁场。通过讨论要以看出，当电子通过这种磁场时也将产生自发辐射，从而说明该磁场能做为自由电子激光器的摆动器。     

铝熔炼炉内电磁搅拌磁场的数值模拟

针对某厂50 t铝熔炼炉与电磁搅拌器,采用ANSYS软件建立三维有限元模型,对熔炼炉内电磁搅拌磁场进行数值模拟。研究结果表明:电磁搅拌器在其周围空间产生交变磁场,其变化周期等于加载的低频交流电周期;磁场向右呈波浪式移动,当加载电流频率为0.4 Hz时,行波移动速度为1.44 m/s;磁感应强度在铝液水平层内由边缘向中部逐渐增大,并沿铝液高度方向迅速衰减;铝液底层的电磁搅拌器垂直投影区域磁感应强度较大,为搅拌作用的核心区域;磁感应强度的仿真结果与实测结果基本吻合。     

行波磁场净化液态金属时金属液流动控制的初步探讨

本文对行波磁场净化液态金属技术中金属液流动现象的产生进行了模拟试验和理论分析,指出紊流产生的根本原因是金属液受力不均匀．对影响电磁力均匀化的几个参数进行了测定或讨论,并提出了相应的抑制流动的措施     

电磁场对铸铁石墨生长的影响

设计了交替换向的行波磁场,研究在铸铁凝固过程中,施加换向行波电磁场产生的脉冲作用对铸铁石墨生长及其凝固组织的影响·结果表明:在脉冲电磁场的作用下,灰铸铁凝固组织中奥氏体枝晶数量明显减少,石墨粗化;球化处理后,凝固组织中球状石墨数量减少,蠕虫状石墨增多,蠕化率显著提高,为稳定蠕墨铸铁的蠕化率提出一个新途径·讨论了电磁场对石墨生长影响的机理,认为脉冲磁场的电磁搅拌作用和感生电流的热效应破坏了石墨核心周围奥氏体壳的稳定性,促进石墨的分枝生长,形成蠕虫状石墨·只有在残留镁量和残留稀土量足够或残留量较高时,脉冲磁场的干扰能够稳定蠕化率;蠕化剂加入量不足时,磁场干扰只能促进形成片状石墨,不能形成蠕虫状石墨...     

具有纵向磁场结构真空灭弧室的研究

本文分析了两种纵向磁场的真空灭弧室并讨论了其优点。一种为双边纵向磁场线圈,而另一种为单边纵向磁场线圈。文中阐述了电极表面上的纵向磁场分布和如何来选择纵向磁场强度。此外,还介绍了用具有引弧装置的合成迥路来作开断电流试验的方法,同时分析了试验结果。     

螺线管中磁场的计算

首先根据单层、有限长螺线管轴向磁场的计算公式,推导出多层、有限长轴向磁场的计算公式。并将它们推导到无限长的情形。其次采用谢尔茨展开公式计算空间的磁场分布。利用计算机编制出磁场计算程序、最后利用此程序进行计算机模拟,计算出磁场的轴向分布和空间分布。同时,对磁场的分布结果进行了讨论。     

磁控溅射靶磁场的分布

用麦克斯韦方程，推导了射频磁控溅射靶磁场的数学表达式，并研究了靶磁场的三维分布规律，得到了磁控靶的磁场在中心圆环有较强的水平分量，边缘有较强的垂直分量的结果，计算结果与实验结果相符。     

弱磁检测漏磁信号影响因素实验与仿真研究

弱磁检测能够有效地发现钢筋、钢绞线等铁磁构件因锈蚀产生的结构受损;但是这些铁磁材料会因所在地点、所受地磁场磁化时间的不同,从而使其在弱磁检测中所受的地磁场强度与自身磁化程度也不同。所以,为了探究地磁场与自身磁化对采集到的漏磁信号是否存在影响,在此通过磁屏蔽与退火的方法控制地磁场与自身磁化强度两个变量,进行漏磁信号检测对比实验。为了进一步分析实验结果,采用COMSOL软件对实验进行仿真模拟。结果表明:地磁场对漏磁信号只存在数值上的影响,不会明显改变漏磁信号的变化规律;而自身磁化才是影响漏磁信号规律的主要因素。与此同时,仿真结果也与实验结果保持一致。     

MFA用旋转磁场的设计

本文围绕非晶态金属薄膜进行磁场热处理(MFA)时,所用旋转磁场的设计问题,对旋转场的各向同性与极面形状的关系,以及具有大工作气隙的交流磁路的设计方法作了初步探讨,并据此作了模拟实验。证明了只要极面选取以x-y平面为对称面,以 z 轴为旋转对称轴的对称形,且将励磁线圈以适当方式连接,则可在中心区域产生转速为3000rpm 的均匀圆偏振场,其强度设计采用求磁场和磁路计算相结合的方法也是可行的。该装置可直接利用市用三相电产生各向同性的磁场。它与机械转动装置配合可在较大的转速范围内对样品进行处理。文中通过分析也指出该装置难以产生很强的磁场。     

太阳磁场的电流螺度、感应电场和能流分布研究

太阳光球磁场的动态演化在太阳爆发事件中起着重要作用。电流螺度、感应电场和坡印廷能流是表征磁场非势特性的典型参量。以活动区NOAA10488为例,利用局部相关跟踪方法,依据观测资料计算这3个参量,考察太阳光球磁场运动对于非势磁能的传输、释放作用。分析这个活动区的电流螺度、感应电场以及能流的分布,发现电流螺度和能流的分布情况均与太阳高层大气耀斑爆发密切相关,而感应电场的分布与其爆发的关系尚待进一步研究。     

靶向振荡磁场发生器的研制

针对药物靶向治疗中难以产生足够磁场强度和梯度的交流脉冲磁场问题,提出了采用双极性脉冲电流产生靶向引导磁场的新思路,研制了一种适用于磁性药物聚焦和控制药物释放的靶向振荡磁场发生器,其主电路拓扑利用负载能量回馈,减少电路损耗,提高电流幅值和电流脉冲陡度,从而提高磁场强度和磁场强度变化率。该装置输出频率0.125~32 Hz,磁感应强度达1.3 T,正弦磁场、单极性和双极性脉冲磁场的磁性微粒聚焦效果和振荡效果的对比实验,证明双极性陡脉冲强磁场更适用于靶向治疗。双极性脉冲强磁场中磁性微粒聚集速度快,聚焦效果好,振荡现象明显。     

一种获得均匀磁场的新方法--改进型的Helmholtz线圈

提出一种获得均匀磁场的新方法,即将Helmholtz线圈改为3个同半径的串联线圈,以得到改进型的Helmholtz线圈.经计算得到了改进型Helmho ltz线圈磁场的简单公式,对公式的分析表明,改进型Helmholtz线圈的均匀磁场区比Helmho ltz线圈大得多.     

通过磁现象与电现象的对称性探讨磁单极

本文以物理定律具有对称性的观点,讨论了磁现象和电现象的对称性与磁单极的关系。在进一步研究磁现象和电现象的对称性时,发现电场可以是涡旋场,也可以是有势场,磁场却只有涡旋场而没有静磁场,即出现了磁现象与电现象的不完全对称性。如果我们承认狄拉克的磁单极假设,那么磁荷的静磁场就是有势场,则磁流的电场与电流的磁场就是相似的,实现了电磁现象的完全对称性和麦克斯韦理论的完全对称性。     

复印技术中磁辊磁场的仿真

本文论述用积分方程法计算复印机磁辊磁场的分布，引入了磁场耦合系数并考虑磁性材料的各向异性，从磁场基本方程出发推导了磁位的积分解式。计算结果与实测的磁场数值符合较好。本文方法可用于磁辊生产中控制加工、装配尺寸误差及材料磁性离散度等影响质量的因素。     

均匀电磁场中带电粒子的运动学特性

通过对不同电磁场环境中的带电粒子受力情况研究带电粒子的运动规律。带电粒子只受电场或只受磁场作用时,其运动轨迹分别是抛物线或螺旋线。当带电粒子受电磁场作用时(带电粒子初速度、电场与磁场两两相互垂直或磁场垂直于初速度与电场构成的平面且初速度与电场成任意角度),得出带电粒子的运动方程。