虚位移法求解电磁场力

根据电磁场的唯一性定理,采用虚位移法[1]举例计算了电流恒定时,导体和电介质受到的电场力f=12ξ0E2n=σ22ξ0n;磁链恒定时,载流回路和磁介质受到的磁场力F=-W.计算结果表明:用虚位移法求解和用库仑定律、洛仑兹力公式求解相同的问题,后者求解的过程相当繁琐,而且计算量大,有些问题牵涉到泛函数,不一定能求解出答案;而用虚位移法求解,过程非常简单,避免了一些繁琐而不必要的过程.所以用虚位移法求解电磁场力比用库仑定律、安培力的公式更简单方便.     

磁场力静电场力的虚位移解法

本文从理论和实例出发,给出了一种载流回路或磁介质受磁场力、电介质和导体受电场力的有效计算方法。     

用虚位移法计算静电力公式的讨论

用虚位移法计算静电力可分为两种情况：一种为导体的情况；另一种为为介质的情况.给出了用虚位移法计算静电场中电介质受力与用虚位移法计算静电场中导体受力的关系，从而说明了静电场中电介质受力的本质，阐明了静电场中电介质受力的计算可直接应用静电场中导体受力公式的原因，给出了计算介质受力时可以运用计算导体受力公式的条件，并给出了具体的例子进行说明.使电介质受力的计算变得明白、易懂.     

各向异性介质中两种载流曲线极点的磁场

利用各向异性磁介质中毕奥－萨伐尔定律的极坐标形式，求出用极坐标方程表示的载流蔓叶线和三叶玫瑰线在极点产生的磁场，它为求解载流曲线在各向异性磁介质中的磁场提供范例。     

各向异性磁介质中载流直螺线管轴线上的磁场

利用毕奥－萨伐尔定律,并在磁导率μ１１＝μ３３的条件下,可求出各向异性磁介质中载流圆线圈轴线上的磁场,以及载流直螺线管内部的磁场,显然,其使用条件受到限制。为此,有必要导出在μ１１≠μ３３的更一般情况下,各向异性磁介质中载流圆线圈轴线上磁场和载流直螺线管内部的磁向异性磁介质中载流圆线圈轴线上的磁场,使其结果适用范围更广。     

各向异性磁介质中载流圆线圈的磁场

在μ１１＝μ３３条件下的线性各向异性磁介质中，已可求出载流圆线圈轴线上的磁场，以及其它电流所激发的磁场，但其适用范围受到一定限制。文中在已经出的各向异性磁介质中毕奥－萨伐尔定律笛卡儿坐标形式的基础上，求出μ１１－μ３３的更一般情况下的各向异性磁介质中载流圆线圈轴线上的磁场，得到适用范围更广的计算结果，为求解一般情况的各向异性磁介质中电流的磁场提供了范例，在此基础上，可进一步求解一般各向异性磁介质中     

各向异性磁介质中无限大载流薄板的磁场

利用各向异性磁介质中毕奥-萨伐尔定律,以及由此定律求出的,在各向异性磁介质中无限长载流直导线的磁场的基础上,进一步求出无限大载流薄板在磁各向异性介质中的任一点的磁场强度,拓展该定律的应用范围．     

磁场中载流线圈力和力矩的公式

本文给出计算载流线圈在外磁场中所受力和力矩的普遍公式.     

各向异性磁介质中载流矩形线圈空间磁场

在给出的各向异性的毕奥－萨伐尔定律的基础上，求出载流矩形线圈在各向异性磁介质中的空间磁场，为研究磁各向异性的磁场提供了实例。     

也谈载流线圈在外磁场中所受的力

本文对[1]中的关系式Fδx=δx给出了证明,并且指出在使用(?)=I(?)φ_m时,φ_m是有正、负的而不是绝对值,因此,闭合载流回路在外磁场中受力的方向是磁通增加的方向,但不一定是磁场增强的方向。     

地质力学磁力模型试验磁场梯度研究

地质力学磁力模型试验与离心机模型试验的核心思想类似,都是通过施加外加力场来达到增加试验材料应力水平的目的.本文根据磁性颗粒的磁场力公式,指出磁场梯度为恒定值是磁性材料受力均匀的必要条件之一.根据磁滞回试验测得的磁性材料的磁化强度,推导获得了均匀力场的磁场梯度下限值.采用数值模拟方法,计算了单圆台线圈、两同向电流对接线圈、两反向电流对接线圈这3种磁场生成方案的磁场梯度,比较分析该3种磁场梯度的均匀性,研究表明单线圈磁场生成方案所产生的磁场梯度较均匀且磁场空间较大,因此选择单线圈为磁力模型试验的磁场生成方案.     

铁电材料P-E本构关系

铁电材料的极化机制包括：位移极化，转向极化．位移极化正比于外加电场；将电畴的固有电矩在极化方向按玻尔兹曼能量取加权平均得到转向极化．由此推出一个简单的解析表达式，表达了铁电材料极化强度P与外电场E的本构关系．将该解析表达式的结果与文献给出的电滞回线实验数据进行比较，2者符合得非常好．该解析表达式对磁滞回线的模拟效果也非常令人满意。     

有外回路的金属管屏蔽单电流磁场源的电路法解析

有外回路的金属管能有效屏蔽单电流磁场源,但屏蔽效果的计算要用数值方法,不便于应用.本文提出用电路法求解其屏蔽效能,推导了电路参数,给出了便捷的磁场和屏蔽效果解析计算式,并用边界元法计算软件和实验测量方法进行了验证.最后,给出了工程应用的实例.     

压电、压磁球对称问题振动分析

考虑压电、压磁材料在球坐标系下，不计体力、体电荷和体电流的情况下，由运动方程、梯度方程、压电和压磁的本构方程导出外激励作用下应力、应变、位移、电位移、电场强度、电位势、磁感应强度、磁场强度和磁位势等各量的稳态解．并给出了具体实例的边界条件，从而可为压电、压磁材料空间球对称动力控制问题提供良好的理论依据．     

MOSFET开关变换电路换流过程的瞬态磁场能量密度的计算

为进一步明确电力电子电路开关瞬态过程的干扰特性 ,基于传输线理论 ,首先解决了瞬态电流环路磁矢量势计算中所遇到的难题 ,并在此基础上提出了一种瞬态场时域解析模型 .在进行高精度计算时 ,该模型与数值方法相比具有高效的特点 .最后以MOSFET开关电路为例 ,计算了该开关在关断瞬间瞬态磁场的变化规律 ,并计算了瞬态磁场能量密度 .本模型的建立为电力电子电路的电磁兼容性设计提供了依据 .计算结果与实际结果均表明 ,瞬态电流在本文所提出的实验回路中的传输时延虽为纳秒级 ,但应在瞬态模型中给予充分考虑     

基于FDTD方法的脉冲磁场屏蔽效能研究

为了解决实际工程中存在的线圈隔离问题，利用时域有限差分法对电感线圈的低频脉冲磁场屏蔽问题进行了建模和分析，研究了在不同的屏蔽材料下对脉冲磁场的屏蔽效果，为解决在实际工程中存在的线圈隔离问题提供了可靠的理论依据。     

交流电磁场检测数值仿真及其信号敏感性分析

基于开发交流电磁场检测 (ACFM )可视化技术的需要 ,采用数值模拟方法对ACFM技术进行了探讨。以ANSYS软件系统为工具 ,建立了ACFM数值仿真模型。该模型解决了利用裂纹物理参数和几何厚度建模以及裂纹导致的奇异性处理两方面的问题 ,能够精确获得任意形状裂纹的电磁场分布。分析了材料性质与提离两种因素对磁场分布影响的敏感性。仿真结果表明 ,ACFM对磁导率、电导率和提离的变化均不甚敏感 ,与涡流检测技术相比 ,更适合于低碳钢的裂纹检测。此研究为开发ACFM装备的数字化样机提供了理论依据。     

圆形平面轴对称索穹顶结构成形后的刚度计算

根据文献１滑移索单元迭代计算的基本思想,针对脊索呈辐射状分布的轴对称索穹顶结构,提出了成形后的刚度计算方法。利用Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标描述法建立了受压桅杆及拉索的大位移切线刚度矩阵,基于虚功原理建立了索穹顶结构的非线性静力平衡方程,给出了滑移索单元计算的基本公式、方法和步骤,并进行了实例计算。结果表明,方法是可行的,可供设计和施工时参考。     

矩形载流线圈沿一中线折成直角可看作磁偶极子

从磁偶极子的特点出发,用毕奥一萨伐尔定律、安培力公式和力矩的定义,推导出用磁矩表示的矩形载流线圈沿一中线折成直角的远场及其在均匀磁场中所受的磁力和磁力矩,指出此非平面载流线圈可看作磁偶极子．