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关键词： 灵敏度   反演   电磁场   各向异性介质  

摘要： 灵敏度的计算是海洋可控源电磁数据线性反演中的关键一环,决定了电磁数据反演的质量和效率,因此有必要对灵敏度计算进行检验和分析.本文推导了频率域可控源电磁2.5维反演中灵敏度的计算公式,采用自适应非结构有限元算法计算电磁正演响应,采用伴随互易的方式计算电磁场灵敏度,只需计算两个基本相同的边值问题(原始场和伴随场),然后对两个相应的场进行点积积分,便可得到观测的电磁场分量对电导率参数的偏导数矩阵.采用一维各向同性模型对算法进行了检验,并通过与一维各向同性算法比较,验证了本文灵敏度计算方法的准确性.然后对一维各向异性模型和二维各向异性模型进行了计算分析,分析了不同电磁场分量在高低阻各向异性介质中的灵敏度分布特征.

关键词： 雷电防御   电磁场   空间分布   区域防雷   设计应用  

摘要： 致力研究区域防雷设计中感应雷防护的关键问题,通过综合考虑雷击时间间隔、雷暴云运动特性和避雷针电晕效应等最新研究成果,建立了一个电气几何模型,并深入分析区域防雷设计中雷击电磁场强度的空间分布特征,结果表明:该模型使设计人员能够根据雷击点电流和保护距离,快速计算电磁场的空间分布,在雷电电磁场防护中应重点预防λ/4波长。

关键词： 电磁场波动方程   Maxwell方程   解   矢量函数   满足   唯一解   唯一性定理  

摘要： 从Maxwell方程组导出的波动方程的解,代回Maxwell方程中去是否还能得到满足,是电磁场与电磁波课程学习中有时会遇到的问题。本文给出了由自由空间的无源Maxwell方程导出电场和磁场波动方程的过程,然后根据均匀平面波的定义,求得波动方程的通解。证明这些解满足Maxwell散度方程,但由于含有与源相关的待定常数,故无法判定它们是否满足Maxwell旋度方程。验证某个矢量函数是否满足波动方程和Maxwell方程的习题,并不具有波动方程的解不一定满足Maxwell方程的含义。教材中关于满足波动方程的场量不一定满足Maxwell方程的阐述,指的是未获得波动方程唯一性解的情形;所提出的由波动方程求出一个场量后,再由Maxwell方程求出另一场量的解题方法,目的是当无源时可获得更多的信息,有源时避免复杂源项降低求解难度。可以证明,电偶极子电场和磁场波动方程的唯一解,满足Maxwell方程组中的全部方程。根据电磁场的唯一性定理和宏观电磁场时空分布的确定性,无论求解空间有源还是无源,只要能够获得波动方程的唯一解,这些解必然满足Maxwell方程。

关键词： 新高考   物理学科   核心素养   渗透路径  

摘要： 新高考对物理学科教学提出了更高要求,本文以“带电粒子在电磁场”教学为例,探讨如何有效地将物理学科核心素养渗透到课堂教学之中。文章首先分析新高考政策出台的背景及其给高中物理教学带来的深刻影响,强调了物理学科在培养学生科学探究能力、物理观念、科学思维以及科学态度与责任等方面的重要性。其次,结合具体教学案例,阐述如何通过情境创设、问题解决策略、模型建构和实践活动等多种途径,实现带电粒子在电磁场相关知识教学中核心素养的培养与提升。最后指出在新高考背景下,物理教学应进一步强化实践性、创新性和跨学科性,着重培养学生终身受益的物理学科核心素养。

关键词： 极低频电磁场   贡献率评估   层次分析模型(AHP)   特征提取  

摘要： 潜艇极低频电磁场作为目标探测的关键特征,其形成机制复杂多样,平台工况以及在水下所处位置都会对其产生很大影响。有效操控以降低潜艇的磁特征对于提升其磁隐身性能具有重要的意义。然而,当前各种因素对电磁场影响程度的研究尚不充分。为此该文提出一种基于层次分析模型的贡献率评估方法,旨在为有效操控提供理论依据。首先深入分析潜艇极低频电磁场的威胁成因,并建立相应的威胁层次结构模型。其次,通过仿真手段获取由不同成因产生的电磁场信号特征,并构建威胁矩阵和特征矩阵。最后,计算得到不同成因电磁场对总电磁场的贡献率,在尾部测线上,尾流磁场的贡献率占比最高,达到0.7649;径向测线上轴频磁场贡献率占比最高,并逐渐衰减,最终在150 m处低于尾流电磁场,并保持在占比0.5左右。仿真结果验证了该方法的有效性,可为潜艇极低频电磁场的综合主动控制策略研究奠定技术基础。

关键词： 永磁同步电机   电磁场有限元分析   非线性材料特性   动网格   牛顿迭代  

摘要： 电机电磁场有限元建模需要充分考虑材料非线性特性以及转子运动特性,这使得电机电磁场有限元模型在保证计算精度和提高计算速度方面面临新的挑战。以一台36槽6极内置式永磁同步电机为例,结合一阶网格剖分单元构建其电磁场有限元计算模型;采用Dirichlet和周期边界条件降低求解维度,运用牛顿迭代法考虑非线性材料特性,并结合Moving Band动网格技术对转子运动进行精确建模;其中Moving Band动网格和周期边界条件的联合运用能够有效保证求解矩阵维度的恒定,有利于在不同转子位置处继承上一步求解的磁矢位,为牛顿迭代提供有效初始解,实现加快牛顿迭代速度。通过对比提出的快速算法和传统有限元算法所计算的结果,验证了算法的准确性和快速性。

关键词： 极性分子   直线传播   化学效应   电磁场理论   可持续发展   化工原理   介质损耗   排列位置  

摘要： 微波是一种波长较短的电磁波,其波长在红外线和短波之间,容易集聚且具有高定向性、直线传播性、热特性、非热特性等性质。微波会作用于物质中的极性分子,使极性分子排列位置迅速发生变化,摩擦产生热量。微波加热会使物质内的分子链断裂,使脱水过程等反应加快,进而产生化学效应。微波化工技术是以微波为应用原理,以电磁场理论、介质损耗理论、化学及化工原理、材料科学原理等理论科学为基础,将微波应用于化工行业,并利用其加热性等性质,强化化工反应过程并实现工业化的一种技术。微波化工技术能够使有机反应比传统加热方式快数倍,操作简单且效率高,操作过程中很少造成资源浪费,能有效支持化工行业的可持续发展。

关键词： 磁流变液   制动器   电磁场   有限元分析   断电自锁  

摘要： 【目的】提升变位机的制动响应速度与精度,同时增加断电保护功能,以确保在断电或紧急停机情况下能够快速有效地锁定设备位置,避免潜在的安全风险。【方法】本研究开发了一款集成断电自锁特性的新型挤压-剪切混合模式的磁流变制动器。励磁线圈通电时,磁流变液在挤压-剪切混合工作模式下产生制动力;断电后,通过调节杆的自由末端封闭对应的相邻两滑动腔之间的流体通道,使得滑动腔内的磁流变液无法向相邻的滑动腔流动,通过制动活塞与制动盘的配合实现对制动轴的旋转锁定,实现断电自锁。利用ANSYS Workbench进行三维静态磁场分析,验证磁路可行性及材料定义准确性,分析制动器整体及不同位置磁流变液磁场分布状态。【结果】当励磁电流从0.5 A增加到4.0 A时,制动器有效磁流变液工作区域的平均磁场强度从0.1352 T增加至0.6562 T,增幅达到385.36%。【结论】与传统变位机中装载的磁粉制动器相比,该磁流变制动器能够实现高效的制动力控制和优异的安全保障功能,弥补了以往磁流变制动器缺乏断电保护的局限性,为变位机等高精度设备的制动系统设计提供一种新的方案。

关键词： 正弦交变电磁场   骨形成   血管造影术   骨折愈合   安全性   大鼠  

摘要： 目的:观察正弦交变电磁场(SEMF)对骨折愈合的影响并探讨其作用机制。方法:30只无特定病原体级雄性Wistar大鼠建立骨折模型后按随机分组法分为模型对照组和SEMF组,每组15只。SEMF组每天给予50 Hz 1.8 mT的SEMF90 min,模型对照组不做任何处理。每两周进行X线检查判断各组大鼠骨痂形成情况,在电磁场干预后的第二周和第四周各组分别处死3只大鼠并取术侧骨折处骨组织提取蛋白,蛋白质印迹法检测Ⅰ型胶原蛋白(COL-1)、Osterix蛋白(OSX)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、血管内皮生长因子(VEGF)蛋白的表达。8周后取术侧股骨行显微CT扫描观察骨折愈合、行血管造影观察血管生长情况,并取心、肝、脾、肺、肾等器官采用苏木精-伊红染色(HE染色)进行安全性评价。结果:SEMF组治疗2、4、6、8周后骨痂评分均显著高于模型对照组(均P<0.01);8周后SEMF组骨折愈合情况优于模型对照组,两组骨体积分数分别为0.243±0.012和0.186±0.008,差异有统计学意义(P<0.01);8周后SEMF组血管数也均优于模型对照组。蛋白质印迹法结果显示,SEMF组治疗2、4周后COL-1、OSX、RUNX2、VEGF蛋白表达均高于模型对照组(均P<0.05)。HE染色结果显示,SEMF组和模型对照组各器官组织病理学观察均无异常。结论:SEMF能够通过促进不同时期成骨因子的蛋白表达和血管增生从而加速骨折的愈合,并且无明显不良反应。

关键词： 电磁场与电磁波   实验教学   综合性实验  

摘要： “电磁场与电磁波”课程理论性强、概念抽象、公式繁多,教师难教,学生难学。因此,课程教学中理论教学和实验教学的有机结合尤为重要。针对“电磁场与电磁波”课程特点和实验教学现状,论述了电磁场与电磁波实验教学原则,重塑人才培养方案,提出构建多元化的实验教学体系,即采取验证性实验和综合性实验相结合的模式开展电磁场与电磁波实验教学,阐述了综合性实验的设计思路及开展过程。教学实践表明,该举措大大激发了学生的学习兴趣,加深了学生对相应知识点的理解,提高了实验教学效果。