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关键词： 科教融合   重离子碰撞   电磁场作用   科学素养  

摘要： STAR@RHIC合作组在高能重离子碰撞实验中观测到在超强电磁场作用下带电粒子的直接流劈裂效应,其原理是碰撞实验中产生的带电的夸克胶子在电磁场的共同作用下的结果。在大学物理学习中,带电粒子在电、磁场中的作用是一个重要的基础概念,而最新科研成果也正是从这些基础知识中延伸和发展而来。拟通过将最新科研成果与大学基础知识相联系,以达到科教融合的目的,可以激发学生的学习求知欲,引导学生深入探索科学前沿的最新动态,培养学生的科学素养和实践能力,为未来的科学研究和发展奠定坚实基础。

关键词： 混合励磁   电涡流制退机   等效磁路法   子域模型   电磁阻尼力  

摘要： 电涡流制退机具有无液体泄漏、无需密封、阻力稳定的优势。与目前应用较多的永磁式电涡流制退机相比,混合励磁式电涡流制退机采用线圈替代了一部分永磁体,对阻力特性的调节效果更好。对比了混合励磁式电涡流制退机2种可能的结构形式,然后根据磁路分析与初步计算选择出具有更好阻力性能的结构。针对该结构,利用等效磁路法计算气隙磁场,采用子域模型考虑感生涡流影响,建立了求解混合励磁式电涡流制退机阻力值的等效子域模型。根据某口径火炮反后坐要求,确定了制退机的主要尺寸参数,完成了混合励磁式电涡流制退机结构参数的前期设计,并通过数值计算对解析计算结果进行了验证。接着,针对某口径火炮发射时的工况建立仿真模型,以炮膛合力曲线和复进机力的后坐行程函数曲线作为条件输入,分析强冲击载荷下混合励磁式电涡流制退机的电磁阻尼力、后坐位移和后坐速度规律。最后,分析了不同气隙宽度与内筒的电导率对电磁阻尼力的影响,结果表明气隙宽度越小电磁阻尼力越大,同时过大的内筒电导率会导致电磁阻尼力呈现“马鞍”型。本文研究可为混合励磁式电涡流制退机的工程化应用提供理论基础。

关键词： 课程思政   电磁场与电磁波   多维度  

摘要： 为深入贯彻落实习近平总书记关于全面推进高校课程思政建设的精神,在“电磁场与电磁波”课程教学改革中,通过设计多维度思政环节、多链条构建高阶性知识体系,多环节融合的科研案例教学模式,将知识传授与思政育人深度融合,培养学生家国情怀、拓展国际视野,塑造科学素养和执着的探索精神。通过合理嵌入育人要素,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,激励学生成才,实现专业知识传授和价值引领的同频共振。

关键词： 核电磁脉冲   偶极子天线   电磁场   温度场   比吸收率  

摘要： 采用国际电工委员会制定的双指数脉冲波形模拟核电磁脉冲,分析脉冲波形主要谐波分量的幅值、频谱及相位。在多物理场仿真软件COMSOLMultiphysics建立偶极子天线模型及人体三维模型,通过电磁场与热场耦合模块,求解人体组织中感应电场强度、磁场强度、比吸收率(Specificabsorptionratio,SAR)和温度场分布。将结果与国际非电离辐射防护委员会(International commission on non-ionizing radiation protection,ICNIRP)制定的《限制电磁场暴露导则》进行比较。结果表明:人体距离暴露源1 km时,感应电场强度、磁场强度、局部最大SAR值和平均SAR值分别为88.8 V/m、0.58 A/m、0.66 W/kg、0.011W/kg。感应电场强度和磁场强度超过了ICNIRP规定限制59.8V/m和0.22A/m。但在10km处,电场、磁场、局部最大SAR值和平均SAR值都满足安全限制。人体组织中温度升高主要集中在大脑处,暴露时间为6min时,温升为0.2171℃,符合ICNIRP规定的局部温升2℃和核心温升1℃限值的要求。本研究结果为核电磁脉冲环境中人体遭受电磁暴露的健康风险安全评估提供了一定的科学依据。

关键词： 脉冲电抗器   屏蔽板   屏蔽百分比   辅助振荡   失超保护系统  

摘要： [目的]脉冲电抗器是失超保护系统振荡放电回路中的重要组成部分。在振荡放电回路中,利用脉冲电抗器与充电电容器振荡产生高脉冲电流,使流过真空断路器的电流反向以创建人工过零点,完成开关分断。但是在通入120kA电流的工况下,由于受到电磁力的作用,脉冲电抗器下方连接排会发生形变,造成设备损坏,大大降低辅助振荡过零回路的可靠性。因此需要对120 kA脉冲电抗器进行电磁场分析,优化其周围电磁场分布。[方法]首先分析辅助振荡过零电路的换流过程,建立脉冲电抗器三维模型,引入磁场屏蔽百分比的概念。其次,通过使用有限元仿真软件计算了不同材料和形状的屏蔽板对脉冲电抗器电磁场分布的影响。分析了不同材料和形状对屏蔽百分比的影响,计算了不同形状下的涡流损耗。最后在结构模块中计算了不同屏蔽结构下的连接排形变程度。[结果]屏蔽板采用不同材料或结构对连接排受到的磁感应强度和电磁力有影响。[结论]圆形铝屏蔽板对脉冲电抗器电磁场分布的优化效果更好。该方法也为脉冲电抗器的电磁屏蔽设计奠定了基础。

关键词： 无线电测向   电磁场与电磁波   课外实验  

摘要： “电磁场与电磁波”课程公式繁多,概念抽象,学习难度较大。在无线电测向运动中使用发射电台、接收机设备,需要应用电磁波传播、矢量叠加等相关知识。以该运动为载体,开发无线电测向接收机天线方向图绘制课外实验,将抽象的电磁波理论变得直观。让学生在实践中理解电磁场传播、天线方向图、测试转台、无线方法等相关理论,能够极大调动学生学习兴趣,提升“电磁场与电磁波”课程教学质量。

关键词： 电磁流动耦合   烧蚀   碱金属   等离子体   高超声速流动  

摘要： 表面烧蚀显著影响高速流动中等离体子鞘分布及其与电磁场相互作用的特征.考虑高超声速飞行器表面烧蚀引射机制、烧蚀产物参与流场等离子体生成过程、含碱金属的混合电离气体导电机理和电磁动力学机制,通过耦合求解带电磁源项的三维热化学非平衡流动控制方程、电场泊松方程和磁矢量泊松方程,建立了含碱金属烧蚀的高速流动/等离子体/电磁场耦合计算方法,结合常见的碳碳材料和硅基酚醛树脂材料烧蚀热解过程,较为系统地开展了多种条件下表面烧蚀对高超等离子体鞘影响及其与电磁场相互作用的机制与规律研究.研究表明:烧蚀效应对流场等离子体分布的影响受烧蚀质量引射率和碱金属质量占比共同作用,当碱金属含量较高时,碱金属电离反应占主导,电子数密度可增大1—2个数量级;不同材料烧蚀对等离子体的影响存在差别,硅基酚醛树脂的烧蚀质量引射率较大,电离生成CO^(+),C^(+)的摩尔分数接近空气主要电离组分NO^(+),O_(2)^(+),其影响不容忽视;烧蚀材料中碱金属可以显著提升磁流体力学控制效果,随着碱金属占比增大,电磁场耦合作用效果增强,二者呈非线性关系;在速度较低时,纯空气本身的电离度低导致电磁场耦合作用效果弱,通过含碱金属烧蚀来提升电磁作用效果的效率更高.

关键词： 记忆曲线   工程电磁场   教学改革   系统性教学   回顾强化  

摘要： 作为电气工程专业的重要基础课,工程电磁场内容晦涩、公式繁多不易被学生理解。同时,传统的教学方法往往导致效率低。针对新时代大学生倾向于移动互联网“短平快”学习模式,而线下课题授课逐步恢复背景下,本研究中,我们提出了基于“记忆曲线”的教学改革,以提高工程电磁场的教学效果,并对教学内容进行了课堂设计。依据“记忆曲线”尝试在线下课堂系统性教学过程中融入互联网“短平快”学习模式,为此进行了大胆探索,以期充分结合线下课堂有助于搭建完整知识框架与互联网学习模式,快速吸引学生兴趣完成课堂知识点回顾的特点,在课堂讲授关键节点借助互联网模式加强学生对知识点记忆,实现工程电磁场的教学改革。

关键词： 建筑物宽度   相对位置   回击电磁场  

摘要： 在雷电监测预警工作中,由于地形限制,雷电监测系统通常布置于建筑物顶部,会导致系统反演的雷电参数误差较大,因此,通过仿真模拟手段定量分析影响程度,为定位结果的校正提供参考。基于时域有限差分法(FDTD),研究了建筑物的宽度和相对位置对闪电回击电磁场的影响,绘制了建筑物的宽度与垂直电场增大比例之间的关系式以及拟合曲线。结果表明,垂直电场的增量M在建筑物宽度增加时减少,当建筑物宽度增加到一定程度时,仍保持在较小范围内;当建筑物与闪电通道之间的距离d增加到3.22 km时,建筑物的宽度对建筑物顶部垂直电场值影响可忽略不计。研究结果对提高雷电定位系统精度有一定参考价值。

关键词： 铝合金   电磁场   微观组织   性能   机理  

摘要： 归纳了铝合金的电磁场处理工艺,并从微观组织、宏观性能及作用机理三个层面分析了电磁场处理工艺对铝合金组织性能的影响,总结出电磁场处理工艺参数选择的影响因素,揭示出电磁场对铝合金组织及性能优化的作用机理,并在最后探讨了未来电磁场处理工艺研究的重点和方向。