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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： 配速法   动力学   电磁场   参考系  

摘要： 以2022年高考物理全国甲卷第18题为例通过配速法计算出了粒子的轨迹方程,利用软件画出了粒子的运动轨迹。通过构建粒子的动力学微分方程,进行数学推理,将微分方程拆分为两个微分方程,发现这两个微分方程对应的分别是匀速直线运动和匀速圆周运动,从数学角度解释了配速法的合理性。最后从电磁场的参考系变换的角度分析了配速法的物理原理,得出在忽略相对论效应的情形下,变换参考系的结果与配速法的结果等价。

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。

关键词： 油气开采监测   仿真模拟   电磁场   二维反演   时移电磁  

摘要： 海洋可控源电磁(MCSEM)法在海洋油气开发中有着独特的作用,常用于油气层识别及辅助定位。海洋油气勘探中,主油气层附近往往存在次油气层,不易进行区分。在油气开采监测时,利用时移可控源电磁法检测次油气层,可以有效降低成本、提高勘探效率。首先,开展海洋可控源电磁法的二维正演模拟,对次油气层不同厚度、相较于主油气层的不同位置及不同距离、主油气层不同埋深的多种模型进行正演模拟,正演电磁响应表现出明显差异;然后,根据归一化振幅差异分析次油气层对电磁响应的影响;最后,采用OCCAM反演,对不同开采情况下的简单油气模型和复杂地质情况下的油气模型进行反演,结果表明,随着开采过程的进行,次油气层的响应逐渐清晰,为海洋油气开采监测提供可靠的参考数据。

关键词： ±1/2阶   Bessel函数   快速Hankel变换   电磁计算  

摘要： 针对±1/2阶快速Hankel变换的滤波系数进行了设计研究,并将其用于水平层状正交各向异性介质中电磁场的计算。首先,利用Fourier变换以及传播矩阵法将空间域电磁场表示成二维无穷积分形式,并利用欧拉公式将其转化为包含±1/2阶Bessel函数的半无穷积分。然后,利用矩阵反演方法设计了三种不同长度的±1/2阶快速Hankel变换滤波系数,以提高电磁场计算效率。最后,通过设计一个五层正交各向异性介质模型计算了其电磁场分布,并与直接积分方法进行对比,从而检验了设计的±1/2阶快速Hankel变换的计算精度与效率。研究方法可用于复杂介质中电磁场的快速计算,也可为目标电磁成像提供一定基础,具有重要的理论与实际意义。

关键词： 道路交通   无线充电车辆   电磁场   地磁场   偏移   分型  

摘要： 针对无线充电车辆的动态特征识别和车辆分型问题,设计了基于车-路协同的混合电磁感应单元和地磁场感应单元的复合感应装置;在混合电磁感应单元中,为实现动态条件下的感应识别,提出了以谐振电流有效值为无线充电车辆特征的检测方法,并通过在电路拓扑中引入电场耦合与磁场耦合2种形式,同时加入高阶的双边电容电感补偿结构;为实现半开域耦合程度的量化分析,定义了线圈传输与极板传输的功率比参数,进而实现了偏移情况下的感应识别;以地磁传感器捕获不同车辆通过时的地磁场扰动信号为例,为改善非线性非平稳信号的提取效果,提出了地磁信号的集合经验模态分解(EEMD)法;引入曲线的特征向量提取法,以小型三厢轿车、中型两厢轿车、中型厢式货车和大型客车等4种车型作为典型试验样本,将不同车辆的地磁曲线信号转化为特征向量图谱,以实现车辆形状类型的判断。研究结果表明:混合电磁感应单元在测试条件下,沿线圈偏移方向的识别长度约为220 mm,垂直于线圈向外偏移方向的识别长度约为170 mm,其识别范围比单一的磁场耦合增大约62.8%;地磁场感应单元可实现长度为3.7~12.0 m、速度为2.78~16.67 m·s^(-1)的车辆类型特征检测,通过地磁场感应单元与混合电磁感应单元相互配合,可有效提高无线充电车辆动态分型识别的可靠性,从而促进无线充电技术在道路交通电气化设施中的应用和发展。