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关键词： 蝶形图评估   剖面图   交流电磁场检测(ACFM)   图像处理法   缺陷评估  

摘要： 蝶形图是交流电磁场检测(alternating current field measurement,ACFM)中判定缺陷存在的一种重要方法。为研究常规裂纹蝶形图与裂纹剖面的映射关系,首先利用COMSOL Multiphysics实现不同尺寸裂纹的数值模拟,并建立了长度和深度特征量的重构方程。其次通过对比,分析了蝶形图与裂纹剖面的内在关系,进一步结合图像处理法和常规线性拟合方法分别建立了两者的映射关系方程。最后,对Q235钢不同尺寸的槽状裂纹进行了检测试验。试验结果表明:基于长度和深度的裂纹剖面误差分别为5.46%和6.02%。该研究实现了蝶形图的再利用,为缺陷的风险评估方法提供了重要的参考。

关键词： 电磁场与电磁波   虚拟仿真   MATLAB   实验设计  

摘要： 针对“电磁场与电磁波”课程中存在对数学思维、空间思维要求较高等问题,将MATLAB软件引入到实验设计环节,能够将课程理论知识点具象化,并与实际电磁现象进行联动;针对课程中矢量分析、电磁场的基本规律、电磁波的传播等知识点进行MATLAB软件数学建模,实现系统化虚拟仿真实验设计;通过对实验结果的动态展示能够有效降低学生对麦克斯韦方程组等知识点的理解难度,在有效提升学生学习兴趣的同时锻炼了其动手编程能力,最终提高了实验教学的质量,对课程建设和实践具有重要意义。

关键词： 电磁场与电磁波   课程思政   思想政治教育  

摘要： “电磁场与电磁波”是电子类专业的一门重要专业基础课程,蕴含丰富的思政元素。结合“电磁场与电磁波”课程的特点,深入挖掘多元化思政元素,通过在教学方案中贯通思想政治教育、在教学方法中蕴含思想政治教育、在实践教学中渗透思想政治教育、在考核评价中体现思想政治教育、在教师个人风采中润化思想政治教育,将思想政治教育融入课程教学的各方面、各环节,构建了全方位、立体化的课程思政模式,达成了专业课程知识传授和思想政治教育的有机统一。教学实践表明,在“电磁场与电磁波”教学中融入思想政治教育成效显著,促进了学生全面、健康、协调发展,提高了人才培养质量。

关键词： B样条   间断有限元   瞬态电磁学   高阶精度   畸变网格  

摘要： 在计算电磁学领域,时域间断有限元算法(DGTD)一般基于模型空间的不规则网格划分和单元上高阶多项式插值计算。同样的插值阶数,二维空间四边形网格划分比三角形网格划分具有更少的自由度和更高的计算效率。然而,传统基于等参变换和多项式张量积插值的基函数空间在四边形单元上仅具有低阶完备性,且稳定性和精度受网格畸变影响较大。为此,提出了一种基于不规则四边形网格的高阶B样条插值DGTD方法,用于Maxwell方程的求解。文章采用的B样条基不仅具有高阶多项式空间的插值完备性,而且完全消除了单元内部自由度。此外,Maxwell方程离散系统的各系数矩阵还具有精确的解析形式。使用该方法分析腔体的本征模和楔形体的电磁散射,结果表明,相较于COMSOL软件最大允许时间步长提高2.5倍,计算所需未知量减少25%,证实了本文算法的高稳定性和高精度特点。

关键词： 隔离开关   电磁辐射   天线   数据处理   单次脉冲   GIS  

摘要： 为研究隔离开关操作条件下GIS的瞬态辐射电磁场特性,该文开展特快速高频辐射电磁场测量装置的研制。开关操作辐射电磁场具有上升陡度大、幅值高、频带宽等特点,因此该文选择双锥天线和电小环天线进行电场和磁场的测量,设计特快速辐射电场、磁场与VFTO联合测量方案。通过特快速高频辐射电磁场测量装置对550 kV GIS试验平台隔离开关操作产生的特快速辐射电场、磁场进行测量。结果表明:开关操作时GIS变电站电磁环境极其恶劣,分闸时电场强度可达3.5 kV/m,磁场强度可达220 A/m;合闸时电场强度为2.5 kV/m,磁场强度为150 A/m。单次脉冲持续时间约5μs,主要频率成分为8 MHz,46 MHz,58 MHz。

关键词： 磁流体动力学   N-S方程   Maxwell方程   数值模拟   感生磁场   松耦合  

摘要： 在高超声速再入式飞行器通信黑障问题众多解决方案中,电磁调控方法是最具可行性的方法之一.一个细致可靠的电磁调控方案不仅需要准确考虑外加电磁场对导电流体作用,还需要考虑因流体高速运动产生的感生电磁场对导电流体的作用.对于高超声速飞行器典型飞行状态,全磁流体力学方法因数值刚性问题很难直接用于流场和电磁场耦合模拟,而低磁雷诺数近似方法无法考虑感生磁场对导电流体作用.针对磁流体力学两种经典方法应用于高超声速飞行器电磁调控方案设计时存在的困难和不足,文章在数值求解流动控制方程N-S方程和电磁控制方程双曲Maxwell方程的基础上,将两者结合起来松耦合迭代求解,建立适用于高超声速飞行器流场和电磁耦合的数值模拟方法.通过磁流体激波反射和二维超声速磁流体喷管两个典型算例,对文章的数值方法进行验证.基于数值方法对外加偶极子磁场作用下某高超声速飞行器典型飞行状态下流场电磁耦合问题进行了研究,数值模拟结果表明,磁雷诺数为0.7557时,不考虑感生磁场对流体运动影响时激波脱体距离相对于考虑感生磁场作用时大11.11%,此误差已不容忽视,对于该飞行状态,应完整考虑流场和磁场相互作用而不是仅考虑外加磁场对流场运动影响.

关键词： 人工智能   算法   可解释性   电磁场  

摘要： 首先,对人工智能模型算法的可解释性风险和算法可解释性难题进行了描述;其次,对当前人工智能模型算法的几种解释方法的优缺点进行了分析,包括人工智能自动化解释法、等价解释法和局部解释法;最后,提出了一种人工智能模型解释方法的新思路,即通过对人工智能芯片电磁场的监测分析,实现对算法程序物理运行逻辑的复现,从而实现对算法的解释。

关键词： 电动汽车   无线电能传输   电磁兼容   电磁屏蔽   电磁场  

摘要： 为了改善无线电能传输系统中的磁场泄漏问题,本文提出了一种基于无源容性屏蔽的强耦合有源磁屏蔽结构。首先,在无源容性屏蔽的无线电能传输系统的基础上,设计了一种强耦合有源磁屏蔽线圈结构。其次,给出了此线圈的工作原理与设计方法,推导了数学模型以及等效电路模型。从理论出发解释了容性屏蔽和有源屏蔽的原理,并对屏蔽效果及传输效率受屏蔽线圈参数变化的影响作了分析。最后,结合得到的线圈参数,在所提线圈结构的基础上,设计出了一套电动汽车无线充电系统,通过理论计算、仿真和实验,对所提线圈结构和方法的有效性进行了验证。结果显示,该线圈结构在维持96%以上传输效率的同时,能够将系统的漏磁减少大约40%,实现了降低泄漏磁场和保持高传输效率的目标。

关键词： 电磁发射装置   电磁场   温度场   有限元分析  

摘要： 为了研究电磁发射装置的损耗与温升特性,基于COMSOL有限元仿真软件建立了电磁发射装置的动态计算模型,并用有限元方法模拟了电磁发射装置损耗和温度分布的时空演变过程。仿真结果表明:发射过程中电枢会产生熔化现象,导轨和电枢发生接触的内侧,尤其是靠近棱线部分的导轨温升较大。通过该模型建立了激励源大小、导轨材料、导轨结构、导轨尺寸与温度变化的关系,为电磁发射装置热管理提供了参考。

关键词： 大学物理   电磁场   物质性   动量  

摘要： 高校物理教学中,作为专门研究电磁场运动规律与电磁现象的一门学科,电磁学与电动力学无法单纯以该定义界定电磁场的物质性,需要从教学研究视角,依照电磁现象、电磁场外在表现,研究电磁场的客观属性及其物质性,使高校生形成正确电磁场物质性的认知理念。电磁波、电磁场物质形态直接体现出其存在质量、动量与能量,大学物理教学中,如何让学生深刻体会电磁场的物质性,通过分析电磁场的电磁作用力与点电荷,能够为物理教学提供启发。为此,如何在大学物理教学中引导学生深刻认识电磁场的物质性,是大学物理课程值得探究的重点课题。本文主要探讨大学物理课程教学中如何理解和掌握电磁场的物质性。