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关键词： 电磁场仿真   微波器件   参数化建模   S参数   多目标优化  

摘要： 电磁场仿真技术在微波器件设计与优化中发挥着关键作用。本研究旨在通过电磁场仿真技术建立准确的微波器件分析模型,实现对其性能的精确预测和优化设计,从而显著提高微波器件的研发效率和性能指标。通过建立精确的参数化模型,设置合理的边界条件与激励源,可以全面分析微波器件的性能。研究重点围绕S参数仿真计算、电磁场分布特性分析以及器件损耗评估等核心技术展开。基于此,本文构建了优化目标函数,并采用多目标优化算法,结合严格的过程控制与评估机制,成功实现了微波器件的性能优化。实践表明:基于电磁场仿真的设计优化方法能够有效提升微波器件的性能指标,为相关产品的研发提供了重要的技术支撑。

关键词： 电机学   教学内容改革   电磁场有限元分析  

摘要： 为提高教学效果和学生们的学习质量,在电机学课程教学中,引入了电磁场分析的方法,以直观、实际的磁场分布及其动态变化,来演示电励磁凸极同步电机的电枢反应的动态变化过程中,磁场的状态及其对各个参量的影响.通过这一方式,使学生们对电机内部电磁场的变化及其对电机性能的影响、对各个参量变化的影响以及一些抽象概念有一个直观的认识,从而加深对电机工作原理和电磁特性的理解,为学好这门课程打下良好基础.

关键词： 电磁场   GeoGebra软件   习题教学   动态演示  

摘要： 带电粒子在电磁场中的运动是高中物理教学的重点与难点.传统教学因绘图耗时、不精确、动态展示不足,导致教学效率低、学生模型建构能力薄弱.本文以2023年山东高考第17题为例,借助GeoGebra软件精准描绘粒子在电磁组合场中的运动轨迹,并通过可视化演示将抽象物理过程具象化,降低解题难度,提升学生几何分析能力,帮助学生建构物理模型,提升综合分析能力.

关键词： 数字孪生   工业智能   电力变压器   电磁场   故障定位  

摘要： 作为新一代信息技术与先进制造技术融合的关键发展方向，工业智能利用智能化、数字化和自动化手段，能够显著提升工业生产效率并优化工业设备的预测和维护管理.本文聚焦于工业设备的智能化，以电力变压器在电力系统中高效、稳定运行的需求为出发点，基于电磁场方程和等效电路模型，构建了数字孪生技术的变压器匝间短路故障模型.该模型从电磁场角度对比分析变压器在正常状态和故障状态下的对称性，实现了数字孪生技术与故障诊断的结合.此外，通过对变压器虚拟模型的深入分析，实现对发生故障的位置进行定位，确保变压器的安全运行，提升其可靠性与效率，从而推动整个电力系统的智能化与现代化进程.

关键词： 地球物理学   电磁场   三维正演   软件开发   有限元   CAD建模   网格剖分   并行计算  

摘要： 电磁法是透视地球内部的重要手段,正演仿真模拟在洞悉电磁场响应机制、优化勘探策略以及深化反演处理与解释等方面扮演着不可或缺的关键角色。当前,针对各种电磁场正演算法的研究蓬勃发展,涌现出大量开源程序代码。然而,这些工具往往局限于单一程序层面,尤其在模型构建、网格剖分及后处理显示等核心环节上常需频繁切换至外部软件,增加了操作复杂性与时间成本。为此,开发了一套地球物理电磁场三维正演仿真软件平台EMSIM。该软件基于有限元法实现了三维空间内地球物理电磁场的正演模拟,并具备几何建模、网格剖分、分析求解、可视化显示、数据管理等全流程功能。在软件开发过程中,重点解决了复杂模型建模与剖分、并行计算优化、大规模计算数据高效管理、后处理显示等关键技术难题,显著提升了仿真计算的精度与效率。通过多个案例的对比验证,EMSIM软件在操作性能、计算精度与效率上满足实际应用需求,可作为地球物理电磁学研究的有力工具。

关键词： 石墨烯   电磁场   狄拉克方程   本征值  

摘要： 石墨烯作为一个前沿的研究领域,其本征值问题的求解对量子力学教学具有重要的示范意义。本文以石墨烯为例,提出了严格求解外加电磁场下无质量狄拉克方程本征值问题的一种较为简洁的方法,即基于朗道和栗弗席兹的相对性量子理论原理,并借助一维谐振子模型众所周知的本征值解巧妙地解析得到了狄拉克方程的本征能量和本征波函数。结果表明,在外加电磁场的石墨烯物理系统中,电场会使得相邻朗道能级间隔发生收缩,并最终导致整个朗道能谱在β=1的临界值处突然发生塌缩,这一有趣的物理现象在非相对论性的标准二维电子气系统中并未出现。石墨烯本征值问题的求解,可以展示量子力学在凝聚态物理和材料科学中的应用。学生可以学习如何使用量子力学理论来解释和预测石墨烯的电学性质,如能带结构和导电性等。这有助于增强学生对量子力学理论与实际应用之间的联系,提高他们对凝聚态物理和材料科学中量子效应的理解。

关键词： 人体干细胞   物理因素   细胞机械力   电磁场   光生物调控  

摘要： 干细胞(stem cells,SCs)是一类具有自我更新能力的细胞,能够分化成多种人体细胞类型。干细胞再生医学日益兴盛,国内上市首款干细胞药物——艾米迈托赛注射液,为患者带来新的希望。目前,关于干细胞作用的研究多以生物和化学因素为主,然而物理作用因素的调控具有无创性、时空可控制性等优势。本文就物理因素对干细胞行为调控的机制进行探讨。动态的机械力可通过调控细胞中关键的信号途径如TGFβ/Smad、RAS/MAPK、JAK/STAT途径对干细胞分化及功能进行影响,这些重要途径的激活对于机体的发育以及相应疾病的发生具有重要意义;电磁场通过调控细胞膜电位、离子通道的活性及相应的基因表达调控干细胞的增殖、迁移和细胞外基质构建等,对干细胞的研究开辟新的方向。光生物调节通过改变光参数(波长、强度或时间)或使用光敏材料调控干细胞,如光照在调控神经干细胞和骨髓间充质干细胞的研究中发挥重要的作用。多种物理作用因素的协同治疗策略结合3D打印及纳米材料等新的科学与技术手段将进一步促进干细胞研究的发展与应用。

关键词： 电子秤   射频电磁场辐射   称重传感器   集成电路   平衡抵消   干扰抑制   梁式电阻应变  

摘要： 文中旨在研究提升电子秤抗射频电磁场辐射干扰性能的实用策略,根据梁式电阻应变称重电子秤的结构特点和工作原理,结合射频电磁场辐射干扰的测试原理,详细剖析了电子秤各敏感单元受射频电磁场辐射干扰的形式和程度,提出基于平衡抵消的电子秤射频电磁场辐射干扰抑制策略,并针对干扰抑制策略进行详细阐述。希望本研究有益于提升电子秤在抗电磁干扰方面的性能,为深入研究更经济实用的方法以消除电子秤受射频电磁场辐射干扰的影响提供一些启发和参考。

关键词： 高考真题   带电粒子   科技应用   创新思维  

摘要： 浙江高考中“带电粒子在电磁场中运动”试题以科技应用为情境,旨在引导学生关注我国重大工程和科技成就.科技的背后是创新,创新的背后是思维.试题通过情境驱动新问题,让学生运用多种思维方法分析实际问题;通过实例多维立体问题的解决,培养学生分析问题、解决问题的创新思维。

关键词： 磁粒研磨   磁性磨粒   交变电磁场   响应曲面法   参数优化   表面粗糙度  

摘要： 目的解决传统磁粒研磨中管件内部磁性磨粒聚拢和更新不充分等问题。方法设计了交变电磁场辅助磁粒研磨试验装置,在保障管件内部磁感应强度的同时,施加交变电磁场促进磁性磨粒的时刻更新,提升研磨效果。确定最佳电流波形,使用变压器与功率放大器提高电磁铁功率。在研磨时间为15min、进给速度为5 mm/s、加工间隙为1.5 mm的条件下,使用响应曲面法对试验参数进行优化,并在此参数条件下对h65黄铜管加工后,使用超景深3D电子显微镜和表面粗糙度测量仪(JB-8E)对管件内表面进行检测。响应面中3种因素对表面粗糙度的影响程度为占空比>电压幅度>频率,最佳试验工艺参数组合为电压幅度6.854 V、频率3.515 Hz、占空比20.195%。原始表面的横向拉伸纹理、微裂纹以及凹点等均被去除,试件内表面粗糙度值Ra从0.525μm下降到0.056μm,与预测值0.064μm的误差仅为12.5%。结论交变电磁场辅助磁粒研磨可以充分使磁性磨粒进行翻滚,从而提高磨料的使用寿命和研磨效果。响应曲面法对研磨工艺参数优化是有效的。