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关键词： 电磁场与电磁波   基础学科拔尖学生培养   人才培养模式  

摘要： 在基础学科拔尖学生培养计划和新工科背景下,本文依托《电磁场与电磁波》课程,对人才培养模式进行了思考和探索,聚焦现有课程人才培养模式的现状,提出了以培养基础学科拔尖学生为目标的《电磁场与电磁波》课程建设布局及实施方案,为后续拔尖人才孵化基地的建设提供一门优质课程。

关键词： 电磁场   传热学   剂量   温度   边界条件  

摘要： 本文开展了电磁暴露下实验动物的热剂量学特征研究。基于生物热方程和数字化三维大鼠模型建立了电磁剂量和热剂量仿真环境,评估了比吸收率、代谢率和边界条件对温度分布及变化的影响。结果表明:核心温升随全身平均比吸收率(WBASAR)增加而增加;在WBASAR值为4 W/kg的电磁波照射下,中脑和睾丸因趋肤效应具有较高的比吸收率值,导致器官组织的温升明显高于核心温升;在WBASAR值为0.4 W/kg的电磁波照射下,代谢和外界环境突变引起的浅层器官温度变化可达到1℃,远高于核心温升值。在实验评估中,头部和睾丸等靶器官是关键的热剂量评估对象;在实验设计中,需合理规范实验条件,降低代谢率和热边界条件对热剂量的影响。本研究为生物电磁学实验设计及效应研究提供热剂量学评估基础。

关键词： 优化松弛方法   并行计算   传输线法   有限元   GPUs  

摘要： 为提高传输线有限元法(transmission line model-finite element method,TLM-FEM)的求解效率,对该方法的入射阶段和反射阶段的求解过程进行了优化。在反射阶段采用优化的松弛方法加速求解非线性端口电压,将单元系数矩阵的计算以及全局矩阵的分解在GPU上并行实现进一步提升计算效率。将优化的TLM-FEM用于单相变压器电磁场的计算中,通过C++自编程分析与商用软件ANSYS的求解结果进行对比,验证了算法的准确性。对同一模型不同网格数量的计算时间进行对比,可知提出的方法可用于大型电气设备电磁场分析。

关键词： 电磁感应加热   有限元仿真   温度优化设计   电磁场理论   磁热双向耦合  

摘要： 以线圈内置式的电磁感应热压辊为研究主体,基于电磁场理论和温度场理论,设计了一种有利于提高其温度均匀性的结构,通过在辊内壁安装鼠笼式套筒来分散热源并降低对涡流产生位置的影响,通过在辊体安插导热铜条实现辊体综合热导率的提高并降低辊端与辊中心区的温度差,通过非均匝线圈改变热源位置以使得辊中心区温度均匀性的提高。最后使用Maxwell与Ansys Transient Thermal进行仿真分析,验证了鼠笼式套筒上几乎无涡流产生,并且辊面中心区的温差≤1.58℃、整体加热区域温差<25℃,与优化前相比,整体温差降低146.22℃,优化效果可观,对实际应用和相关技术研究具一定指导意义。

关键词： 运动海水   感应电磁场   潮汐   地磁卫星   澳科一号  

摘要： 地磁台站和地磁卫星能观测到饱含钠、氯离子运动海水切割地球主磁场产生的感应磁场数据.计算潮汐感应电磁场的三维高精度空间分布是从潮汐电磁数据中获得海洋底部电导率结构的关键,更是设计与优化地磁台站、电磁卫星轨道的重要依据.现有的潮汐(或运动海水)感应电磁场正演计算方法普遍存在难以精确模拟真实海岸线、不均匀陆地与海水表层、复杂地球深部结构影响的问题,从而降低潮汐感应电磁数据的解释水平.为解决此问题,本文开发了一种基于四面体单元的潮汐感应电磁场矢量有限元计算方法,具备精确模拟真实海岸线、不均匀陆地与海水表层、复杂地球深部结构影响的能力.首先,推导了运动海水感应电磁场满足的边值问题,结合四面体单元,利用矢量有限元计算方法求解了运动海水感应电磁场.然后,利用最新的海洋深度与海底沉积层模型,建立了包含真实海岸线、不均匀陆地与海水电导率分布的地球三维电导率模型,以M2潮汐激励源为例计算潮汐感应电磁场,通过与球谐有限元和积分方程结果的对比,来验证本文方法的正确性.最后,利用计算的高精度M2、N2和O1潮汐感应电磁场信号,筛选出能观测到强M2、N2和O1潮汐磁场信号的全球标准地磁台站,并预测了适用于潮汐信号观测的台站分布.另外,还计算了澳科一号及后续卫星450与200km轨道高度的潮汐感应磁场分布特性,计算结果表明:200km高度潮汐磁场幅度约为450km高度的2倍,M2、N2和O1潮汐在200km高度的感应磁场最大幅值分别为磁传感载荷测量精度(0.5nT)的8倍、2倍和3倍,近地200km低轨道具有探测新西兰、冰岛南部、印度洋南部、南极洲罗斯海域和鄂霍茨克海海底岩石圈和软流圈高分辨电性结构的巨大潜力,还具有研究大尺度海洋动力学过程与性质的潜力.

关键词： 涡流发热   电磁场   物理机制   功效关系  

摘要： 通过实验研究发现,涡流发热对电气设备的热传导性能有着重要的影响。涡流发热会导致热失真、降低热效率和缩短设备寿命。为此,本项目拟从优化设备结构、采用先进的冷却系统以及采用性能补偿等措施,来降低涡流发热。这些措施能有效地提高电气设备的导热性能,延长设备使用寿命。因此,对电气设备中涡流发热产生的影响不容忽视,采取相应的预防措施,是降低涡流发热产生、提高设备性能的有效途径。本项目的研究成果对于提高电力装备的性能、延长其使用寿命具有重要的理论与实际意义。因此,要提高电气设备的导热性能,就必须重视和采取相应的措施,减少涡流发热产生。

关键词： 热连轧   感应加热   电磁场   温度场   温度均匀性  

摘要： 用边部感应加热器提高带材边部温度,改善产品质量是近年来带材生产的新工艺。目前对于边部感应加热过程中带材的温度分布及感应加热后带材的温度均匀性的研究较少。为获得感应加热过程轧件宽向温度的分布规律,利用COMSOL软件建立了C型边部感应加热器的电磁-热耦合的有限元模型,系统探讨轧件运动过程中工艺参数变化对电磁场分布、涡流密度及轧件宽向温度分布的影响规律。结果表明,使用边部加热器能够快速补偿边部温降,轧件边部温升与电流频率、电流大小成正比,与轧件厚度和运行速度成反比;为进一步研究感应加热后轧件运行过程中温度变化对温度分布均匀性的影响,用宽向温度标准差对宽向温度分布均匀性进行评价,研究发现边部温度提高有助于减小温度标准差,提升温度分布均匀性,但仍会由于边部过热出现“猫耳状”高温区,在感应加热过程中当边部温度提高约80℃时,精轧入口测温点处的宽向温度分布均匀性最优,温度标准差由13.71℃减小至6.15℃。研究结果能够为运动条件下轧件边部加热工艺的优化提供参考依据。

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

摘要： 在电动汽车无线电能传输系统(WPT)中,如何通过电磁屏蔽技术来降低WPT系统中的漏磁,同时维持较高的传输效率是一个难题。为此本文提出了一种全向环绕型有源磁屏蔽线圈结构来减少WPT系统中的漏磁。首先,分析了该结构的磁屏蔽工作原理以及设计思路,推导了该结构的数学模型;其次,根据本文线圈结构高效率低漏磁的特点,提出了一种线圈优化方法,得到了满足设计要求的线圈参数;最后,根据得到的线圈参数,搭建了一套基于所提线圈结构的WPT系统,并通过仿真和实验验证了该结构和方法的合理性。结果显示,在传输功率为4 kW时,本文提出的线圈结构在偏移0 cm时,目标面的最大漏磁为3.76μT,相比无屏蔽线圈结构降低了43.63%的漏磁,并且传输效率高达95.58%;在偏移10 cm时目标面的最大漏磁为6.03μT,仍符合漏磁安全标准,并且传输效率为92.92%,高于同尺寸无源屏蔽线圈结构和传统有源屏蔽线圈结构的传输效率。

关键词： “电磁场与电磁波”   教学改革   思政意义   实际应用  

摘要： 通过分析“电磁场与电磁波”教学过程中出现的典型问题,首先将教学内容具体化,通过案例分析其中蕴含的思政意义。其次,将理论内容与马克思主义的基本原理相结合,达到以教育人的效果。之后,通过补充“电磁场与电磁波”在生活中的应用,使学生能够从身边案例中寻找所学知识点的踪迹,温故知新。最后,对传统的单一化读写教材的教学方式进行了全新的教学改革,增加了CDIO教学法,解决了原理性强、内容繁多的问题;增加了对分课堂PAD教学法,解决了教学时长受限、课本局限的问题;增加了PBL教学法,解决了教学设施有限、高数学能力要求等问题。

关键词： 氨合成   occupy   totally  

摘要： Nitrogen is an indispensable element for life because it is a constituent of amino acids and a key constituent for various materials,as well as fine *** molecules occupy~80%of the atmosphere but are chemically inert due to the strength of the NN triple bond and absence of *** nonpolar nature makes N_(2)totally different from CO with an isoelectronic diatomic structure in ***,it was a challenge in chemistry to activate N_(2)to transform it into chemically usable molecules,such as NH_(3)and NO_(x).The Haber-Bosch(HB)process for the synthesis of NH_(3)from N_(2)and H_(2),which was established in 1913,marked the first practical chemical process of nitrogen fixation through extensive fundamental chemical research and much engineering ingenuity[1,2].This success of the industrial process saves human civilization from a hunger *** then,the HB process has been the predominant method for industrial NH_(3)*** annual NH_(3)production has reached180 million tons globally,which makes it the most mass-produced chemical comparable to methanol.