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关键词： 机动式指挥车   电磁干扰   电磁兼容   电磁场   电磁波  

摘要： 为解决不同设备在带电工作状态下的电磁兼容性问题,以机动式指挥车内部的指挥通信类设备在带电工作状态下的电磁兼容为例,对机动式指挥车的电磁兼容性设计进行研究,分析在机动式指挥车内部设备间出现电磁干扰现象的原因,提出了通过处理电磁干扰源、干扰途径、被干扰物等措施来实现电磁兼容,以期为相关工程技术人员提供参考。

关键词： 现代物理学   基本定律   时空曲率   量子革命   自然规律   电磁场   运行规律   皱纹  

摘要： 时间反演对称性可以被打破,而这种看似突元的“皱纹”也给了我们一个认识物理世界的窗口。自17世纪末现代物理学诞生以来,我们对自然界运行规律的认识已经经历了数次重大的拓展与革新。我们引入了电磁场、时空曲率和量子革命,使现代物理学发展地愈加丰富与强大。然而,无论历经多少发展与骚动,有一个自然规律的基本特征,始终完好无损。它简单美丽,却又神秘莫测。这个特征就是时间反演对称性,简称T对称。比如,当你拍摄了一部记录一系列事件的影片后,T对称意味着,如果把影片从后往前倒着放映,我们所看到的事件和现实世界所遵循的基本定律还是一样的。

关键词： 工程电磁场   课程教学   磁场分布   电场分布  

摘要： 工程电磁场是一门极具挑战性的、极具深度的课程。它不仅仅是电气工程专业的基础，更是一门重要的学科。通过 使用Maxwell软件建立仿真模型、施加激励源和边界条件，仿真计算电容值和电感值，绘制电场和磁场的分布图，将 理论与实践相结合，加深学生对电磁场课程的理解，并培养其解决电气工程领域复杂问题的能力。

关键词： 课程思政   均匀平面波   良导体   良介质  

摘要： 课程思政是实现“三全育人”的重要途径，针对电磁场与微波技术这门课的特点，探索有效的思政元素融入课程具 有重要意义。本文以国防军事案例导入，经过严谨的公式推导演示和原理分析得出导电媒质中的均匀平面波，并将 原理与工程实例应用结合，加深学生理解。同时融入思政元素，培养学生严谨诚信、不畏艰难的学术态度，激发学 生的民族自豪感和爱国热情，树立为国为党为人民奋斗的人生目标。

关键词： 数值分析   高等学校   教材   电磁场   理论   高等学校   教材  

ISBN: (纸本)9787030738974

摘要： 本书介绍电磁场的基本理论和数值分析方法，分为电磁场理论、电磁场中的数学物理方程以及电磁场分析与综合三部分。本书是为中国科学院大学研究生编写的教材，可作为高等学校电气、电子类专业课程的教材或教学参考书，也可供相关工程技术人员参考。

关键词： 交流励磁变速抽水蓄能发电电动机   磁密   涡流密度   损耗   试验测试  

摘要： 我国提出了2030年“碳达峰”,2060年“碳中和”的战略目标,因此应大力发展清洁能源。由于变速抽水蓄能发电电动机具有较好的转速适应性、可以扩大水泵水轮机的运行范围、可以快速调节有功和无功功率以及良好的稳定运行能力等优点,承担着节能减排的责任。目前国内外对变速抽水蓄能发电电动机的研究已取得了一些进展,但对于变速抽水蓄能发电电动机端部的电磁场和损耗缺乏系统的研究,这就可能对变速抽水蓄能发电电动机的长期稳定运行埋下隐患。而且变速抽水蓄能发电电动机容量增大导致端部漏磁现象加剧,会引起电机局部过热甚至烧毁绝缘,影响电机安全稳定运行。本文以10MW交流励磁变速抽水蓄能发电电动机为例,对其端部电磁场和各结构件损耗分布进行了详细研究。首先,对变速抽水蓄能发电电动机电磁场进行了分析计算。建立了变速抽水蓄能发电电动机二维瞬态电磁场数学模型和物理模型,对发电机工况不同转速下损耗变化规律进行了研究。并通过试验验证了计算结果的准确性。建立了变速抽水蓄能发电电动机端部三维瞬态电磁场的数学模型和物理模型,采用双重收敛迭代确定了变速抽水蓄能发电电动机的励磁电流和功角,分析发电机工况不同转速下端部各构件的磁密、涡流密度以及损耗的变化规律。其次,确定了在发电机工况下亚同步转速460rpm时不同进相深度下变速抽水蓄能发电电动机的励磁电流与功角,计算了不同进相深度下变速抽水蓄能发电电动机端部三维电磁场,对不同进相深度下端部区定子压指、转子齿压板、定子压圈与转子护环的磁密以及定子压指与转子齿压板的涡流密度变化规律进行了研究,探究了端部各构件损耗的变化规律。最后,对变速抽水蓄能发电电动机发电机不同定子端部阶梯段铁芯倾斜角度、不同转子端部阶梯段铁芯倾斜角度与不同转子第一段铁芯厚度对磁密与损耗的影响进行了研究,探究了发电机工况下亚同步转速460rpm时不同端部铁芯结构下定子端部铁芯与端部构件磁密的变化规律,计算了不同端部铁芯结构下端部各构件损耗,研究了不同端部铁芯结构对端部各构件损耗的影响。建立了变速抽水蓄能发电电动机三维端部流体与传热耦合模型,并将温升试验工况下三维瞬态电磁场计算得到的损耗值作为热源,计算了端部各构件的温升,与实测值进行了对比,验证了本文计算方法的准确性。

关键词： 真实情境   核心素养   单元教学设计  

摘要： 基于真实情境的单元教学设计，是落实学科核心素养的重要途径。本文以高中物理“电磁场与电磁波初步”单元教学设计为例，围绕单元教学架构、教学内容、教学目标、教学意图、单元教学设计举例等，阐述了在各环节中如何落实物理核心素养。

关键词： 经颅磁刺激   线圈   人体头部模型   电磁场   温度场  

摘要： 经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)是20世纪80年代提出的一种干预大脑功能的神经调控技术。在TMS的临床应用中,TMS线圈中的脉冲电流会引起线圈表面温度迅速升高,而线圈与人体头皮间的距离约为10 mm,线圈可能会对人体头部表面组织造成热损伤。为进一步研究TMS技术,科研人员将TMS与磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术联合使用。TMS技术与MRI技术在单独工作时均会产生较大的磁场,在TMS-MRI联用技术中,线圈上的力会显著变化,可能使得线圈发生损坏,严重时还会对使用者带来风险。TMS线圈在使用过程中,可能带来力与热的不稳定性,因此有必要研究TMS技术引发磁场、力场与温度场的变化。本文根据实际情况构建不同类型的TMS线圈模型、人体头部模型和MRI静磁场模型。通过COMSOL Multiphysics有限元仿真软件的磁场模块,分别计算了TMS单独工作和TMS与MRI联合工作时电磁场分布,通过磁场与结构力学模块的耦合、磁场与传热模块的耦合,计算了力场分布和温度场分布。本文构建的TMS线圈模型包括圆形线圈、8字形线圈和变形8字线圈,研究不同类型的TMS线圈引发的磁场和力场分布。此外,本文还改变TMS的刺激频率,分析了在相同时间内,不同刺激频率下TMS线圈引发的温度场变化。仿真结果表明:当幅值为5000 A,频率为2500 Hz的电流流经TMS线圈时,变形8字线圈表面的磁通密度、洛伦兹力密度大于未变形8字线圈,但变形8字线圈应力峰值仍小于铜屈服强度7×10～7 Pa,发生变形的可能较小。电流脉冲会使得线圈表面温度迅速上升,在线圈工作时必须采用线圈冷却技术来确保患者的安全。对于人体头部生物组织,在480 s内连续施加1200个电流脉冲后,大脑表面的最大温升不超过0.16℃;当改变刺激模式,间歇地施加相同的电流脉冲时,大脑表面的温升则降低为0.12℃。当TMS与MRI联合工作时,大脑组织温度升高约0.16℃,联合工作与单独工作温度差异小于0.01℃,MRI静磁场不会造成明显的热效应,TMS技术和TMS-MRI联用技术在正常工作时对大脑造成热损伤的可能性均较小。本文的仿真结果能为未来经颅磁刺激发展方向及相关指南提供必要的参考依据。

关键词： AZ80镁合金   离心铸造   电磁场   数值模拟  

摘要： 镁合金因其具有轻量化、比强度高、热成型性好、切削性能好、生物相容性好等突出优点而受到广泛应用,其优势在电子、航空航天、生物医疗等方面得到了极大地凸显。离心铸造作为最常用的特种铸造方法之一,对于管类件的成型有着极大的优势,因而受到了广泛地研究。电磁离心铸造是在离心铸造的基础上引入电磁力,以达到细化晶粒,优化组织和力学性能的目的,成为近年来发展迅猛的方向之一。因电磁离心铸造过程中金属液流动和受力情况复杂,金属液高温高压以及模具不透明的情况,本文采用数值模拟技术,对离心铸造和电磁离心铸造过程进行有限元数值模拟,研究电磁离心铸造过程宏观物理场变化情况,以及引入电磁场前后对微观组织的影响,为实验提供新思路,同时对实验进行指导。本文以AZ80镁合金为实验材料,采用有限元数值模拟手段,针对镁合金离心铸造和电磁离心铸造过程进行数值模拟,旨在探索不同工艺条件对于铸件流场、温度场、凝固率、压力场和速度场的影响规律,同时分析离心铸造和电磁离心铸造对晶粒的影响。主要研究结果如下:(1)对于温度场分析,入口浇注温度为923.15K、943.15K、963.15K条件下,铸件分别在第16.4s、17.2s、18.2s时刻凝固。温差最大位置z=0.03553m位置处,入口速度为0.45m/s比0.4m/s温度高约18.661K,0.5m/s比0.45m/s温度高约13.048K。转速为2100r/min与2000r/min的温差最大位置在Z=0.03553m,温差值达到了20.385K。磁场强度为0.05T条件下铸件温度升高32.1002K,对温度影响最大;(2)对于凝固率分析,入口浇注温度为963.15K比943.15K的液相率高0.0272,比923.15K高0.0188,而经过11.4s后分别高出0.0362和0.0446。在第4.4s时刻,入口浇注速度为0.4m/s、0.45m/s、0.5m/s条件下液相率占比分别为0.8774、0.8599和0.8602。转速为2000r/min时,液相率占比大于2050r/min和2100r/min时的液相率,而转速为2050r/min和2100r/min条件下的液相率基本一致。磁场强度为0.05T条件下该点液相率比无磁场条件下高约18%;(3)对于压力场,入口浇注温度为963.15K比943.15K大140.91Pa左右,而943.15K比923.15K大219.84Pa左右。中间位置的平均压力为2743.58Pa。不同入口速度条件下,铸件稳定后,平均压力为2763.16Pa。转速分别为2100r/min、2050r/min和2000r/min条件下平均压力分别为3021.54Pa、2414.26Pa和2324.17Pa磁场强度对于铸件壁面压力的影响并不大;(4)对于速度场分析,速度场对于入口浇注温度、入口浇注速度以及转速并不敏感,速度大小在Y方向上的分量均保持基本不变。有磁场条件下速度平均比无磁场降低约0.047m/s;(5)对于组织分析,在电磁离心铸造条件下,一次枝晶臂受到的离心力更小,且在正对离心力方向生长了部分二次枝晶臂,而背对离心力一侧,离心铸造的二次枝晶臂生长的三次枝晶长度和密集程度都高于电磁离心铸造。

关键词： C/C复合材料   热解炭   化学气相沉积   电磁场   力学性能   摩擦性能  

摘要： C/C复合材料具有密度低、高温力学性能高、摩擦磨损性能和抗烧蚀性能优异等特点,是航空航天及国防领域中重要的轻质高强耐高温材料之一,然而热解炭结构不易控和制备周期长这两个核心问题限制了其在更广泛领域的应用。本文一方面通过向炭纤维预制体中添加纳米炭材料,研究了添加石墨烯及炭纳米纤维(CNFs)调控热解炭结构的方法,对C/C复合材料的增密速率、微观结构和性能进行了测试表征,实现了热解炭的可控生长;另一方面,通过引入电磁场优化沉积工艺,实现了C/C复合材料的快速致密化和块体各向同性热解炭的制备。主要创新性结论如下:(1)采用浸渍石墨烯结合ICVI工艺制备了石墨烯改性C/C复合材料,研究了石墨烯对复合材料的致密速率、形貌结构、力学及摩擦性能的影响。石墨烯增加了预制体中的活性位点,气体分子优先在此成核和生长,提高了初始沉积速率,沉积45 h后,添加石墨烯的复合材料G2密度为0.86 g/cm,比未添加的G1高了0.11 g/cm。石墨烯造成大量细小生长锥生成,热解炭由纯C/C复合材料中的光滑层结构向再生层结构转变,炭层间的结合增强,环形裂纹减少。石墨烯的引入致使材料的压缩性能提高,摩擦磨损性能得到改善,添加0.66 wt%石墨烯的C/C复合材料的压缩强度从107.4 MPa提高到了183.5 MPa,同时有着最低的摩擦系数0.115和体积磨损量。(2)通过酒石酸铜催化乙炔裂解制备CNFs,负压浸渍到预制体中后,采用ICVI工艺制备了CNFs改性C/C复合材料,研究了CNFs对复合材料的致密速率、形貌结构、力学及摩擦性能的影响。CNFs的引入同样增加了活性位点,提高了初始沉积速率,沉积30 h后,添加CNFs的复合材料C4密度为0.79 g/cm,比未添加的C1高了0.10g/cm。同时CNFs诱导热解炭有序沉积,形成增粗的纳米纤维,当CNFs增粗到2μm,诱导作用消失,炭层织构变差,热解炭向再生层结构转变。CNFs团聚体内部的热解炭整体上杂乱无序,呈各向同性。CNFs容易在预制体内分布不均,导致材料的压缩强度降低,但沉积热解炭后可以降低材料的摩擦系数和体积磨损。添加0.53 wt%CNFs的C/C复合材料的压缩强度从114.4 MPa降低到了93.6 MPa,摩擦系数从0.157降至0.138。(3)通过调整工艺,制备了一种宏观呈各向同性的CNFs/C复合材料,对其结构和性能进行了测试表征,并与各向同性热解炭(IPC)进行对比研究。CNFs/C复合材料内部的热解炭围绕CNFs逐层生长,生长锥破碎细小,偏光下呈各向同性。CNFs/C复合材料的显微硬度和弹性模量分别为208.85 Hv和19.51 GPa,是同密度IPC的两倍,且摩擦系数比IPC低0.02,体积磨损量仅为IPC的1/30,是IPC的理想替代材料。(4)通过改造管式炉,引入电场和磁场,探究两者各自对热解炭的影响,并改进电磁场CVI工艺,实现了C/C复合材料的快速制备和块体各向同性炭的成功制备。电场和磁场对碳源裂解产生的带电粒子的偏转作用可以提高沉积速率,样品未加电场沉积1 h的增重率为90.4%,小于150 V匀强电场下的106.2%和250 Hz交变电场下的107.1%,样品未通电沉积28 h的密度为1.09 g/cm,小于通有2 A交流电时的1.20 g/cm。直热式CVI工艺中,添加石墨烯对增密速率和热解炭结构未有明显影响,反而降低了材料的力学性能。通过改进感应式CVI工艺,70 h制备了密度为1.53 g/cm的盘状C/C复合材料。采用电磁场CVD工艺,35 h制备了密度为1.75 g/cm的块体各向同性炭材料,其内部的条带状结构可以提高摩擦系数的稳定性,并降低材料的体积磨损。图105幅,表10个,参考文献127篇