教学课程资源库 更多>>

关键词： 变压器   电磁场   本征正交分解   离散经验插值   模型降阶   快速计算  

摘要： 为提升变压器在线抗短路分析评估的效率，该文提出了一种基于本征正交分解（POD）和离散经验插值（DEIM）的变压器磁场和短路电磁力快速计算方法。在基于伽辽金有限元的变压器电磁力非线性瞬态控制方程的基础上，利用POD建立了有限元方程降阶模型，结合DEIM算法处理了有限元方程中的非线性项，缩短了每一个迭代步中非线性刚度矩阵的形成时间，进一步提升了POD方法在求解非线性问题时的效率。通过220 kV变压器绕组短路电磁力计算模型进行了降阶算法和商业仿真软件计算结果的对比验证，结果表明：降阶方法的计算结果相比于全阶模型和商业仿真软件的误差不超过3.5%，计算效率提升了9.8倍，验证了该方法的有效性和可行性。研究结果可为变压器磁场与在线抗短路分析评估提供重要参考。

关键词： 接地导线源   瞬变电磁   三维正演   矢量有限元法  

摘要： 针对接地导线源瞬变电磁的三维正演问题，本文讨论了基于频-时变换与背景-异常场分离计算策略的有限元正演方法。该方法以矢量有限元理论为基础，利用规则六面体网格对模型进行离散，并采用MUMPS求解器求取各频点的数值解，最后通过余弦变换数值滤波计算得到三维时域瞬变电磁响应。在此基础上，利用一维层状模型与公开的三维模型验证了正演算法的可靠性，并对计算精度进行了评估。验算结果表明，本文所讨论的长导线源三维瞬变电磁正演计算准确，能够满足三维反演研究对于计算精度的要求。

关键词： 电脉冲   脉冲电流   脉冲宽度   温度   Cu-20Fe合金  

摘要： 借助COMSOL Multiphysics软件模拟了电脉冲作用下Cu-20Fe合金熔体内电磁场与流场及电磁热与流场之间的耦合作用，分析了脉冲电流的振幅、频率和脉宽对Cu-20Fe合金熔体内部电磁力和流场分布特征的影响。结果表明，在一个脉冲周期内，当脉冲宽度从2.3 ms增加到17 ms时，电极附近熔体的电流密度、磁通密度和洛伦兹力的峰值先增大后减小，当脉冲宽度为13 ms时，电磁力峰值最大。当I=1 400 A，f=15 Hz时，随着脉冲宽度的增加，由洛伦兹力诱导的熔体内部的流动强度也先增大后减小，在脉冲宽度为13 ms，时间为1/4 tp时，Cu-20Fe合金熔体内的流速达到最大值2.03 mm/s。此外，脉冲宽度的调整对Cu-20Fe合金熔体流动的垂直分量产生的影响大于水平分量。电极附近熔体的电流密度、磁通密度、洛伦兹力和流动强度均随着电流振幅的增加而增加。由洛伦兹力引起的Cu-20Fe合金熔体内部的循环流动，不仅促进熔体内部温度的均匀分布，也提高了Cu-20Fe合金熔体的冷却速率。

关键词： 电磁场   深度算子网络   快速计算   有限元法   自动微分  

摘要： 为了提升电力设备的设计制造与运行可靠性,有限元法常被用于分析不同工况下的电磁场分布,但因其参数化计算耗时较长,深度学习代理模型在工程分析中变得愈发重要。然而,传统的基于卷积的模型,例如U-net卷积神经网络,在池化操作中可能会丢失高频信息,且没有考虑到位置坐标。该文介绍了一种基于深度算子网络(deep operator network, DeepONet)的电磁场快速计算方法。首先通过仿真或实验得到数据集,采用统一补点的方式解决不同边界条件下网格点数量不一致的问题。然后将输入数据进行傅里叶变换,以增强神经网络的高频特征提取能力。之后基于DeepONet框架,将多个可变参数和位置坐标作为输入,将磁矢势或电势作为输出,进而通过自动微分计算磁感应强度、电场强度等物理量。以简单2维算例分析不同微分约束对网络性能的影响,并最终推广到3维案例的计算。结果表明,采用所提方法计算磁感应强度和电场强度等物理量的相对误差都在3%以内,计算时间均远小于有限元法,能够实现秒级计算,相较于U-net方法具有更高的计算准确率,且易于后处理。该方法可用于需要多组参数计算的设计阶段以及满足设备状态评估或数字孪生的实时性要求。

关键词： 电磁场与电磁波   混合式教学   教学改革  

摘要： 随着教育信息化的不断发展,混合式教学模式逐渐成为高校课程改革的重要方向。电磁场与电磁波是物理学中的重要分支,描述了电荷、电流以及变化的电场和磁场之间的相互作用和传播规律。在现代科技中,电磁场与电磁波的理论和应用无处不在,从通信、雷达、遥感、医疗到能源等领域都发挥着关键作用。本文通过分析混合式教学的优势,提出了具体的教学策略和实施步骤,旨在提高课程的教学质量和学生的学习效果。

关键词： 射频电磁场   认知功能   暴露水平   脑电图   功能性磁共振成像  

摘要： 随着科技的发展,人们越来越多地暴露于射频电磁场环境中。既往研究表明,射频辐射可影响公共健康,但关于射频辐射是否影响人的认知功能尚未达成共识,且多数实验结果缺乏可重复性。该文基于已有文献,对射频电磁场公众暴露和实验室暴露的测量和控制方法、长期和短期电磁辐射对人脑认知功能及神经活动的影响进行综述,并对目前存在的问题进行了总结与展望,为未来射频电磁场对认知功能影响的研究方向提出了建议。

关键词： 水冷壁   老化失效   温度过热区   涡流   脉冲电流   性能修复  

摘要： 火电厂锅炉炉膛周围或中间的水冷壁可以降低炉墙温度,保障锅炉长期稳定运行。但水冷壁管道长期在高温、高压、较大温度梯度的恶劣环境下服役,是整个火电机组发生故障机率最高的构件,维修成本极大。因此,分析水冷壁管失效原因并探索绿色、高效的修复手段至关重要。通过微观组织表征和有限元模拟计算发现,管道内汽/水混合冷却剂通过弯道处会在下游某处产生涡流,形成温度过热区,长期运行后造成管道局部老化加速,具体表现为晶界开裂、珠光体球化,最终导致爆管失效。随后,在爆管区域取样并通过脉冲电流外场对其进行系列参数处理。硬度检测结果显示,经脉冲电流处理后,材料的硬度随脉冲电流参数增加表现出先上升后下降的规律,在145~174 HV范围内波动。表征结果显示,处理后老化材料的微观组织被显著优化,电子风力和额外的电自由能造成的快速固态相变是导致老化管道“恢复性能”的根本原因。

关键词： 水热法   脉冲电磁场   MnCo_(2)S_(4)   超级电容器  

摘要： 以泡沫镍为集流体,通过脉冲电磁场辅助的水热法,成功制备出MnCo_(2)S_(4)超级电容器阳极材料。通过调整脉冲电磁场处理时间,实现对产物元素配比和晶体状态的调控。在400 V、3 Hz的脉冲电磁场处理120 s后,所制备试样的XRD图谱峰位向高角度偏移,同时半峰宽变小,产物结晶性提高,有利于电化学性能的提高。该材料在1A/g的电流密度下表现出1033.2 F/g的比电容,相对未加脉冲试样提高129.8%。以经过脉冲磁场影响后制备的MnCo_(2)S_(4)材料作为阳极,活性碳作为阴极,成功组装了混合型超级电容器,在1A/g的电流密度下,其比电容达到了76.2 F/g,相较于未加脉冲试样所制备的混合型超级电容器提高了170.2%。

关键词： 高考试题   磁场综合题   图像  

摘要： 带电粒子在匀强电场或磁场中的运动模型对学生来说非常熟悉,解题时已经形成完整的模式.因此,题目打破常规出题方式,通过创设新情境表征方式,利用学生比较陌生的vx-vy图像引导其思考带电粒子在匀强电磁场中运动时速度空间和物理空间的相互转换,摆脱解题僵化的困境,使学生思维更加灵活,体会图像为解题带来的隐藏信息,提升学生的综合分析能力和创新能力.

关键词： 脑苷肌肽   极低频电磁场   创伤性颅脑损伤   血清神经元特异性烯醇化酶   神经肽Y   神经功能   炎症因子  

摘要： 目的探究脑苷肌肽联合极低频电磁场治疗对创伤性颅脑损伤患者血清神经元特异性烯醇化酶(NSE)、神经肽Y(NPY)水平的影响。方法选取2020年11月~2023年12月期间收治并确诊的68例创伤性颅脑损伤患者,根据不同的治疗方案分为对照组(脑苷肌肽治疗,n=34)和研究组(脑苷肌肽+极低频电磁场联合治疗,n=34)。评估两组临床效果,住院时间,神经功能,血清NSE、NPY水平,氧化应激反应,炎症因子水平,不良事件发生情况的变化差异。结果相较于对照组(76.47%),研究组治疗总有效率(94.12%)更高,住院时间更短(P<0.05);治疗4周后,研究组神经功能、氧化应激各指标及血清NSE、NPY水平和炎症因子水平均优于对照组(P<0.05);两组不良事件发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论创伤性颅脑损伤患者经过4周脑苷肌肽+极低频电磁场联合治疗后,其神经功能、氧化应激反应、炎症反应以及血清NSE、NPY水平均得到明显改善,疗效显著。