用FDTD法进行原油介质微波加热的模拟研究

本文用FDTD方法分析了不同加热介质下脊波导加热器的电场强度、损耗功率密度的空间分布及反射情况,为脊波导加热器的优化设计提供了有力依据。     

温变参数材料微波加热的数值模拟

针对一般材料的介电参数等温度的函数，本文提出了一个微波加热分析的非线性模型。该模型基于交替迭代法求解描述加热过程的非线性耦合电磁学，热学微分方程组，通过若干数值分析的实例，说明了该方法可作为微波加热精确分析的一个有效方法。     

微波辐射对稠油脱水降粘的影响及其工艺研究

针对目前稠油开采和利用存在脱水、降粘难等问题,基于微波热效应与非热效应的原理,利用自行设计的微波辐射实验设备进行研究,系统分析了微波辐射功率和时间对脱水率的影响,以及辐射对胶质和沥青质的影响,并详细介绍了微波辐射工艺中的具体流程。结果表明：微波辐射平均脱水率为90.7%,与普通加热脱水技术的脱水率为34.8%相比,脱水效率高;频率为915 MHz、功率为1 kW 的微波作用1min 后（热效应）,油样温度迅速升高到71.2℃,反应速度快;微波辐射（非热效应）后运用四组分测定法,测得油样中沥青质含量减少了2.5%和胶质含量减少了1.2%,油样粘度在低温区发生明显的改变。研究结论为该项技术在工业应用中提供了重要的参考和展望,证明了该技术具有良好的应用前景。     

化学反应对微波非线性响应的实验研究和数值模拟

本文通过实验观测化学反应对微波反射的非线性变化,探讨了运用时域有限差分法模拟计算微波化学反应的方法,并给出计算实例。拓宽了时域有限差发法的应用领域,也为今后微波化学的工业应用提供基础。     

一种基于石油钻具的微波加热储层技术研究

提出了基于石油钻具的同轴线传输微波能的技术方案,这一传输线将地面电磁能量传输到井下。分析了微波在石油钻杆和套管构成的同轴传输结构中的传播特性,根据石油行业标准选择了适合微波能量传输的最佳钻具组合,进行了HFSS仿真验证。仿真结果表明,2^3/8″API标准石油钻杆和5^1/2″标准石油套管构成的同轴线具有最佳传输效率。通过与国内某稠油储层常规热力采油技术的实际作业参数比较分析,证实了所提出的微波能量传输方案切实可行,可用于井下微波能的传输。     

考虑频率波动的微波加热数值模拟模型

家用微波炉内磁控管的频率会有波动,且难以测定.为考查微波频率波动对样品温度分布的影响,获得更加精确的仿真结果,研究假设家用微波炉的频率以2.45 GHz为中心波动,并对不同波动范围的频率(2.44～2.46 GHz,2.43～2.47 GHz,2.41 ～ 2.49 GHz)与单个频率(2.45 GHz)的基于有限元模...     

微波激光协同石墨化碳纤维的仿真模拟研究

在碳纤维激光石墨化的过程中,丝束截面内存在较大的温差,导致碳纤维丝束毛丝现象严重。当激光超过一定功率时,甚至会出现断丝现象,严重影响碳纤维的连续激光石墨化。利用微波与激光对碳纤维进行协同石墨化,以减小石墨化过程中丝束的温差与热应力。针对微波加热的特殊性,设计出了一种可持续高效升温的加热腔;然后建立了电磁加热-激光加热-热辐射-流动传热-固体力学多物理场模型,并对其进行了仿真模拟。结果显示,微波的引入可以改善激光石墨化过程中丝束温度场的分布,并可有效减小丝束加热过程中的热应力。     

化学反应对微波非线性响应的实验研究和数值模拟

本文通过实验观测化学反应对微波反射的非线性变化,探讨了运用时域有限差分法模拟计算微波化学反应的方法,并给出计算实例。拓宽了时域有限差分法的应用领域,也为今后微波化学的工业应用提供基础。     

微波分离场加热焊锡膏的实验研究

微波加热作为一种快速、高效、清洁的加热方式,在材料处理领域得到了广泛应用。本文结合金属粉末的微波耗散机理,分析了焊锡膏在微波电场及磁场中的加热特性,通过实验研究了焊锡膏电路在微波电场、微波磁场中的加热效果。实验结果表明,微波电场和微波磁场均可快速加热焊锡膏,但高强度的微波电场容易激发等离子体,灼伤基板;而微波磁场则选择性地加热焊锡膏,实现快速加热融化焊点的同时保持基板在较低温度。通过对比微波磁场快速融化的焊点与传统方式加热融化焊点的微观结构,发现微波磁场快速加热融化的焊点具有极薄的金属间化合物厚度,有利于提高焊点强度。该研究为柔性等塑料基电路的焊接提供了一种良好的解决方案。     

微波馈入位置对固体催化剂加热效果的影响

本研究考察了微波从底部馈入反应器和从侧面馈人反应器时对固体催化剂的加热效果。从微波介电加热和热传导的物理规律出发,建立了两种不同微波馈入位置时对催化剂床层加热的模型,并通过COMSOL Multiphysics软件模拟分析其对加热效果的影响。结果表明：当采用底部馈入方式进行加热时,电磁场强度在下部分布较强很高,但在距离馈入口较远的区域电磁场强度较低,最终得到的温度分布均匀性较差;当采用微波从侧面馈入的方式进行加热时,催化剂床层区域的电场强度较大,且温度分布比较均匀。     

微波热疗天线在生物组织中温度分布的模拟

模拟微波肿瘤热疗条件下生物组织中的温度分布,对临床治疗中微波热疗天线的设计、选择及治疗方案的确定具有重要意义.本文结合电磁场的时域有限差分(FDTD)和温度场的有限差分方法模拟了微波热疗天线在生物组织中产生的温度分布.通过单极子天线对等效组织模型的加热温度模拟结果与实验测量结果比较,对微波热疗天线在生物组织中产生的温度场模拟程序进行了验证.     

基于多物理场计算的微波加热能量转换分析

近年来,微波能的应用在食品、化工、医疗等方面越来越广泛,特别是微波加热技术在日常生活中充当着重要角色,得到了学者们的广泛关注。然而,关于微波加热机理的基础研究并不多,而且相对较为深奥,难于理解掌握。因此,通过COMSOL multiphysics建立简易微波加热模型,以水为被加热对象,研究了其在微波作用下的电场及温度分布情况,并通过计算分析了其中的能量转换关系,使得对微波加热机理的阐释通俗易懂。     

一种有效减少ADI-FDTD数值色散的方法

ADI—FDTD算法的数值色散效应较为明显,本文的研究表明一种通过添加各向异性媒质来修正相速误差,从而减少FDTD数值色散的方法,同样适用于ADI-FDTD,且收效更为显著。数值运算结果证明该方法能够简单有效地去除较宽频带范围内的色散。     

微波管CAD技术进展

综述微波管CAD技术（包括微波管CAD中数值计算方法、广泛应用的大型电磁分析软件、微波管建模与模拟、微波管CAD集成环境等）的国际国内研究情况。并展望了我国微波管CAD技术的发展前景。     

微波在白血病无损探测中的数值模拟研究

已有研究结果表明,癌变骨髓与正常骨髓介电特性存在明显差异,利用微波对白血病进行无损探测及治疗过程的监测是完全可行的。本文在建立柱坐标系下人体小腿上部微波散射特性的分析模型基础上,具体计算了多种频率下人体小腿上部的微波散射特性及与白血病病变程度的关系,探讨了探测源的最佳工作频率及其最佳位置、接收传感器的最佳位置等问题。该技术可应用于白血病的无损探测及治疗过程的监测中,而微波散射特性的分析有助于解决微波成像的实时性难题。     

涂层金属平板绕射系数的计算

本文介绍了一种计算目标绕射系数的通用数值方法－－根据时域有限差分（ＦＤＴＤ）方法提供的散射场，通过联立方程组求解绕射系数，所述方法对二维ＴＭ、ＴＥ波均适用，有无涂层情况下金属条板绕射系数的计算例子表明该方法是可行的。     

FDTD与DFT在分析开口式微波加热器中的应用

本文应用时域有限差分法（FDTD）和离散傅立叶变换（DFT）分析和计算了一种开口式同轴加热装置内部谐振场和外部辐射场,给出了使用两种不同激励源以及是否使用扼流槽后的场的结果。测量结果显示了这处方法的准确性。这种可移动的开口式加热器可以方便地提升对材料进行热处理的温度。