圆形与椭圆线圈在平板电磁成型中的应用比较

通过对椭圆形线电流产生的磁感应强度的推导,得出椭圆线圈所产生的磁感应强度的分布规律,并进一步得出圆线圈所产生的磁感应强度的分布规律,以及工件所受的磁场力的分布规律. 进行了两组实验:采用小孔模具,用圆形与椭圆形线圈进行成型,比较了两个工件的变形深度;采用盒形模具,用圆形与椭圆形线圈进行成型,比较了两个工件在中心部位的变形以及长度方向的变形充分程度. 结合磁感应强度的分布规律对实验结果进行分析,得出了两种线圈的适用情况:对于长形工件,采用椭圆线圈要优于圆形线圈;对中心部位变形要求较高的工件,应尽可能采用圆形线圈.     

双流低频电磁连铸过程中磁场分布的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了双流低频电磁连铸过程中磁场分布规律.建立了单、双流低频电磁连铸中包括铸锭、结晶器、线圈和屏蔽罩的二维轴对称有限元模型.利用ANSYS软件包进行划分网格及计算,模拟出了磁场在连铸结晶器区域的分布.研究了电流频率、电流强度、电流方向和线圈距离对金属熔体内磁感应强度的影响.计算结果表明：单流时,电流频率升高,磁感应强度降低;电流强度增大,磁感应强度升高.双流时,无论电流方向是同向还是反向,同一铸锭的远端磁场强度要大于其近端磁场强度,相邻线圈电流方向为反向时,铸锭内磁场强度高于相邻线圈电流方向为同向的情况;增大线圈之间的距离时,铸锭远端和近端的磁感应强度的差值降低.     

内窥镜无线供电系统功率传输稳定性优化研究与设计

针对内窥镜运动时存在的供电稳定性和效率较低的问题,通过对接收端姿态和位置运动变化的分析,研究了提升无线电能传输功率的方法。采用椭圆坐标系模型,推导了三维接收线圈在Helmholtz发射线圈作用下位置和姿态变化时磁感应强度的变化规律,以及对互感和耦合系数的影响。设计了内窥镜无线供电系统的实验装置,通过仿真和实验可以看出,Helmholtz发射线圈能够产生均匀的高强度磁场,在轴向偏移和角度偏转的情况下,比柱状螺旋发射线圈提高了100mW 的传输功率。实验结果表明,该方案可以满足无线内窥镜工作的电能供应需要。     

磁层析成像管道检测信号空间传递过程的能量变化

磁层析成像管道检测方法已经被广泛应用于埋地和海底管道的无损外检测。该方法基于金属磁记忆原理,通过在管道外测量空间磁场分布中的异常情况来判别应力集中区的危险等级和位置。为了研究磁层析成像法管道检测信号在空间中的分布特征和传递规律,对磁化管道的应力集中区空间磁记忆信号的能量分布和变化规律进行了研究。利用磁偶极子场建立管道内壁应力集中区磁场模型,基于磁能理论对管道外不同提离空间磁记忆信号的磁场能量和磁能密度进行有限元计算,得出空间磁场的分布规律,分析了不同提离磁信号磁能密度之间的相关性。结果表明,管道外空气中的磁场能量随着提离值的增加而衰减,在管道外壁至提离值小于50 mm时衰减最快;管道外磁层析成像法检测的磁信号与管道内壁应力集中区信号同源。从理论上解释了磁层析成像管道检测的有效性,为从检测数据中提取有效信号提供了理论依据。     

基于新型正八边形励磁线圈的高精度电磁流量测量技术研究

受外界扰动和流速分布的影响,电磁流量计在进行流量测量过程中仍然存在测量精度不高的问题,改进电磁流量计励磁线圈结构是提高精度的重要手段之一.本文基于新型正八边形励磁线圈实现了电磁流量测量精度的提高,首先在研究权重函数优化原理的基础上,通过分析了正八边形线圈的磁场理论模型得出了基于均匀磁场理论的电磁流量计优化思路;其次,基于有限元分析软件建立了正八边形励磁线圈电磁流量计的仿真模型,确定了正八边形励磁线圈磁场分布最优的结构参数,并通过对比圆形和方形线圈同等条件下的权重函数分布,证明了正八边形线圈权重函数分布均匀性优势;最后搭建实验平台,进行磁场测试实验和流体测试实验进行验证.磁场测试结果表明,正八边形线圈电磁流量计磁感应强度在管道中心区域能够维持在2.063mT左右,总体磁感应强度波动范围在0.11mT以内,说明正八边形线圈磁场具有良好的均匀性;流体测试结果表明,当流量在0.743m/s-2.582m/s时,单点相对示值误差最大仅为0.950%,系统重复性误差在1.034%以下,经过优化后的系统提升了测量精度,对后续电磁流量测量计的励磁线圈设计具有指导意义.     

周期式高梯度磁选机磁系磁场的分析与应用

当励磁电流为200 A时,计算了周期式高梯度磁选机线圈轴线轴向和距轴线0.15 m处径向的磁感应强度,并运用ANSYS有限元分析软件分析了屏蔽铁铠和磁极对线圈磁场特性的影响,同时采用该设备进行了高岭土磁分离除铁实验. 结果表明,距线圈中心0.1 m轴线轴向为0.326 T的均匀磁场,随着与中心距离的增加磁感应强度大幅下降;距轴线0.15 m径向的磁感应强度很小,在端面效应的作用下达到最大值0.064 T;安装屏蔽铁铠和磁极,线圈中心均匀磁场的磁感应强度提高至0.95 T. 在矿浆流速为0.7 cm/s,背景磁感应强度为1.1 T下,一次磁选将高岭土的Fe2O3的质量分数由1.35%降至0.63%,白度由68%提高至89%.     

考虑螺距时圆截面螺线管电流磁场的空间分布

用数值模拟方法和磁场迭加原理，分析计算了疏松型圆截面螺线管电流磁场的空间分布与螺线管长度、螺距的关系。计算结果表明，螺线管越短、螺距越大时，螺线管内均匀磁场区域越小，螺线管两端垂直于轴线方向的磁场越强，但当螺线管较长、螺距较小时，螺线管内均匀磁场区域较大，磁场分布与密绕螺线管的基本相同；螺线管外的磁场很弱，并且衰减较快。     

考虑螺距时圆截面螺线管电流磁场的空间分布

用数值模拟方法和磁场迭加原理,分析计算了疏松型圆截面螺线管电流磁场的空间分布与螺线管长度、螺距的关系。计算结果表明,螺线管越短、螺距越大时,螺线管内均匀磁场区域越小,螺线管两端垂直于轴线方向的磁场越强,但当螺线管较长、螺距较小时,螺线管内均匀磁场区域较大,磁场分布与密绕螺线管的基本相同;螺线管外的磁场很弱,并且衰减较快。     

折叠变形磁刺激圆形线圈空间磁场分析

为了进一步提高圆形线圈的刺激聚焦度,设计了沿不同位置折叠变形的圆形线圈.通过数值模拟分析了变形折叠位置与折叠角度的圆形线圈空间磁场的分布.与传统圆形线圈相比,单侧离圆心0.5、1、1.5 cm处折叠的变形圆形线圈磁场聚焦度明显提高,最佳折叠角分别是60°~90°、60°~105°和75°~105°.而单侧离园心2 cm处折叠变形圆形线圈、双侧离园心2 cm处折叠变形圆形线圈,空间磁场聚焦末能提高.     

MICE超导耦合磁体冷质量应力有限元分析

为了确定MICE（μ介子离子化冷却实验装置）中超导耦合螺线管磁体的机械稳定性和线圈冷质量的结构安全性,采用有限元方法对磁体线圈的绕制、降温和励磁过程进行数值模拟,得出不同阶段时具有滑移面结构的超导耦合线圈冷质量横截面内的应力分布.模拟结果表明,由于较大的尺寸和较高的磁场,磁体线圈冷质量内部承受较高的应力状态;从稳定性角...     

Electromagnetic characteristics of cold crucible in an induction coil for melting purpose

Cold crucible induction melting(CCIM)was oncean innovative method for preparing and processing me-tallic or non-metallic materials with either high meltingpoints or with high purity and reactivity[1,2].The meth-od is a complex technology involving many subjects andresearch fields including electricity,magnetism,heat-ing engineering,physical chemistry,and metallur-gy[3].It is of great significance to distinguish the cruci-ble structure and design optimally the field of electro-magnetism inside…     

碳纳米墙场发射冷阴极电场性质研究

利用静电场理论求解拉普拉斯方程,给出了碳纳米墙冷阴极的电势分布。根据电势和场强的梯度关系得到场强分布,发现在碳纳米墙顶端附近场强相对背景场有较大增强;在与碳纳米墙垂直方向上,场强较迅速地恢复为背景场;纳米墙顶端至阳极方向上,场强随场点与碳纳米墙的顶端距离的增大而迅速减小至一个固定值;纳米墙越高,场增强因子越大,尖端效应越明显,所得结论为碳纳米墙或碳纳米管作场发射材料提供了理论参考。     

方型回线辐射电磁场特征物理模拟实验研究

基于电磁场扩散理论,依据物理模拟相似性准则,研究多匝方型重叠回线辐射电磁场特征。模拟结果表明:线圈中心1/3范围内,磁力线近似垂直于线圈平面分布,线圈内其它范围,磁力线小角度偏离线圈平面法线方向,线圈边缘处,磁力线偏离线圈平面法向的角度增大,磁场强度减弱;线圈外距离半个边长以远磁场强度衰减加快。该物理模拟结果对矿井瞬变电磁法探测方向的设计、工作装置和与富水区最佳耦合具有重大指导意义。     

任意多边形平面载流线圈磁场的空间分布

根据一段载流直导线在空间某点的磁场矢量公式,将多边形载流线圈视为多段载流导线,然后根据场强叠加原理,给出了计算任意多边形平面载流线圈在空间任意点的磁场分布的方法,并且运用这种方法求出了菱形平面载流线圈空间磁场分布的普遍表达式．     

中频感应连熔炉温度场分布的研究

通过对中频感应连熔炉温度场的分析研究，论述了中频感应连熔炉是钨坩埚在感应器中央受强大交变磁场作用，产生感应电动势，进而产生涡电流发热，熔化坩埚中的原料的工作原理，从而解决了炉体结构、感应器结构、坩埚结构、保温结构设计及生产过程控制等问题。     

Growth of Czochralski silicon under magnetic field

DuringthegrowthofCZsilicon,polycrystallinesiliconrawmaterialsinquartzcruciblesbecomeheavierandheavierwiththeincreaseinthediameterofsiliconsinglecrystal.Therefore,thethermalconvectionofsiliconmeltplaysmoreandmoreimportantrolesincontrollingsiliconcrystalquality.Ingeneral,thedrivingforceofthermalconvectioncanbeexpressedbytheRayleighnumber(R)as3/,RgbTVbk=D(1)wherebisthebulkexpandingcoefficientofmelt,gthegravityaccelerator,DTtheradialtemperaturedifferenceonthefreesurfaceofmelt,bthecharacteristi…