量子修正Schwarzschild黑洞时空中粒子的轨道运动研究

对弯曲时空中粒子的运动进行研究有助于我们了解时空的几何性质.采用相平面法研究了量子修正Schwarzschild黑洞时空中粒子的轨道运动.首先通过对粒子有效势和相平面图进行分析,讨论了粒子的轨道类型及其稳定性,发现粒子的轨道运动不仅取决于试验粒子的能量,还取决于它的角动量.接着对量子修正参数a对粒子轨道的影响进行了研究,结果表明试验粒子的最小稳定圆轨道半径随着a的增加而增加.     

感应熔炼冷坩埚内磁场的分布规律

实验测定了冷坩埚内无负载时空间磁场的分布,考察了输入功率、位置对磁感应强度的影响,计算了无坩埚时空心圆柱线圈内空间磁场的分布,比较了在有无坩埚两种情况下磁场分布特点.结果表明,随着输入功率的逐渐增大,磁感应强度逐渐增大;磁感应强度沿径向分布规律为在坩埚中心位置最小,向坩埚内壁边缘逐渐增大,在坩埚内壁处达到最大;磁感应强度沿轴向分布为中心附近最大,向两端逐渐衰减;坩埚的加入并没有改变空心圆柱线圈内磁场的空间分布规律,还是中间大、两端小,但由于屏蔽作用,大小却有所变化,衰减到线圈内无坩埚时的50%左右,磁场分布趋于平缓.以上实验结果为有效的利用冷坩埚进行感应熔炼提供了实验依据.     

板坯行波电磁搅拌器磁场分布规律的实验研究

根据板坯行波电磁搅拌器的特点,在实验室采用三维高斯计对行波磁场电磁搅拌器的磁场变化规律进行了测量,得到大量的实测数据.研究分析表明,对于所研究的行波磁场电磁搅拌器,频率、电流强度以及磁极间距离对磁感应强度影响很大,其中,频率增大,磁感应强度有所降低,电流增大,磁感应强度线性增大,而磁极间的距离对磁感应强度也有明显的影响,这些结果为进一步研究行波磁场电磁搅拌器的变化规律积累了数据.     

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%.     

计算载流圆线圈空间磁场分布的方法

用毕－萨定律通过矢量运算和几何关系导出圆电流磁场空间分布的积分表达式,使用计算机通过数值积分计算其数值,进一步讨论圆电流平面内和垂直ｚ轴平面内磁感应强度按径向分布,并分别给出磁场分布曲线。     

电子束在横向磁场下偏移量的修正

为了衡量电子在横向磁场下的偏移量的实验中所测数据的优劣性,分析了电子在横向磁场下的偏移原理,,通过亥姆霍兹线圈全空间磁场的计算和磁场均匀性范围的分析;修正了电子在匀强磁场中偏移距离与磁感应强度的关系式,得到了电子在磁场中的偏移距离与产生匀强磁场的电流以及磁场大小的偏差率之间的关系以及成立的条件.当亥姆霍兹线圈的半径给定时,电子偏移距离与电流满足非线性关系.亥姆霍兹线圈的半径越大,可获得在较小磁场偏差率下的匀强磁场区域越大.通过修正的表达式可更好的判断数据的优劣,估计实验误差的大小.     

磁场位形对微波ECR等离子体电子参数的影响

测量了两种磁场位形中微波ECR等离子体的电子参数,研究了磁场位形对电子参数空间分布的影响,结果表明:发散场中电子温度在轴心和腔体边缘较大,在过渡的中间区域较小,而磁镜场中电子温度随径向半径R的增大单调减小;电子密度在两种磁场位形中随径向和轴向距离的增大均呈单调下降的趋势,磁镜场中的下降幅度大于发散场;在共振面附近,发散场中气压对电子温度的影响比在磁镜场中大,而气压对电子密度的影响在两种磁场位形中基本相似.     

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.     

电场对电磁冷坩埚定向凝固磁场与温度场研究

脉冲电流作用定向凝固不仅能影响晶体的生长,还可调控凝固组织,从而影响合金的性能。为进一步研究其作用机理,采用ANSYS有限元软件模拟脉冲电流作用下合金熔体的电磁场分布以及对TiAl基合金连续凝固温度场的影响。结果表明：脉冲电流作用下的合金熔体表层磁感应强度最大,径向随着与表层距离的增大,磁感应强度下降。随着脉冲电流强度的增大,由于脉冲电流产生的集肤效应与焦耳热效应,使温度场与电磁场整体提高,轴向感应线圈中部温度最高,径向合金熔体与表层温差值逐渐减小、温度分布更均匀,侧向散热减弱,定向凝固趋势提升。     

二级磁源端面式磁力耦合器磁转矩特性的仿真研究

磁力耦合器是一种利用磁场间相互作用传递转矩的传动装置.由于磁力耦合器的主动转子和从动转子是非接触式连接,故具有过载保护、传动平稳等优点,并在工业生产中得到越来越多的应用.因此,对磁力耦合器传递转矩的影响因素进行理论研究具有十分重要的现实意义.本文使用有限元分析仿真软件ANSYS建立二级磁源端面式磁力耦合器的三维模型,对二级磁源端面式磁力耦合器气隙内磁场的分布进行研究,得到了二级磁源端面式磁力耦合器的磁转矩与内外圈永磁体径向距离、永磁体轴向厚度以及径向长度的变化规律.结果表明:二级磁源端面式磁力耦合器的磁转矩随着内外圈磁体径向距离的减小而增大;磁转矩随着永磁体轴向厚度以及径向长度的增大先增大后趋于稳定.     

黏土中考虑土体卸荷效应的后注浆压密模型

为研究黏土中考虑土体卸荷条件下后注浆的压密效应,基于球孔扩张理论并通过土体弹性模量折减值来考虑不同卸荷程度的影响,建立考虑土体卸荷效应影响的压密注浆模型,计算不同卸荷程度下压密注浆极限注浆压力、浆体扩张率、塑性区扩张率、径向和环向应力以及径向位移沿径向的分布关系.结果表明:压密注浆极限注浆压力以及塑性区半径随浆体扩散半径增长的速率均随土体卸荷比的增大而非线性减小;同一注浆压力下,当卸荷比小于0.8时,土体卸荷程度不同对土体内部径向应力、环向应力以及径向位移沿径向分布不产生显著影响,当卸荷比大于0.8时,注浆体周围同一位置处的土体径向应力、环向应力以及径向位移显著高于卸荷比小于0.8时的情况;同一注浆量下,相同位置处的土体径向应力,达到最小环向应力、稳定环向应力和稳定径向应力对应的径向距离均随卸荷程度的增大而减小,但是土体径向位移分布不受卸荷程度改变的影响;同一卸荷比下,相同位置处的径向应力,达到最小环向应力、稳定环向应力、稳定径向应力以及稳定径向位移对应的径向距离均随注浆量的增大而增大;最小环向应力值不受卸荷程度和注浆量改变的影响.     

基于ANSYS的电磁轴承径向磁场分布及特性分析

基于ANSYS软件对电磁轴承径向磁场分布和磁场力进行仿真与计算,得出径向磁感应强度、磁位矢量以及电磁力的数据,并将其导入到建模输入程序,再采取电磁场逆问题的方法,实现全永磁体的结构模型设计.     

磁场作用下抛物量子阱线中激子的束缚能

采用差分的方法在准一维有效势模型下对抛物型量子阱线中激子性质受到磁场的影响进行了计算,分析了磁场对量子阱线中激子的束缚能以及电子和空穴之间的平均距离作用.结果表明:外加磁场会增加量子阱线中激子的束缚能,并且磁场对束缚能的作用会受到量子约束势的影响,在量子约束势较弱时磁场的影响较大,量子约束势较强时磁场的影响较小;外加磁场会减小电子和空穴间的平均距离.     

充电圆形平行板电容器中位移电流产生的磁场分布

应用磁场矢势的概念讨论了充电圆形平行板电容器中的位移电流所产生的磁场分布 .由结果可知 ,其任一点磁感应强度的大小与离中心轴的距离之间不是简单的正比或反比关系 ,而是一种较复杂的函数关系 .同时磁感应强度与板间距离及场点高度有关     

磁场中关于电流元之间相互作用是否满足牛顿第三定律的讨论

用两个运动的带电粒子代替电流元,且忽略库仑场和涡旋场,只考虑磁场相互作用,根据磁感应强度和磁矢势推导出两电流元服从牛顿第三定律的一个充分条件,从而得出在非稳恒情形下运动电荷与电磁场一起的总动量和总角动量是守恒的.     

纵向磁场对TIG焊电弧形态的影响

为了研究外加纵向磁场对TIG焊焊接电弧形态的影响并分析电弧形态的变化机理,在常规的TIG焊焊接过程中施加纵向磁场,利用高速摄像机对焊接电弧形态进行拍摄和记录.实验结果表明,当无磁场作用时,弧柱呈锥形且未发生旋转运动.在外加磁场作用下,弧柱呈收缩状态且沿顺时针旋转.当焊接参数不变时,随着磁场强度的增加,弧柱的收缩程度随之增加.根据磁场的理论公式,可推导出在外加纵向磁场作用下,电弧的旋转半径与磁感应强度成反比.     

磁旋转滑动弧电参数与电弧图像分析

研究磁场驱动旋转滑动弧的物理特性.在反应系统中,高压直流电通过滑动弧两极产生稳定的电弧,由切向进气的载气吹起并产生旋转滑动弧,在滑动弧区域内附加磁场用以加速滑动弧的旋转.研究表明:磁场驱动不仅可以提高等离子滑动弧旋转速度,而且可以增大等离子体在气流场中的分布.当空气作为载气时,电弧电压电流波形最稳定,周期为3.5～4.4ms;当氧气作为载气时,电弧击穿电压低于800V,维持电压低于500V,平均功率为95.8W,相对其他载气时较低,电弧电压图像存在平稳过渡区.利用高速摄影技术研究磁感应强度变化时电弧的运动情况.结果显示:低磁感应强度时旋转滑动弧会出现双弧现象;高磁感应强度时电弧不再断裂,与外电极的接触点出现近似等速的跃迁.     

半固态浆料制备过程的电磁-热-流体数值模拟

为了优化半固态浆料制备工艺,针对低频电磁搅拌半固态浆料制备系统,建立了电磁-热-流体数学模型,并在给定的定解条件下,利用ANSYS软件进行了电磁场、流场以及温度场的耦合数值模拟.结果表明,磁感应强度的径向分量大于切向分量,因此,电磁力的切向分量远大于径向分量,并且电磁力随励磁电流强度和频率的增加而增大;浆料速度的切向分量远大于径向分量,边界无滑移使得浆料切向速度近似呈抛物线分布;电磁搅拌使得浆料外半径处的温度梯度加大,而内半径附近出现了等温区,并据此给出了电磁搅拌有助于制备等轴细晶半固态组织的一个物理解释.     

低应力流动砂土与圆桩相互作用机理试验研究

采用饱和悬浮砂模拟低有效应力状态下的液化土体,开展了圆管、横板和竖板的拖拽试验,研究了低有效应力条件下砂土侧向扩展时圆桩的受力机理.结果表明:桩身作用力由径向阻力及土体对桩身的黏滞剪切力组成,这两种力均随着砂土侧向位移的增加逐渐增大并最终保持稳定,其中径向阻力受桩-土相对运动速度影响较小,而黏滞剪切力具有明显的率相关性,即随着相对运动速度的增大而线性减小,表明流动砂土具有明显的剪切稀化流体特征.有效应力的大小对桩-土相互作用和砂土表观黏度具有重要影响,随着有效应力的增加,砂土表观黏度逐渐增大,径向阻力与黏滞剪切力也逐渐增加.     

外加磁场对油气管线微生物腐蚀的影响

采用微生物方法研究了硫酸盐还原菌(SRB)在不同磁感应强度下的生长情况,利用失重法计算了不同磁感应强度下X100钢在含有SRB的土壤模拟溶液中的腐蚀速率。研究发现,磁场可以抑制SRB的生长,且磁感应强度越强抑制作用越大;磁场可以抑制X100钢的微生物腐蚀速率,腐蚀速率随磁感应强度的增加呈先减小后增大的态势;磁感应强度为5mT时,腐蚀速率最小。简述了静磁场对微生物存活率和金属腐蚀速率的影响,并提出了利用磁场抑制管道微生物腐蚀的新设想。