采用复式激励的新型远场涡流探头

传统的远场涡流探头其信号幅度低。长度长、检测扫描速度低和激励功率大等突出弱点限制了它的开发应用。远场涡流现象机理研究的新发展，给新型探头的设计与改进提供了理论依据。在激励线圈和检测线圈之间增加一个辅助激励线圈，改变了激励线圈附近的能量流分布规律，是实现向激励线圈移近“二次穿透”区的有效方法。计算和实验都表明复式激励远场涡流探头极大地改善了探头特性。     

LNG泵用低温高速永磁电机三维电磁场与涡流损耗的分析计算

针对液化天然气(liquefied natural gas,LNG)泵用低温高速永磁电机换相频率高、损耗大的问题,研究低温高速永磁电机三维电磁场与涡流损耗的分布特征及变化规律。结合电机材料低温电磁特性,构建电机三维全域瞬态电磁场-路耦合有限元数学模型,揭示低温高速永磁电机端部磁场的衰减规律。分析护套属性对永磁体涡流损耗的影响,探索低温与常温环境下永磁体涡流损耗的差异性,并进一步研究电流换相动态过渡过程永磁体与护套涡流电密的瞬时变化特性,得到转子瞬时涡流损耗的分布曲线,确定电机端部结构件中涡流电密及涡流路径的分布。分别从电磁参数、转子涡流损耗数值以及电磁转矩的角度对模型以及计算结果进行验证。     

三维涡流场有限元研究及其在远场涡流检测中的应用

在远场涡流机理研究中三维有限元分析一直是一个重点和难点之一，至今尚未得到较好解决。为此本文从电磁场有限元出发提出了Ａ，Ｖ－Ａ－算法和子结构一波阵法，并在此基础上进行了数值仿真，结果较令人满意。本研究对于远场涡流技术的实际应用具有积极意义和一定的参考价值。     

材料氢脆涡流评价的有限元仿真研究*

针对扩散氢在材料内部渗透和聚集引起的氢脆问题,提出了一种基于涡流信号的表征方法。以电化学充氢试样为研究对象,首先基于Fick定律计算了电化学充氢过程中试样的氢分布,然后基于电磁感应原理运用COMSOL Multiphysics建立了不同氢分布状态下材料氢脆的涡流检测有限元模型,通过数值计算分析时谐电磁场激励下试样的感生涡流场分布及检测线圈的电磁场量图,并通过原位拉伸实验定量表征氢脆程度,最后分析了氢脆指数-涡流响应信号之间的关联机制,进行实验验证。研究结果表明,金属材料的氢脆程度与所含氢含量密切相关,时谐电磁场作用下的涡流信号与氢脆程度呈现线性相关,验证了材料氢脆涡流评价的有限元模型的有效性。     

瞬态情况下电磁轨道发射器的电感梯度

电感梯度是电磁轨道发射器的重要参数,其值的计算对于发射器结构设计以及预测电枢的运动行为具有重要意义。为此,从磁能的角度出发,推导了二维瞬态情况下电感梯度的表达式。通过求解磁场控制方程,得到了轨道中电磁场的扩散行为。结果表明:在电流从趋肤状态扩散到稳定状态的过程中,电感梯度值为相应高频电感梯度值到低频电感梯度值之间的递增曲线;电流处于下降沿或者材料电导率改变时,均会改变电磁场的扩散行为,进而影响电感梯度变化曲线;研究认为:瞬态情况下电感梯度值与电磁场扩散行为有关,而涡流是影响电磁场扩散行为的重要原因。     

远场涡流检测技术在高压加热器检验中的应用

远场涡流探伤是一门新的无损检测技术。为此，对远场涡流检测技术的理论作了研究分析，归纳总结了其与普通涡流检测技术相比所具有的优势该技术被应用在高压加热器钢管的质量检验中，取得了良好的效果，为钢管质量监督提供了可行有效的手段。     

管束间压差波动信号的递归特性分析

基于2种节距比管束间的不同流型的压差波动信号,采用递归定量分析法研究了泡状流、间歇流、雾状流3种典型流型及过渡流型的动力学特性。研究结果表明：泡状流在递归图上表现为孤立点状结构,间歇流递归图兼顾点状和块状结构,具有较强的混沌特性,雾状流沿对角线纹理发育好,周期性突出。压差信号的递归纹理结构清晰地演化了其动力学特性,且递归特征量随气相折算流速变化明显,为两相流流型机理的研究提供新思路。     

高压给水加热器换热管束的涡流检验对策

针对高加管束出现损坏的原因，介绍高加钢管束的远场涡流检测原理及所使用的远场涡流检测用仪器及探头，探讨远场涡流检测的质量评定标准及现场应用。     

斜槽异步电动机的多截面有限元法分析

斜槽异步电机往往需要复杂的三维有限元分析。在二维涡流电磁场时步法有限元的基础上，提出了研究斜槽异步电机运行特性的多截面有限元法。该方法把电机各横截面的电磁场方程联立求解，从而转子的斜槽效应和涡流效应可以被直接包括在系统方程中。通过计算所得的定子电流波形与实验结果的比较，验证了该方法的正确性。     

基于小波分析的垂直上升管气液两相流流型的识别

气液两相流的流型对其流动和传热特性有很大影响，所以如何确定流型一直是两相流研究中的重要课题。但是, 由于两相流介质之间存在着随机多变的相界面，致使两相流的流型不仅是多种多样，而且其变化也带有随机性，这给流型识别带来了很大困难。该文提出了利用压差波动信号的Lipschitz指数来识别流型的方法。采用小波分析中Lipschitz指数可描述不同流型的压差波动特征，因此，根据计算得到的Lipschitz指数的大小，可以识别出泡状流、间歇流和环状流。     

126kV真空灭弧室1/2线圈纵磁触头三维磁场仿真

建立了126kV、1/2线圈纵磁触头三维电极结构模型,并利用有限元法对考虑了电弧影响的有限元模型进行了三维静磁场和涡流场仿真。结果表明静磁场下纵向磁场在触头片开槽处发生畸变,在触头间隙中心平面分布呈"平顶帐篷"形状。在涡流场下,当电流处于峰值时,纵向磁场在触头片上的分布和触头间隙中心平面上的分布与静磁场作用下相似;在电流过零时,纵向磁场在触头片中心形成一个最高峰,在最高峰周围形成6个次高峰;而在触头间隙中心平面分布呈"尖顶帐篷"形;沿路径(0,-60,110)~(0,60,110)纵向磁场的分布为开口向上的抛物线型,最大滞后时间0.36ms。     

同步感应线圈炮内磁场及涡流场的有限元分析

为了研究感应线圈炮内磁场及涡流场的分布,根据单级实心电枢同步感应线圈炮的结构模型,基于矢量磁位和标量电位相结合的方法建立了其导体区域涡流场的数学模型。对套箍和炮管非导体区域、气隙区域分别采用矢量磁位、标量磁位来描述磁场。在电枢区域涡流场的控制方程中,考虑了电枢运动效应和位移电流效应的影响;在驱动线圈区域涡流场的控制方程中,考虑了位移电流效应的影响。采用Ansoft有限元分析软件对单级实心电枢同步感应线圈炮内的涡流场分布情况进行了仿真研究。仿真结果表明:单级实心电枢同步感应线圈炮内的磁场在电枢尾部发生明显畸变,电枢内的涡流主要分布在电枢的外表面和尾部,其方向与驱动电流的方向相反。这些工作体现了单级实心电枢同步感应线圈炮实际工作过程中磁场、涡流场以及能量损耗的分布规律,为感应线圈炮的优化设计提供了参考依据。     

三相四线制系统下电流谐波和无功功率的检测与补偿

本文提出了一种三相四线制系统下电流谐波和无功功率的补偿方法,给出了αβ0坐标系下广义瞬时电流的定义,分析了瞬时无功功率在三相四线制系统下的物理意义,并给出了该系统下谐波电流和无功功率补偿电路,基于此电路的仿真结果表明该补偿方法能有效消除电流谐波及无功功率。     

一种新型宽带单面异向介质结构的分析与设计

提出一种在4—7GHz频率范围内可实现双负特性的新型宽带单面异向介质结构,其有效相对带宽为54．5％,中心频率电尺寸为0．051。通过对比分析了粒子型异向介质与传输线型异向介质的优缺点,将两者结合起来,并基于电磁波入射到异向介质平板的传输和反射数据,根据NRW方法从中提取出该新型结构的有效介电常数和磁导率。结果表明：本文所提出的新型异向介质结构在特定频段范围内表现出双负特性;根据计算频率为5GHz时电磁波传播的相速,证明该新型宽带单面异向介质结构具有后向波特性。     

低噪声屏蔽电机定子屏蔽套激振力和受迫振动分析

三相屏蔽电机是屏蔽电泵专属特种电机,该电机的性能优劣对系统振动噪声有很大影响。屏蔽电机气隙内的旋转磁场在定子屏蔽套中感应出涡流,除产生屏蔽套涡流损耗外,该涡流还将与气隙合成磁场相互作用形成径向和切向高频电磁激振力。考虑到定子屏蔽套是薄壁件,与定子齿冠间存在一定的安装间隙,所以在电磁激振力下定子屏蔽套将产生电磁振动和噪声。首先从解析的角度推导得到了径向和切向电磁激振力的数学表达式,进而采用有限元法计算定子屏蔽套典型位置点磁通密度时间谐波和圆周方向上磁通密度空间谐波分布规律及谐波含量,得到了不同屏蔽套材质时的涡流电流密度分布。计算了定子屏蔽套采用哈氏合金时的电磁激振力变化曲线,并与解析计算结果进行了横向对比,验证了解析计算的正确性。最后,计算分析定子屏蔽套的工作模态和在电磁激振力作用下的机械形变,为后续屏蔽电机的减振降噪提供理论依据。     

多级重接式电磁发射的电磁分析与有限元仿真

为了对多级发射达到高速时的电磁问题进行研究,以使用板状发射体和箱形线圈的多级重接式电磁发射为研究对象,推导了多级线圈电磁场和发射体涡流场的综合作用方程,利用ANSOFT电磁场有限元分析软件建立了三维有限元仿真模型并进行仿真计算。结果表明,多级线圈电流的同时存在,既改变了单级线圈的磁场分布和磁感应强度大小,也改变了发射体中局部涡流密度的大小和发射体受力的大小。这种改变与线圈电流的频率和相位差异相关,并且线圈间距越小,这种综合作用的影响越大。     

绕制电枢和实体电枢动态特性对比研究

基于电磁场理论和麦克斯韦方程组,推导了含有实体电枢和绕制电枢涡流的磁场控制方程,并对此进行有限元求解;利用电磁场仿真软件ANSOFT Maxwell对实体电枢和绕制电枢的轴向电磁力、速度和电流分布进行了仿真,并对此进行对比分析,得出绕制电枢的电磁特性优于实体电枢,为下一步绕制电枢的制造和加工打下基础.     

线性瞬态涡流场定解问题中的法向边界条件与解的唯一性

电磁场初边值问题包括场的约束方程和定解条件。目前，许多文献使用含有磁感应强度法向分量边界条件的初边值问题来求解线性瞬态涡流场。对于涡流场的求解而言，这种初边值问题是否有唯一解，是一个基本的理论问题。该文使用反证法，利用非涡流区中的标量位函数，构造了功率积分表达式和能量积分表达式，引入了一个在整个场域有连续一阶偏导数的新函数，在此基础上，证明了含有磁感应强度法向分量边界条件的涡流场初边值问题有唯一解。作为应用，该文针对通有单脉冲电流的单匝圆环线圈平行放置在半无限大导体上方的瞬态涡流问题，用拉普拉斯变换的方法求出了导体中涡流密度向量的解析表达式。