基于局部量计算的恒定磁场后验误差估计

本文分析了四种基于局部量计算的恒定磁场后验误差估计方法。通过对具有解析解的实例计算,研究了各种方法的精度,同时比较了各种方法计算所需的计算机时间、内存和优缺点,从而为自适应有限元过程提供了参考和依据。     

基于互补变分原理的恒定磁场后验误差估计(Ⅰ)

互补变分原理用于有限元近似解的后验误差估计,从原理本身看是整体误差估计,将其用于局部误差估计是否可行,仍需研究。为此,本文对恒定磁场的拉普拉斯方程非齐次混合边值模型题进行了研究,给出了互补泛函的有限元离散格式,提出了对补泛函中强加二类边界条件的处理方法,解决了互补问题中标量位和向量位的匹配问题;通过逐步加密网格和逐个单元的计算,并与解析解对比,验证了互补变分原理对局部误差估计的可行性。     

三维恒定磁场的唯一性

本文首先说明用场量Ｂ，Ｈ或用向量磁位Ａ表述时，三维恒定磁场解答的唯一性；然后着重研究Ａ的向量泊松方程混合边值问题和Ａ的旋度旋度方程混合边值问题的唯一性，并进一步讨论了两者的等价性。     

恒定磁场有限元计算的后验误差估计

80年代以来,国际上兴起对恒定磁场后验误差估计的研究,本文系统地介绍这方面的发展概况.对目前为止国内外已有的工作,从h加密方式的基于局部量计算和基于互补变分原理的这两种研究途径,以及p加密方式的叠层有限元途径等,进行了全面的总结;介绍了各种局部误差估计公式和加密指示因子,并对各种方法进行了比较和评价.     

三维恒定磁场的唯一性

本文首先说明用场量Ｂ，Ｈ或用向量磁住Ａ表述时，三维恒定磁场解答的唯一性；然后着重研究Ａ的向量泊蚣方程混合边值问题和Ａ的旋度旋度方程混合边值问题的唯一性，并进一步讨论了两者的等价性。     

基于互补变分原理的恒定磁场后验误差估计(Ⅱ)

本文针对有旋恒定磁场的泊松方程边值问题,给出了基于互补途径的后验误差估计。本文是文献[1]的续篇。求解有旋磁场的困难在于补泛函的前提和强加二类边界条件如何得以满足。本文采用T—Ω算法,提出了一种确定向量位T的具体方法,使向量形式的补泛函极值问题得以转化为标量形式的通常泛函极值问题,从而完成了互补途径的后验误差估计。计算实例针对二类齐次边值问题,以解析解作为精确解,研究了不同节点数时整体误差和局部误差的变化。结果表明,不论是无旋场还是有旋场,基于互补途径的误差估计是可行的。     

基于FPGA和磁传感器阵列的磁场扫描系统

为实现铁磁性物体的无损检测,设计了一种基于FPGA和磁传感器阵列的磁场扫描系统。本系统采用了FPGA作为主控器,其中包含了AD配置模块、AD接口模块和数据缓存模块,FPGA控制传动装置进行扫描,通过磁传感器阵列扫描将磁场转换为对应的电压信号,通过以AD7768为核心的模数转换模块将电压信号传送给FPGA,实现8路并行高速磁场数据采集,然后在FPGA中通过双线性插值和伪彩色转换算法的处理,把采集的磁场数据转换成磁场分布的图像,存储在SD卡中并在LCD中实时显示。实验中,使用磁场扫描系统对环型磁铁、磁化后的铁丝、内嵌于木板中的铁钉、剥线钳和尖嘴钳进行了磁场扫描,采用基于磁通量与大津法为基础的程序处理,对物体进行定位与识别,定位的均方根误差平均值为3 mm,测量的长度接近实际物体的长度,能够辨别磁性物体的位置和方向,能够通过物体的特征磁场识别磁性物体,达到对铁磁性目标的无损检测和识别的目的。本系统采用了以FPGA ZYNQ7010、AD7768、HMC1001为主的电路采集磁场数据,具有采集速率高、扩展方便、功耗低,能获取磁场空间分布图像等优点,可以应用于铁磁性目标的定位和识别等领域,如安全检测、地下水下的磁性目标探测等。     

一种解决非线性磁场计算收敛问题的最佳方法

讨论了非线性磁场的计算问题，指出如何确定磁场磁阻率是影响计算收 敛的重要因素。提出在磁场饱和情况下保证采用线性迭代法计算也收敛的方法，通过进一步分析提出在磁场中铁磁物质的磁化曲线上有拐点情况下保证计算收敛的最佳方法。     

电磁场有限元计算后验误差估计与自适应新方法

本文提出了一种电磁场有限元计算后验误差估计和自适应新方法，深入研究了电磁场有限元后验误差估计中误差模的选择和不同材料区域交界面切的不连续性的处理等问题，给出了一种网格自适应生成控制参数的计算方法，通过与作者提出的全自动自适应网格生成算法相结合，对一些二维电磁场问题，实现了全自动自适应有限元分析。文中给出的一些实例计算结果表明了本文方法及相应软件的具体性能。     

电流比较仪多层小气隙磁屏蔽磁场的解析解

磁屏蔽磁场的分析是实现高精度电流比较仪优化设计的关键,然而磁屏蔽气隙结构复杂,有限元法计算量大、计算精度难以满足要求。考虑磁屏蔽分层结构以及一次电流偏心和外部磁场干扰对磁场分布的影响,提出一个二维简化模型,利用极坐标系下Poisson方程解的正交函数展开式推导磁场的解析解,并利用有限元法验证解析解的正确性。通过二维解析模型与三维实际问题有限元计算结果的对比,发现两者具有简单的比例关系,且该比例关系不依赖于干扰源的位置,因此可用二维解析模型对三维实际磁屏蔽结构做出快速有效的评估。对坡莫合金的B-H曲线进行拟合,以线性近似下的磁场解析解为基础,利用安匝平衡时检测线圈的感应电压导出电流检测的误差估算公式,作为磁屏蔽效能分析的定量指标。对不同磁屏蔽结构的分析表明,双层结构比同样尺寸单层结构的屏蔽效能可提高近三个数量级。最后通过实验验证了解析表达式分析实际问题的有效性。     

似稳正弦磁场对偶变分原理的数学分析

本文首先建立复向量Ｓｏｂｏｌｅｖ空间，接着提出并严格证明了二维似稳正弦磁场的对偶变分原理。通过对于对偶复泛函相应的一对实部泛函和一对虚部泛函的一阶、二阶变分的讨论，分析了它们对偶性的真实含义，从而为工程应用提供了理论基础。     

基于非晶态合金的磁场传感器的研究

介绍了钴基非晶态合金带的磁特性，论述了以非晶态合金为磁芯的磁场传感器的基本结构与工作原理，对传感器检测探头及信号处理电路进行了设计，给出了传感器输出特性部分测试结果。并将非晶态合金磁场传感器与半导体磁场传感器在灵敏度、线性测量范围和温度稳定性等方面进行了比较，得出了一些结论，适合于弱磁场信号检测并具有一定的实用价值。     

磁致冷永磁高强磁场的仿真及其优化

室温磁致冷是一种绿色环保技术,有着巨大的发展潜力,而磁致冷机的工作效率主要取决于磁场大小和均匀度,因此磁路设计就显得尤为重要。本文首先介绍了磁路设计的磁路定理和有限元模拟方法,然后用有限元软件Ansys的APDL参数化编程技术对磁制冷样机中的磁体进行了模拟仿真,并对磁体的结构进行了优化设计。结果表明制造加工的磁体重量下降了一半,大大节约了制造成本。在制造过程中产生的应力和磁极表面的平整度对磁场的分布和大小都会产生较大影响。     

汽轮发电机端部三维磁场的解析求解

应用分离变量法,在较好地考虑了电机端部三维复杂结构的情况下,导出了一整套计算端部磁场的公式。编制了计算程序,对QFQS—200—2型汽轮发电机作了实例计算;将计算值与有限元解作了比较,得到了较为令人满意的结果     

二维稳态电磁场数值计算中的无限元方法

无限元方法是计算数学中的一种新型算法，本文将这种方法应用于电磁场数值计算，完成了二维线性稳定场通用计算程序的编制工作，利用该程序对文献［２］中的一个具有解析解实例进行了计算与比较，计算结果验证了程序的正确性，表明了该方法的优越性和科学性。