基于拓扑单向波导的电磁诱导透明效应研究

为了研究电磁诱导透明效应在拓扑单向波导中的表现,设计了一种基于磁性光子晶体的耦合谐振腔波导。通过对谐振腔位置的调控实现了具有单向性质的电磁诱导透明效应,并利用有限时域差分仿真证明了电磁诱导透明效应在单向拓扑波导中的相关特性。该研究可为拓扑波导中实现光延迟、光开关等提供参考。     

混合场积分方程结合MLFMA分析导体介质复合目标电磁散射问题

针对组合目标电磁散射问题,采用一类新的混合场积分方程进行分析.通过合理选择比例系数组合表面电场和磁场积分方程,构造出具有良好收敛性的阻抗矩阵.MLFMA的迭代求解采用广义最小残差方法(GMRES),结合预条件技术进一步减少迭代次数,加速计算并提高处理电大尺寸导体介质复合目标的能力.研究了几类典型目标电磁散射特性并比较了计算效率,数值算例验证了该方法的准确性和高效性.     

基于电磁超声的钢板自动检测方法探讨

分析了钢板制造方法及可能存在的缺陷,应用电磁超声技术对钢板进行自动检测,主要从电磁超声检测基本原理与声波产生、换能器波型选择与排列、对比试板及其人工缺陷设计、检测闸门设置及检测结果显示与记录等方面进行研究。结果表明：电磁超声自动检测可以对钢板进行全覆盖非接触扫查,实现高速、高温检测,满足大管径、壁厚和高压油气输送用钢板检测要求,对于研究钢板电磁超声自动检测方法具有参考价值,且对制定相关钢板电磁超声自动检测标准具有借鉴作用。     

BaZnZrM型铁氧体的溶胶凝胶合成及其微波电磁性能研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶工艺,以硝酸钡、硝酸铁、硝酸锌、硝酸锆、柠檬酸为原料,在温度800℃～1050℃下合成了Ba(Zn0.5Zr0.5)xFe12-xO19(x＝1,1.2,1.4,2)铁氧体材料,并对其进行了物相成分、显微结构的分析.对1050℃热处理2 h后的铁氧体样品的复介电常数、复磁导率在0.5～6 GHz下的变化规律进行了研究.结果表明,铁氧体的复介电常数随ZnZr的取代量的增加而增大;其复磁导率实部随测试频率的增加而减少,磁导率虚部都先随测试频率的增加而增加,达到最高值后随测试频率的下降μ"曲线上出现了一个畴壁共振引起的共振峰.     

屏蔽人体模型对电磁波吸收的数值模拟研究

本文用时域有限差分法计算了三类电磁特性不同的材料屏蔽下三层无限长椭圆柱人体模型对电磁波的吸收。结果表明 ,功率密度相同 ,频率在 0 .2～ 6GHz之间的平面电磁波照射下 ,模型吸收的能量、能量在体内的分布及两者对入射电磁波频率的敏感程度严重地受到外加屏蔽的影响。考察了屏蔽材料的电磁特性与其屏蔽效能之间的关系。三类材料的比较显示 ,对人体电磁辐射防护 ,耗散材料优于非耗散材料 ,导电材料优于非导电材料。     

电动汽车驱动用分数槽永磁同步电机电磁噪声优化

分数槽永磁同步电机因存在较低阶次的径向电磁力,导致其电磁噪声较大。基于理论分析、Optislang多目标优化平台与Ansys多物理场有限元分析平台,对一台电动汽车驱动用8极36槽永磁同步电机的电磁噪声进行分析和优化。电机的电磁噪声主要是由作用于定子齿上的径向电磁力波使定子铁心振动变形引起,在定子齿顶开辅助槽并对其齿槽参数进行优化,以削弱径向电磁力。建立电机的二维有限元模型,利用Optislang对不同工况下的定子辅助槽及齿槽参数进行多目标优化,计算得到Pareto前沿并从中找到相对最优解。对比分析电机优化前后定子齿部的径向电磁力,将其映射到所对应的三维结构上,利用Ansys计算得到电机优化前后的电磁噪声,并通过样机的噪声试验验证了仿真结果的有效性。     

风电接入对继电保护的影响(一)——鼠笼式风电场电磁暂态等值建模

提出建立鼠笼式风电场多机等值方案。提出以故障初始时刻的鼠笼式风机的标幺值功率作为分群指标。采用K-means算法,以准则函数收敛后得到的值最小为分类标准,实现对机组的分群。针对单个机群中可能存在多种型号鼠笼式风机的情况,采用基于容量加权的参数聚合方法,分别计算等值风电机组转子运动方程参数、阻抗参数和箱式变压器参数。最后在PSCAD/EMTDC软件平台上建立鼠笼式风电场详细模型及其等值模型,仿真结果表明在相同故障条件下,风电场等值模型的故障电流能很好地拟合详细模型,验证了所提等值方案的有效性。     

一种强电磁设备宽频段阻抗的无源等效电路网络建模方法

在舰船综合电力系统等复杂系统的电磁兼容设计验证中,迫切需要通过对强电磁设备的阻抗进行物理等效以便开展半实物电磁兼容试验。工程上常用矢量匹配法实现强电磁设备阻抗的等效电路网络建模,但由于存在“端口无源性”和非正值元件导致的“元件无源性”问题,不能确保等效电路网络的物理可实现性。为了解决这个问题,该文提出一种融合了矢量匹配法、留数摄动法和优化算法,并可物理实现的强电磁设备宽频段阻抗建模新方法。该方法首先通过矢量匹配法对强电磁设备的阻抗数据进行有理函数拟合;然后利用留数摄动法对矢量匹配法的结果进行“端口无源性”修正,并将其转化为等效电路网络;随后利用粒子群算法和天牛须算法对非正值元件进行修正,实现“元件无源性”修正;最后,通过典型实际案例验证了该方法的可靠性和正确性。     

考虑磁致伸缩逆效应的非晶合金开关磁阻电机减振方法

非晶合金用于电机铁心可极大地提高电机效率,然而,其较大的磁致伸缩系数和极强的应力敏感性（即磁致伸缩逆效应）在增大铁心振动噪声的同时,限制电信号对铁心磁性能的精确控制能力。该文提出采用磁致伸缩逆效应对铁心磁化状态进行调制,以抑制非晶合金开关磁阻电机电磁振动的减振思路。首先,基于宏观热力学理论,建立考虑磁致伸缩及其逆效应的非晶合金材料力-磁耦合本构关系;其次,提出非晶合金开关磁阻电机的定子齿加压结构,并考虑静态预应力、脉动电磁应力对非晶合金磁特性的影响,构建开关磁阻电机力-磁双向动态耦合模型并求解;最后,计算应力作用前后定子铁心的磁通密度分布。通过实验与仿真对比发现,定子齿加压结构的径向电磁应力可减小44.5%,因此该减振方法具有可行性。     

瞬变/谐变一体化的大地电磁收发线圈设计

采用瞬变电磁法和谐变电磁法仪器观测地下空间数据并进行融合处理,能够提高探测成像能力,然而现有的瞬变电磁法和谐变电磁法仪器独立成套,必须配置多套仪器分次采集。设计了一种可满足瞬变/谐变两种模式使用的小型、大带宽、高灵敏度大地电磁收发线圈,为便携、浅层高分辨的瞬变/谐变一体化电磁探测系统开发奠定基础。首先,建立了空心线圈传感器等效电路模型,分析了线圈传感器的灵敏度和噪声特性,制作的传感器经过测试表明,在1125 Hz处,灵敏度为23.12 mV/nT,等效磁噪声9.27 pT/√Hz,传感器带宽1 Hz~100 kHz;然后,通过公式和有限元软件对传感线圈偏心放置时收发耦合进行了计算,确定了收发线圈组合的最佳耦合位置,计算和仿真结果与实际位置分别相差0.21%和0.17%,有效对消了发射磁场(一次场)。构建了时间域和频率域电磁法探测系统,测试表明,设计的瞬变/谐变一体化收发线圈能够满足时间域和频率域电磁法两种探测模式使用。