基于磁偶极子构造法几何建模的铁管磁异常正演

地下铁磁性金属管线受地球原磁场磁化产生磁场会改变原地磁场分布,而形成地磁异常;通过管道几何建模和磁偶极子构造法对管道磁异常进行正演分析;首先利用近似的立方体单元对管道进行几何建模并输出相应的立方体单元体积和中心坐标;然后将立方体单元近似为磁偶极子,使用磁偶极子构造法进行管道磁异常正演;最后研究了距径比,磁倾角,磁偏角,地球场强,管道材料磁化率对管道磁异常正演的影响;研究结果表明:在6倍距径比外,同一球面上测点磁异常值接近一致, 且管道磁异常正演结果不受磁倾角,磁偏角和材料磁化率的影响;随着地磁场强度增大,管道磁异常呈线性增大;研究成果将为自主研发高精度磁异常地下管线探测设备奠定理论基础。     

磁偶极子链与磁粉探伤

磁偶极子链假说是在对磁粉探伤与磁偶极子理论作系统研究中发展起来的，简介磁偶极子链的定义、种类、特性和功能，从而利用这一新概念解决了一系列磁粉探伤中的理论难题。     

三点进电母线配置的预焙槽三维磁场数值计算

应用等效磁偶极子法开发了预焙铝电解槽磁场计算软件,并应用到某厂82kA三点进电预焙铝电解槽的磁场计算。计算结果表明:水平磁场基本上形成一个顺时针的漩涡,两个大面处的磁感应强度较大,中间的磁感应强度较小;垂直磁场沿长轴及短轴方向都呈反对称分布,极值出现在电解槽的四个角部。与实测比较,计算结果较为准确,可以满足铝电解槽母线设计时的磁场仿真计算的要求;同时表明,由自焙槽改预焙槽时,采用第三点补偿母线的方式是可取的。     

管道机器人无线电磁自适应定位技术

针对金属管道机器人跟踪定位问题,提出了一种改进的自适应无线电磁定位方法,在未知管道几何尺寸和周围环境电磁参数的情况下实现了管道内机器人的三维定位.首先,通过磁偶极子模型分析了管道外极低频电磁场分布规律.其次,建立了六传感器接收天线的自适应定位模型,设计了电磁发射和接收电路,基于该模型推导出了含有6个未知数的非线性方程组,并分别采用3种算法对其进行了仿真分析.最后,分别对不同壁厚及不同埋藏深度管道进行了试验研究.试验结果表明,在管道壁厚为5.74 mm,埋藏深度为0.8～2 m的情况下,总位置误差的平均值小于18.7 cm,即比原模型减少了3.4 cm,满足机器人实际工作中的定位需要.     

基于粒子群-拟牛顿混合算法的管道机器人定位

针对管道机器人定位问题,通过磁偶极子理论建立了以极低频电磁脉冲为检测手段的定位模型,推导出了定位模型的非线性方程组.在此基础上设计了基于粒子群优化-拟牛顿混合算法用于定位方程组的求解,提高了管道机器人的定位精度,避免了粒子群优化算法局部精细搜索能力差和拟牛顿算法对初值敏感的不足.数值仿真与实验结果验证了管道机器人定位模型和数值算法的有效性和可行性,实验定位平均误差满足管道机器人工作中定位的需要,采用改进的混合算法后,平均定位误差在x、y、z三个方向上分别降低了4.19 cm、3.81 cm、4.65 cm,提高了定位精度.     

对磁流变抛光技术中磁场的分析

本文对磁流变抛光(magnetorheological finishing)过程中所采用的梯度磁场,以及磁流变抛光液（MRP fluid）中的磁性颗粒在磁场中的受力情况进行了分析,进而证明了该磁场满足磁流变抛光的要求。最后以实验对其进行了验证。     

磁偶极子链的断裂和表面磁极的显现

计算了某些简单磁荷分布的静磁能量，根据磁性自由能最低原理得出了工件表面缺陷侧壁下磁偶板子链断裂并在工件底面或侧面显现出正、负磁极(荷)的条件以及沿工件表面缺陷凸棱线出现长直线状、长曲线状或小波状磁荷分布的必要条件。     

为什么用磁偶极子模型而非磁畴模型研究磁性检测原理

磁偶极子是研究物质磁性时最初由磁荷假说引入的一个基本模型，随着物理学的发展人们逐渐认为“它不太符合磁介质的微观本质，因而被有的人戏称为“科学上的老古董”，甚至有人认为今天还用磁偶极子模型是个错误，更有人提出疑问，为什么不用磁畴模型而用磁偶极子模型来研究磁性无损检测原理。为讲清其缘由，作者提出以下看法。     

带通孔销钉圆柱面上的奇特磁痕

根据磁偶极子链的物理特性及带圆形通孔和矩形通孔销钉的几何特点，推证出纵向磁化时带圆形和矩形通孔销钉圆柱面上的磁痕形状，与试验所得的奇特磁痕完全一致。     

感应式线圈靶感应电势模型及其分析

感应式线圈靶是采用定距测时法测量弹丸运动速度常用的区截装置之一.将磁化弹丸等效为点磁偶极子,建立了其以一定速度偏离靶心穿过感应线圈靶的物理模型,运用电磁学理论,导出了磁化弹丸穿过线圈靶时产生的感应电动势的数学模型,根据此模型讨论了弹丸偏离线圈中心轴线对感应电动势过零点、过零点的斜率、感应电动势的幅值以及感应电动势极值点位置的影响,为线圈靶的合理使用提供了理论基础及一些建议.