非平衡磁控溅射系统磁场的半解析法

应用电磁场分析中的一种新方法——半解析法，对一种典型的非平衡磁控溅射系统进行了磁场分析. 结果表明，应用半解析法计算,求解变量少、方法简单，而且计算精度高，该方法相对于等效源法有严密的理论依据，标量位函数的表达式为级数解析式，有利于场强的计算，更有利于优化设计.     

霍尔推力器磁场位形及其优化的数值研究

基于麦克斯韦方程,在轴对称假设下建立了霍尔推力器磁场的数学模型.用有限差分方法对模型进行了离散.给出了数值求解模型的迭代法.通过对模型的数值求解,得到了相应的数值结果.通过对所得数值结果的分析,研究了磁场线圈电流变化对霍尔推力器磁场位形的影响.通过调整磁场线圈电流的大小找到了理想磁场位形.研究表明,对于理想磁场位形,内通道的磁镜比在3—3.5之间,外通道的磁镜比在0.4—0.9之间;增加磁场线圈的电流,出口的磁场强度随着增加,但不能增加磁镜比.通道内部的磁场强度几乎不随着磁场线圈电流的变化而变化. 关键词： 霍尔推力器 磁场位形 磁场线圈电流 磁镜比     

三相流体的轴对称格子Boltzmann模型及其在Rayleigh-Plateau不稳定性的应用

基于多组分相场理论提出了一类模拟三相流体流动的轴对称格子Boltzmann模型.该模型利用两个粒子分布函数来捕捉三种不同流体之间的相界面,另一个粒子分布函数来求解流体动力学方程以获得流场信息.为了刻画坐标变换引起的轴对称效应,巧妙地设计了演化方程中平衡态分布函数和外力项分布函数,从理论上保证本文模型可以正确恢复三相流体系统的宏观控制方程,并且轴对称效应产生的源项中不包含任何复杂的梯度项,从而比现有的轴对称格子Boltzmann模型更加简单高效.首先通过模拟一系列轴对称多相流的基准算例,包括静态的双液滴、液体透镜的扩展和二元流体Rayleigh-Plateau不稳定性,来验证本文模型的有效性与正确性.接下来,利用该模型研究了三相流体的Rayleigh-Plateau不稳定性的增长过程,定量分析了波数和液柱半径比对复合液体线程破裂过程中界面动力学行为、界面破裂时间以及生成子液滴尺寸的影响.可以发现复合的液体线程在波数较大时破裂生成一个复合主液滴和卫星液滴,而在波数较小时可以生成更多数量的卫星液滴,这导致复合主液滴和卫星液滴的尺寸随着波数的增加呈现先增大而后减少的趋势.另外,我们发现内部流体...     

轴对称的静磁场的两种简便解法

对于轴对称的静磁场,推导出了矢势的柱函数展开式,得出了用对称轴上的磁场表示轴外任意点磁场分布的级数展开式.最后,给出了用这两种方法求解轴对称静磁场的例子.     

非平衡磁控溅射系统磁场的半解析法

应用电磁场分析中的一种新方法——半解析法,对一种典型的非平衡磁控溅射系统进行了磁场分析. 结果表明,应用半解析法计算,求解变量少、方法简单,而且计算精度高,该方法相对于等效源法有严密的理论依据,标量位函数的表达式为级数解析式,有利于场强的计算,更有利于优化设计. 关键词： 非平衡磁控溅射 半解析法 标量磁位 磁场强度     

层流平衡相对论电子束束流特性的数值计算

通过对层流平衡相对论电子的运动微分方程组进行数值求解,得到正则角动量在pθ=0,pθ=const.和pθ∝r2三种情况下,束流的传输特性.针对pθ=0的相对论实心电子束,利用数值求解得到了与解析方法一致的结果,从而验证了数值方法的合理性;针对无法用解析方法求解的pθ=0环行电子束、pθ=const.和pθ∝r2的情况,利用数值方法得到了束流和空间极限电流关于波导、电子束结构和二极管电压等参数的变化规律及对轴向导引磁场的要求.计算结果表明:当相对论电子束以层流平衡态传输时,环行束较实心束具有更高的空间极限电流和更低的轴向导引磁场,且当阴极发射面与导引磁场的磁场线垂直时,维持电子束层流平衡所需的轴向导引磁场最低;电子束在有限磁场导引下以层流平衡态传输时,空间极限电流明显大于无限大磁场导引下一维近似的情况.利用数值方法对层流平衡相对论电子束进行理论研究,更全面地揭示了电子束在正则角动量满足不同条件时的束流特性,为设计新型结构的高功率微波器件提供理论参考.     

非均匀电磁介质中的等效源重构

本文提出了一种用于等效源重构的磁场极值信号法.并通过给定不同的电流偶极子作为信号源,仿真研究了多腔体心脏磁场模型及非均匀介质情况下等效源重构的精度.分析了体电导对心脏磁场的影响,以及磁场极值信号反映的体电导作用.文中将该方法与其他四种源估计方法:磁场梯度极值法、Nelder-Mead单纯形算法、信赖域反射算法和粒子群优化算法作了比较.分析了这些方法的源重构精度和计算所需时间.结果表明,这种针对非均匀介质情况提出的心脏磁场逆问题求解方法有一定的实用价值.     

在柱坐标系中求解轴对称的静电场

提出了求解轴对称静电场的柱函数展开法,推导出用对称轴上的电势分布表示空间电势分布的级数展开式,并给出了求解轴对称静电场的例子.     

光学透镜自动设计智能化的计算方法

为改善镜头自动设计的计算方法,充分考虑人工光学设计经验,并借助构造多种价值函数以及线性最小二乘法和离散变量的单纯型方法,利用一个智能专家系统控制求解不等式组.在求解中,对玻璃变量和厚度等做变量替换以消除不等式约束,并且引入协调因子平衡变量的改变量.     

基于最大信噪比测量两相流速度

为了克服噪声对信号的影响,提出一种利用最大信噪比和相关法测量两相流速度的方法.基于最大信噪比的信号分离方法是一种盲源信号分离方法,该算法利用统计独立信号完全分离时信噪比最大作为分离准则,它具有非常低的计算复杂度.这里首先利用盲源信号分离方法分别提取出上游和下游两相流信号,并据此求出两相流信号的相关函数曲线,由此求出信号的渡越时间,最后给出仿真实验的处理结果.实验结果表明该方法能够满足两相流速度的测量要求.     

任意形状三角形电流空间磁场的再计算

本文从大家熟悉的一段载流直导线的磁场表达式出发,首先导出了载流直导线空间磁场的x、y、z分量表达式.然后将这一表达式运用到任意三角形电流,从而得到了它的空间磁场分布.最后对正三角形电流及其平面和中心轴线的特殊情况进行了讨论.与文献[1]相比,本文采用的是代数、几何的方法,所得到的磁场分布是空间坐标的函数,更贴近大学物理教学实际.利用这一方法,原则上还可以计算任意多边形电流的磁场,便于在大学物理教学中推广运用.     

(2+1)维非线性Burgers方程变量分离解和新型孤波结构

利用变量分离方法，获得了(2+1)维非线性Burgers方程的变量分离解.由于在Bcklund变换和变量分离步骤中引入了作为种子解的任意函数, 因而精确解中含有三个任意函数(其中一个为条件函数),适当地选择任意函数，可以获得多种形状的扭状孤波解、周期性孤子解和格子型孤波解. 关键词： 变量分离解 非线性波方程 （2+1）维     

线电流与无限长磁介质圆柱系统的磁矢势的计算及讨论

用镜象电流法和分离变量法计算了线电流与无限长磁介质圆柱系统的磁矢势,指出线电流与无限大磁介质分界平面、线电流与超导体圆柱、均匀外磁场中有磁介质圆柱系统时的磁矢势都可以由线电流与磁介质圆柱系统的磁矢势的极限情形给出.     

重复脉冲强流电子束传输技术研究

分析并推导出了环形强流电子束的稳定传输条件，通过静电磁场模拟计算对CHP01强流电子加速器二极管引导磁场的位形分布、幅值大小及磁场电源进行了优化设计.经实验调试及束斑测量，表明设计的1秒磁场满足束流稳定传输条件，能使电压800kV、电流8kA、脉冲宽度40ns、脉冲重复频率100Hz的环形强流电子束稳定传输，并已成功运用于CHP01强流电子加速器束流传输系统. 关键词： 束流传输 引导磁场 二极管 重复脉冲 电子束     

轴对称非静态电流分布轴外场的一种计算方法

在轴对称非静态电流分布的情况下,利用麦克斯韦方程组和轴对称性,给出了轴外电磁场的一种计算方法.     

轴对称非静态电荷电流分布轴外场的交替迭代

在轴对称非静态电荷电流分布的情况下,利用麦克斯韦方程组和轴对称性,给出了计算轴外电磁场的交替迭代法.     

低维非线性系统的一般多线性变量分离方法和局域激发模式

基于Bcklund变换的多线性变量分离方法(BT-MLVSA)是求解非线性系统的一种非常有效的方法. 一般多线性变量分离方法(GMLVSA)是该方法的推广. 实现GMLVSA主要有四种途径，一是先把场量按照多个任意函数(通常考虑两个函数的情形)展开得到关于多个函数的多线性方程，另一种途径是推广变量分离的假设，第三类是基于Darboux变换的多线性变量分离方法(DT-MLVSA)，第四类是导数相关泛函变量分离法. 利用第一类GMLVSA，可以得到(2+1)维mNNV系统和sine-Gordon系统的一般多线性变量分离解. 把第一类GMLVSA推广到二维非线性系统，这些系统是通过对称约化(2+1)维sine-Gordon.系统得到的. 也就是说，一般多线性变量分离可解性在对称约化下从高维系统到低维系统得到了保持. 这也提供了一条从高维非线性系统导出可GMLVSA求解的低维非线性系统的有效途径. 关键词： Bcklund变换 多线性变量分离 sine-Gordon系统 对称约化     

线圈在无限长载流直导线磁场中的逃逸速度研究

分析矩形、圆形线圈在无限长载流直导线磁场中的运动，求解线圈运动的感应电流和安培力，建立运动学微分方程，得到线圈在无限长载流直导线磁场中存在逃逸速度.线圈能从磁场中逃逸的最小初速度与线圈尺寸、电阻、初始位置、长直导线电流均有关，该模型为教师教学提供理论分析.     

基于三维磁成像的近场磁性体探测

提出一种近场条件下未知磁源的三维磁成像方法.考虑到大多数磁性体不仅受背景磁场磁化，本身也带有较强剩磁，将观测面上的磁场转换为磁场矢量异常模量，并建立目标函数进行最优化求解，以得到符合观测磁场特征的磁性体磁化模型.仿真和实验表明：此方法可有效消除剩磁对反演结果的影响，能够实现对近场多个磁源磁化率分布的成像，验证了所提方法用于探测隐含磁体位置和形状的可行性.     

基于拓展分离变量法的非傅里叶传热研究

常规的分离变量方法不能求解非傅里叶传热模型问题,本文对常规分离变量法进行拓展,利用拓展后的方法求解热传导的傅里叶模型,单相位滞后（C-V）模型和双相位滞后（DPL）模型,比较利用三种模型计算温度场的差别.研究C-V模型和DPL模型中温度波动的规律,得到温度波动速度和热流量时间滞后值的关系.