磁弹性耦合效应引起的铁磁直杆磁场中振动频率的改变

基于磁弹性广义变分原理和Hamilton原理,对处于外加磁场中的软铁磁体,建立了磁弹性动力学理论模型．分别通过关于铁磁杆磁标势和弹性位移的变分运算,获得了包含磁场和弹性变形的所有基本方程,并给出描述磁弹性耦合作用的磁体力和磁面力．采用摄动技术和Galerkin方法,将所建立的磁弹性理论模型用于外加磁场中铁磁直杆的振动分析．结果表明,由于磁弹性耦合效应,外加磁场将对铁磁杆的振动频率产生影响:当铁磁杆的振动位移沿着磁场方向时,其频率减小并出现磁弹性屈曲失稳;当铁磁杆的振动位移垂直于磁场方向时,其频率将会增大．理论模型能够很好地解释已有实验观测的振动频率改变现象．     

铁磁体磁弹性相互作用的广义变分原理与理论模型 *

定量分析发现:目前对三维弹性体所建立的各类理论模型均不能同时模拟铁磁介质磁弹性相互作用的两类基本实验现象 .进而导致模拟复杂形状结构 ,如壳体的磁弹性力学行为陷入困境 .这样 ,对三维铁磁弹性介质建立能统一描述已有两类典型实验现象的理论模型就成为模拟复杂形状结构磁弹性相互作用力学特征的关键 .从三维铁磁体磁弹性耦合系统的总能量泛函变分原理出发 ,建立了能同时模拟已有铁磁板磁弹性相互作用两类典型实验现象的三维可磁化弹性体的理论模型 .结果表明 :对于各向同性线性铁磁体 ,除了得到与由经典磁偶极子物理模型导出的宏观电磁力计算式一致的作用在铁磁介质上的磁体力外 ,还得到了作用在可磁化介质表面的边界面分布磁力 ,其值为两侧磁介质Faraday磁应力在表面处的跳变值 .这是各经典模型 ,如磁偶极子模型和公理化模型等所没有的 .     

矩形铁磁板的磁弹性弯曲与稳定性

本文对于在外加磁场中的矩形软铁磁弹性板的磁弹性弯曲现象进行了定量模拟;建立了能反映磁弹性相互耦合作用的数值计算程序;揭示了铁磁板弯曲变形与磁(场)力的非线性特征关系,并据此讨论了磁弹性失稳临界磁场随倾斜角变化的规律.     

轴向运动导电导磁梁的磁弹性振动方程

针对磁场环境中轴向运动导电导磁梁磁弹性耦合振动的理论建模问题进行研究.基于Timoshenko(铁木辛柯)梁理论并考虑几何非线性因素,给出轴向运动弹性梁在横向双向振动下的形变势能、动能计算式以及电磁力和机械力的虚功表达式.应用Hamilton(哈密顿)变分原理,推得磁场中轴向运动Timoshenko梁的非线性磁弹性耦合振动方程,并给出了简化形式的Euler-Bernoulli(欧拉 伯努利)梁磁弹性振动方程.根据电磁理论和相应的电磁本构关系,得到载流导电弹性梁所受电磁力的表达式,基于磁偶极子-电流环路模型给出铁磁弹性梁所受磁体力和磁体力偶的表述形式.通过算例,分析了轴向运动导电弹性梁的奇点分布及其稳定性问题.     

纳米超顺磁体的磁热熵效应 *

采用经典及量子理论对纳米超顺磁体系的磁热熵效应进行了较详细的分析计算.结果表明:存在一最佳纳米粒径尺寸,此时超顺磁体系的磁热熵变取得最大值.在一定纳米尺度范围内,超顺磁体系的磁热效应及磁熵变将超过常规顺磁体系的磁热效应及磁熵变.上述理论分析计算结果在纳米Gd-Y合金实验中得到证实.     

磁流变弹性体的力-磁耦合模型

以磁偶极子理论为基础,利用最小势能原理,从微观角度出发,研究了磁流变弹性体在单向载荷作用下的力-磁耦合行为,提出了可以描述该行为的数学模型,分析了磁致应力非线性变化的规律和机理.该模型从磁流变弹性体的微观结构出发,考虑了所有铁磁颗粒的磁化特性,以及颗粒之间、链结构之间的相互作用,推导了磁相互作用能的表达式,采用Mooney-Rivlin模型给出了弹性势能表达式.最后运用最小势能原理,建立了描述磁流变弹性体在均匀磁场中力-磁耦合行为的数学模型.该模型与实验结果吻合较好,并能从微观层面对磁流变弹性体的磁致应力变化规律做出解释.研究发现,磁流变弹性体的磁致应力在不同磁场下的变化规律不同,与材料内部的微结构紧密相关,铁磁颗粒之间及链结构之间的相互作用是导致磁致应力非线性变化的主要原因.     

反铁磁体表面空间磁孤子的频率特性 *

计及反铁磁晶体的非线性磁化效应,研究了反铁磁晶体中非线性TM表面波的传播特性.理论分析表明,在反铁磁界面上非线性TM表面波以空间磁孤子的形式传播,具有激发阈值.其场强峰值位置取决于材料与包层的相对折射率和导波的强度.表面空间磁孤子具有频率通带和禁带,带宽取决于导波频率、场强、晶体与包层的介电常数.通过调节表面波的功率可以实现通带和禁带的转换,预示了一种新型的非线性微波功率开关器件.     

渗流过程的混合物理论

本文把渗流过程考虑为混合物的非平衡输运过程,用现代连续统物理混合物理论的基本观点和方法研究流体在多孔介质中的运动。文中考虑了物质不可混溶和组分间质量交换的影响,提出毛管压力方程和有效应力关系作为封闭关系,系统地阐述了多相渗流、双重介质渗流、非Darcy流动等基本的渗流问题,得到了与经典渗流理论一致的结果,给出了考虑诸热力学耦合因素和非线性因素时渗透定律的一般形式。     

铁磁薄膜中静磁波的二阶非线性效应分析

本文通过计算静磁波势方程的源项研究分析了铁磁薄膜中的非线性静磁表面波(MSSW)和后向体波(MSBVW),实现整流和二次谐波转换的可能性,理论结果表明,铁磁膜对MSSW的二次非线性磁化响应不能激发直流磁场,也不能激发传播二次表面谐波,铁磁膜对MSBVW的二次非线性磁化响应不会引起直流磁场,但是在H₀/M₀<(cos²θ)/3和相位匹配条件下可以激发二次后向体谐波。     

高温超导体的顺磁Meissner效应——I.超导小颗粒内的捕获磁通及顺磁磁矩的典型行为

理论和实验证明 :弱磁场下超导小颗粒内部没有捕获磁通的状态 ,其自由能最小 .对于微米尺度的超导小颗粒而言 ,在低场下冷却至低温后 ,零场升温的磁矩中几乎没有捕获磁通的贡献 ,可以认为它完全由样品的顺磁Meissner效应唯一决定 .对超导小颗粒场冷后零场升温的磁矩进行了系统研究 ,得出了顺磁磁矩随温度、时间和磁场变化的基本特征 .并且找出和研究了顺磁Meissner效应的破坏和恢复的方法及条件     

反铁磁材料中的空间磁孤子和非线性磁波的传播

给出了反铁磁材料(anti-ferromagnet)对圆偏报电磁波响应的非线性磁化率显式,由此导出了磁波满足的非线性波动方程。从理论上揭示了在反铁磁材料中传播的非线性线偏振磁波波束在其稳态和非稳态情况下都以空间孤子的形式存在,其空间宽度与自身的频率有关,当与频率有关的非线性磁化率为负值时,平面磁波才具有传播稳定性。     

非稳态渗流的自由边界问题

随着经济建设的高速发展,各种地下工程大量增加,如水坝和高层建筑的基础、地铁和隧道、水井和油井等。那里,介质中的渗流现象往往是工程单位需要考虑的重要问题。佘颖禾等在《应用数学和力学》第17卷6期中曾经给出了具有自由边界的稳态渗流的变分不等式模式及有限元解。本文中,以抽水井为例,进一步研究了非稳态渗流问题的变分不等式模式及其有限元解法。结果表明,对于非稳态的渗流问题,这种方法同样能避免传统的自由边界的迭代过程,为简单而快速地进行数值分析提供方便。     

有限图上首达时等随机变量的极限定理

1965年,Hammersley和Welsh在["Bernoulli 1713,Bayes 1763,Laplace 1813",1965,61-110]里提出了首达渗流模型.此后对该模型的研究主要集中于无限图,特别是整数格点Z~d上.近年来一些概率学家开始关注有限图上的首达渗流模型.有限图上首达渗流模型的关注点与无限图上有截然不同,主要涉及首达时、跳数、淹没时、直径等随机变量的极限行为.本文对于有限图上首达渗流模型的首达时等随机变量的极限定理进行了综述.     

有界封闭“裂缝-孔隙”介质弹性渗流问题的精确解及其在试井中的应用

本文全面求解和研究了有界封闭的“裂缝-孔隙”介质中的弹性渗流问题,进一步揭示和阐明了当忽略岩块系统中的流动时双重孔隙介质中弹性渗流的一些重要特性,并利用所得的解给出通过一系列试井确定有界封闭“裂缝-孔隙”介质地层的所有通常感兴趣的参数的方法.     

Pr6Fe13Ge磁结构的M(o)ssbauer谱和中子衍射

通过磁性测量、M(o)ssbauer谱和中子衍射研究了室温下Pr6Fe13Ge的磁结构.磁性原子集中分布在z=0和z=1/2镜面的两侧,被z=1/4,3/4处的非磁性原子分割成M(磁性)/NM(非磁性)/M(磁性)排列的三明治结构.磁性层M内磁矩为共线铁磁耦合,磁矩方向少量偏离ab面,形成小的c轴方向的分量;层与层之间,ab面内的磁矩分量为反铁磁耦合,而c轴方向的分量为铁磁耦合.     

磁性多层膜巨磁电阻效应与磁构形的依赖关系

将磁性多层膜的界面和体效应在统一模型下进行了研究,由此建立了磁性多层膜体系与磁构形相关的模型Hamilton量.通过求解磁性多层膜这一非均匀体系的电子自能,获得了巨磁电阻与磁构形的依赖关系,结果表明这一依赖关系既可能是线性的也可能是非线性的,它主要受磁性层和界面层的厚度影响,另外有效交换势对巨磁电阻的影响也是非常重要的.     

两相渗流方程组混合始边值问题的适定性

经过一个代数转换,将描述水驱油田压力分布的两相渗流方程组转化成拟线性抛物——椭圆型方程组的混合始边值问题。然后利用拟线性抛物型方程组逼近它们。采用Faedo-Галёркцн法证明了弱解的存在性。在给出了一种能量不等式之后,证明了所论问题解的唯一性及对始边值数据的连续依赖性。还给出了所论方程组的极值原理,从而证明了所论方程组的解适合具体物理系统的要求。 自七十年代以来,人们对孔隙介质中的多相渗流问题予以很大的注意,国内外的学者都有很多的工作。但多数研究者往往只重视通过多相渗流方程研究解(压力等)的性质,而对于该方程组的适定性一般不考虑。关于这方面的情况,可以参考[1]及其所引文献。 由于对多相渗流方程组的适定性缺乏研究,它影响着用最优化的方法研究多相渗流问题。 本文在一定的条件下,将描述水驱油田压力分布的两相渗流方程组转化成拟线性抛物——椭圆型方程组的混合始边值问题。然后用一组拟线性抛物型方程组逼近它们,运用Faedo-Галёркцн方法证明了弱解的存在性。 在给出了对这种方程组电适用的一种能量不等式后,证明了所论问题解的唯一性及对始边值数据的连续依赖性。     

Pr6Fe13Ge磁结构的Mossbauer谱和中子衍射

通过磁性测量、Mossbauer谱和中子衍射研究了室温下Pr₆Fe₁₃Ge的磁结构 .磁性原子集中分布在z=0和z=1 / 2镜面的两侧 ,被z=1 / 4 ,3/ 4处的非磁性原子分割成M(磁性 ) /NM(非磁性 ) /M(磁性 )排列的三明治结构 .磁性层M内磁矩为共线铁磁耦合 ,磁矩方向少量偏离ab面 ,形成小的c轴方向的分量 ;层与层之间 ,ab面内的磁矩分量为反铁磁耦合 ,而c轴方向的分量为铁磁耦合     

Ni81Fe19/Al2O3/NixFe1-x结的隧道平面Hall效应

Ni₈₁Fe₁₉/Al₂O₃/Ni_xFe_100-x三层结的隧道平面Hall(TPH)效应与单层膜和二层结的一般平面Hall效应不同 .这效应涉及自旋极化传输 ,故TPH电压与两铁磁层内磁矩的夹角相关 .并报道了铁磁层的成分、磁特性以及绝缘势垒层的厚度等对TPH效应的影响 .     

修正交替方向法求解具有分数阶导数的二维非连续渗流问题

本文考虑在二维均匀介质中带有分数阶导数的非连续渗流问题,此模型修正了众所周知的 Daxcy原理.利用Riemann-Liouvifie和Griinwald-Letnikov分数阶导数之间的关系,提出了求解在二维均匀介质中带有分数阶导数的非连续渗流问题的两种修正的交替方向法:修正的交替方向隐式Euler方法和修正的Peaceman.-Rachford方法.我们讨论了这两种方法的稳定性,相容性和收敛性.最后给出数值例子.