首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 171 毫秒
1.
范孟豹  曹丙花  杨雪锋 《物理学报》2010,59(11):7570-7574
应用Laplace反变换技术建立脉冲涡流检测瞬态涡流场的时域解析模型.首先,基于电磁波的反射与透射理论,应用截断区域特征函数展开式法建立瞬态涡流场的复频域模型,然后通过求解模型极点及其留数应用部分分式展开法求解复频域模型的Laplace反变换,从而建立阶跃型和指数型电流激励下瞬态涡流场的时域解析模型.所建模型具有实现简单、效率高、模型精度不受吉布斯效应影响等优点.最后应用基于Fourier反变换的探头瞬态感应电压模型对本文所建模型,实验结果验证了本文所建模型的正确性.  相似文献   

2.
陈兴乐  雷银照 《物理学报》2014,63(24):240301-240301
利用二阶矢量位和洛伦兹互易定理,解析求解了导电、导磁金属管道外任意放置线圈激励下非轴对称涡流场的频域解.利用求频域式极点处留数的方法求解拉普拉斯反变换,得到了脉冲电流激励下检测线圈两端感应电压以及管壁内脉冲涡流分布的时域解析式.分析比较了不同线圈放置方式下管壁内脉冲涡流的分布和扩散过程,以及感应电压对管壁的灵敏度.研究结果表明:当线圈轴线沿管道径向法线方向放置时,得到的感应电压时域信号最强,对壁厚的检测灵敏度最高.  相似文献   

3.
郝宽胜  黄松岭  赵伟  王坤 《物理学报》2011,60(7):78103-078103
本文基于二阶矢量位建立了回折线圈的阻抗和磁场计算的解析模型,并提出了计算磁场脉冲响应的方法.根据回折线圈用于涡流检测和电磁超声检测时的通用模型,将回折线圈的阻抗和磁场计算问题转化为多个单匝矩形线圈阻抗和磁场的叠加问题.基于二阶矢量位和时谐电磁场方程,推导了回折线圈的频域标势表达式;利用标势与矢量磁位和磁通密度间的关系,推导了计算区域的磁通密度和式样表面涡流的频域解析计算公式;通过计算线圈的感应电势和阻抗变化表达式,得到了线圈阻抗的频域解析表达式;采用FFT-IFFT方法计算了脉冲磁场的时域响应.以一双层双 关键词: 无损检测 回折线圈 二阶矢量位 解析建模  相似文献   

4.
针对大多数脉冲涡流检测解析模型假设试件壁厚均匀减薄,其解析解中仅包含z方向(试件厚度)信息,不能求解探头覆盖区等依赖r方向(平行试件表面)信息的问题,本文提出平底孔试件脉冲涡流检测解析模型.该模型在z和r方向均存在介质分界面,边界条件复杂,求解困难.为此,本文首先假设平底孔所在层导体与空气区域的横向波数和纵向波数均相同,且横向波数为仅与r方向结构有关的实数,纵向波数为与该层横向波数和导体区域材料有关的复数,在此假设基础上应用电磁波反射和折射理论,构造各层波动方程;然后通过引入r方向结构系数W_n,将Cheng的矩阵法扩展,用扩展的矩阵法求解波动方程,得到模型的解析表达式.将该模型应用到16MnR平底孔试件检测实例中,并对其进行实验验证.模型计算结果与实验结果基本符合,证明了模型的正确性.平底孔试件脉冲涡流检测解析模型有助于加深对脉冲涡流检测结果的理解,同时能够为r方向逆问题求解提供理论依据.  相似文献   

5.
范孟豹  尹亚丹  曹丙花 《物理学报》2012,61(8):88105-088105
针对金属管材电涡流检测线圈阻抗的理论计算问题,通过施加磁绝缘边界条件, 应用分离变量法和Cheng矩阵法建立了内穿式和外穿式线圈阻抗解析模型.因模型含有与虚宗量Bessel函数有关的积分, 通过研究函数特性,提出基于高斯积分算法的数值计算方法.以铜管管壁减薄为例进行仿真研究,并与Dodd模型、 有限元模型进行了对比.比较表明,三种方法的仿真结果基本一致,验证了所建立模型的正确性.与传统的Dodd模型、 有限元模型相比,所建立的模型具有效率高、精度调整方便等优点.  相似文献   

6.
汤奇  孟繁义  张狂  吴群  李乐伟 《物理学报》2011,60(1):14206-014206
从麦克斯韦方程出发严格推导了均匀介质与法拉第手征介质交界面处电磁波反射公式.通过解析的方法讨论了不同极化状态下反射电磁波的极化特性与法拉第手征介质电磁参数之间的关系.针对部分具体实例进行了计算,计算结果与理论预测相符合. 关键词: 法拉第手征介质 反射电磁波 极化特性  相似文献   

7.
王成  李双  邱鑫  范学良  李成 《应用声学》2023,42(1):116-122
基于优良导体在磁场下的涡流效应理论和固体的热声效应理论,建立了氧化铟锡(ITO)导电薄膜磁-热-声效应的理论模型,推导了导电薄膜热致发声的温度振荡和输出声压表达式。对有基底的ITO导电膜进行了磁场下的热声理论计算和实验测试,结果表明:薄膜的温度振荡值随频率呈上升趋势,与电-热-声模型相比趋势相反;薄膜声压的理论值与实验值在频域内的变化趋势基本吻合,验证了理论模型的正确性。进而,根据磁-热-声的理论模型,分析了线圈相关参数对薄膜声压级的影响,结果表明:薄膜声压级随着线圈匝数的增加而增大,随着薄膜与线圈中心距离的增加而减小,随着线圈半径的增加而减小。文中的研究结果拓展了导电薄膜在扬声器等领域的应用。  相似文献   

8.
螺旋型波带片聚焦特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了一种计算螺旋型波带片聚焦特性的方法。从衍射积分理论出发对螺旋型波带片的聚集特性进行了理论计算,推导出了级数形式的解析解,获得了螺旋型波带片"空心"焦点的场强分布。利用螺旋型波带片的聚焦特性,对其成像进行了数值模拟和理论分析。理论分析表明螺旋型波带片的空间分辨率与其"空心"焦点的环宽有关。通过验证实验证明理论分析与实验测试一致,为螺旋型波带片成像理论和模拟计算提供了一种有效手段。  相似文献   

9.
本文应用先前工作中关于运动分层介质中平面波反射和折射的一般理论,来解决实际大气中声场的问题。提出计算存在温度梯度和风梯度的多层大气中声场的解析法和图解法。前者给出声场WKB近似及其各次修正项的级数表达式,后者给出直观的图象表示。这些结果具有明晰的物理意义,并且在大多数情形下都可以通过简单的计算得到具体结果,同时也可以作为进一步进行数值计算的基础,这比用直接的数值法求解要简捷得多。  相似文献   

10.
谢莉  雷银照 《物理学报》2006,55(9):4397-4406
线性瞬态涡流电磁场定解问题的主要特点是边界条件使用磁感应强度的法向分量边界条件代替了电场强度的切向分量边界条件,约束方程中忽略了位移电流.这种具有特殊性的定解问题的解是否唯一和稳定对于求解瞬态涡流电磁场而言是一个基本问题.本文在非涡流区引入标量位函数,证明了在推导过程中起重要作用的辅助函数的存在性.通过推导线性瞬态涡流电磁场定解问题的能量估计式,证明了该定解问题的解是唯一的,并且关于初始条件和外源项是稳定的.本结果对于线性瞬态涡流电磁场的求解有一定的指导意义.作为应用,给出了通有单脉冲电流的单匝圆环线圈与球形导体共轴的涡流问题的解析解. 关键词: 瞬态涡流电磁场 能量估计式 唯一性 稳定性  相似文献   

11.
A driver-pickup probe possesses better sensitivity and flexibility due to individual optimization of a coil. It is frequently observed in an eddy current (EC) array probe. In this work, a tilted non-coaxial driver-pickup probe above a multilayered conducting plate is analytically modeled with spatial transformation for eddy current nondestructive evaluation. Basically, the core of the formulation is to obtain the projection of magnetic vector potential (MVP) from the driver coil onto the vector along the tilted pickup coil, which is divided into two key steps. The first step is to make a projection of MVP along the pickup coil onto a horizontal plane, and the second one is to build the relationship between the projected MVP and the MVP along the driver coil. Afterwards, an analytical model for the case of a layered plate is established with the reflection and transmission theory of electromagnetic fields. The calculated values from the resulting model indicate good agreement with those from the finite element model (FEM) and experiments, which validates the developed analytical model.  相似文献   

12.
A methodology is presented which allows to determine the coefficients of transmission and reflection of plane acoustic waves at flow discontinuities in piping systems by combining large eddy simulation (LES) of turbulent compressible flows with system identification. The method works as follows. At first, an LES with external, broadband excitation of acoustic waves is carried out. Time series of acoustic data are extracted from the computed flow field and analyzed with system identification techniques in order to determine the acoustic scattering coefficients for a range of frequencies. The combination of broadband excitation with highly parallelized LES makes the overall approach quite efficient, despite the difficulties associated with simulation of low-Mach number compressible flows. The method is very general, here it is applied to study the scattering behavior of acoustic waves at a sudden change in cross-section in a duct system. The complex aero-acoustic interactions between acoustic waves and free shear layers are captured in detail by high resolution compressible LES, such that the scattering coefficients can be determined accurately from first principles. In order to demonstrate the reliability and accuracy of the method, the results for the scattering behavior and the acoustic impedance are presented and physically interpreted in combination with several analytical models and experimental data.  相似文献   

13.
郝宽胜  黄松岭  赵伟  王珅 《中国物理 B》2011,20(6):68104-068104
This paper presents an analytical method for electromagnetic acoustic transducers (EMATs) under voltage excitation and considers the non-uniform distribution of the biased magnetic field. A complete model of EMATs including the non-uniform biased magnetic field, a pulsed eddy current field and the acoustic field is built up. The pulsed voltage excitation is transformed to the frequency domain by fast Fourier transformation (FFT). In terms of the time harmonic field equations of the EMAT system, the impedances of the coils under different frequencies are calculated according to the circuit-field coupling method and Poynting’s theorem. Then the currents under different frequencies are calculated according to Ohm’s law and the pulsed current excitation is obtained by inverse fast Fourier transformation (IFFT). Lastly, the sequentially coupled finite element method (FEM) is used to calculate the Lorentz force in the EMATs under the current excitation. An actual EMAT with a two-layer two-bundle printed circuit board (PCB) coil, a rectangular permanent magnet and an aluminium specimen is analysed. The coil impedances and the pulsed current are calculated and compared with the experimental results. Their agreement verified the validity of the proposed method. Further- more, the influences of lift-off distances and the non-uniform static magnetic field on the Lorentz force under pulsed voltage excitation are studied.  相似文献   

14.
The propagation of s- and p-polarised electromagnetic plane waves in a N-layer system of anisotropic films on isotropic and homogeneous absorbing substrate is investigated in the long-wavelength limit. The analytical expressions are obtained for the reflection (transmission) coefficients and ellipsometric angles of an anisotropic multilayer system. All analytical results are correlated with the numerical solution of the reflection problem on the basis of rigorous electromagnetic theory for anisotropic layered systems. The possibilities of using obtained approximate formulae for resolving the inverse problem for ultrathin anisotropic dielectric films upon absorbing substrates are discussed.  相似文献   

15.
脉冲磁约束线形空心阴极放电形成的大面积等离子体片可应用于等离子体天线、隐身及模拟超音速飞行器表面的等离子体鞘套. 本文首次利用实测等离子体片电子密度时空分布和横向场传播矩阵法, 研究了电磁波在等离子体片中反射率、透射率、吸收率随频率及脉冲放电时间的变化特征. 结果表明: 极化方向平行磁场的电磁波, 在小于截止频率的低频带内具有较高的反射率和吸收率, 增大电流, 反射率增加, 吸收率下降, 在大于截止频率的高频带内反射率和吸收率较低, 增大电流, 透射率下降, 吸收率升高; 极化方向垂直磁场的电磁波在高混杂谐振频率附近存在吸收率明显增强的吸收带, 谐振吸收峰值与放电电流无关; 脉冲放电期间, 电磁波的反射率、透射率与吸收率由不稳定过渡到稳定的时间约为100 μs, 过渡时间随着放电电流的增加而增大, 极化方向垂直磁场、小于截止频率的电磁波在稳定放电阶段谐振吸收较强. 本文的研究成果对利用等离子体片实现对电磁波的稳定高反射作用具有重要意义.  相似文献   

16.
对于场线耦合问题,经典传输线理论不适用于求解高频电磁干扰辐照下传输线负载上的电压和电流响应。针对这一问题,首先介绍了一种基于天线理论和模拟行为建模(ABM)的时域全波建模方法。该方法利用Harrington矩量法将电流积分方程离散并推导得到宏模型时域表达式,然后利用ABM频域功能实现频变参数的傅里叶逆变换和时域卷积计算。利用电路求解器,该建模方法可直接求解任意结构传输线耦合的负载处瞬态响应;与传统全波算法相比,模型一旦建立便可应用于任意入射场和线性/非线性负载的情况,无需重复耗时地求解电流积分方程。该方法可简化全波算法求解过程,提高仿真计算效率,尤其便于在入射场和负载存在不确定参数时进行高效重复抽样计算以获得统计特性。然后以高频电磁干扰耦合有损大地上的双导体传输线为例,通过与数值电磁代码和传统传输线理论方法的求解结果对比,验证了所提宏模型的有效性以及传输线理论在解决场线耦合问题时的局限性。结果表明,基于全波方法构建的宏模型可在时域内高效准确地求解高频电磁干扰辐照下任意形状传输线负载上的瞬态响应。  相似文献   

17.
离子对电磁波传播特性的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
对等离子体中电磁波传播的平板几何模型进行了修正, 讨论了离子对电磁波在大气压均匀非磁化弱电离等离子体中的反射、吸收和透射等传播特性的影响。数值分析的结果表明: 大气条件下, 离子对电磁波在均匀非磁化弱电离等离子体中传播特性的影响是显著的, 同时给出等离子体对电磁波的最大吸收值和吸收宽带。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号