铁芯托卡马克中二维和三维极向磁场计算模型的对比分析

为方便计算托卡马克磁场分布,建立了一些二维解析铁芯模型。由于前提假设的不同而给磁场分布的计算带来了不同的边界条件,因而得到的磁场分布计算结果与实际情况有所偏差。为了获得铁芯托卡马克的极向磁场三维分布,建立了带铁芯的极向磁场线圈三维数值模型,计算铁芯托卡马克的三维磁场,与不同铁芯模型的磁场计算结果进行比较,并且研究铁芯托卡马克的三维磁场的极向分量在环向上的不对称性。     

螺线管状磁体的磁场分布

本文介绍了螺线管状磁体磁场分布的计算原理,计算公式,并给出一具体螺线管的磁场分布计算程序和理论计算磁场分布曲线.     

基于Python的托卡马克磁场快速计算程序

本文编写了一个快速计算托卡马克磁体磁场的程序。该程序基于Python语言编写,使用可视化界面来输入磁体参数,建立模型;采用解析方法计算磁场;并采用图形界面展示磁场计算结果。通过与有限元软件磁场计算结果对比表明,该程序的计算速度可达到有限元软件的十倍左右,可快速进行托卡马克磁体系统的建模与磁场计算,有利于更快地开展托卡马克磁体系统的设计与分析。     

二次曲面线圈中的均匀磁场

基于对旋转椭球内部磁场的讨论,采用Matlab数值计算的方法计算了旋转椭球的内部磁场.对于旋转抛物球和双曲球面,用相同方法绕制线圈也能得到均匀的磁场.印证了内部磁场计算的公式,并提出了一种产生大范围均匀磁场的方法.     

柱面座标系中的磁场拟合

本文介绍柱面座标中的磁场模式。对于内空的磁场,只要测得磁场边界上的B_Z值,即可通过富里哀拟合,精确地计算圆柱体内部的磁场。基于此模式的计算程序得到与实验测量值符合得很好的计算结果。     

并行3维全电磁粒子模拟软件NEPTUNE的外加磁场模块设计

介绍了3维全电磁粒子模拟软件NEPTUNE中常用外加磁场加载模块的设计思路和方法,包括简单的磁场分布方程和离散数值加载、螺线管磁场加载、直线及螺旋线磁场分布加载、摇摆器磁场加载以及永磁体磁场加载等方式。每一类磁场加载模式都进行了实际算例的计算和验证,计算结果表明各类磁场加载模块设计的正确性和可靠性。最后针对具体应用,结合二极管电子束在不同外加引导磁场作用下的各种分布状态,间接验证了磁场模块设计的可行性。     

Helmholtz线圈、直螺线管及圆电流磁场均匀性分析的简单公式

采用由 Ｈｅｌｍ ｈｏｌｔｚ 线圈、直螺线管及圆电流对称轴上的磁场来计算轴外磁场的方法,求得磁场均匀性的简单公式,并对计算结果进行了讨论．     

任意倾斜角度下的永磁导轨感应磁场解析计算

平行移动式自稳定高温超导块材磁悬浮数值模拟计算包括永磁导轨感应磁场的计算。无限长的永磁轨道结构具有多样性。通过对称分布永磁轨道磁场的解析计算导出了任意倾斜角度下永磁轨道磁感应强度解析计算方法。采用此方法,成功计算出了多块交错排列的Halbach结构永磁轨道的感应磁场计算。采用该方法和商用Ansoft软件的有限元法分别对Halbach永磁轨道磁场进行了计算,对比计算结果表明,此方法是可行的,并且计算效率也远优于有限元法。     

电流环支承的超导球表面磁场计算

本文基于磁荷模型采用解析方法推证出电流环在超导球表面产生的磁场分布.首先不考虑超导球的抗磁性,由Biot-Savart定律计算出电流环在球面产生的磁场.再根据Meissner态超导体的边界条件,并基于磁荷模型计算出超导球的感应磁场.将电流环产生磁场与超导球的感应磁场叠加得到超导球表面的合磁场.     

磁约束磁控溅射源的磁场设计

磁控溅射镀膜机中的磁场分布对靶材利用率有着重要影响。为了提高磁控溅射源的靶材利用率,设计组抛弃了传统的"跑道环"形式的磁场设计理念,而是将永磁体或电磁体分置溅射靶的两侧,使其在溅射靶表面上方产生磁约束(磁镜)磁场。本设计使用有限元分析方法对磁场进行仿真计算,通过模拟磁场计算结果和实测结果的比较,验证有限元方法的可靠性。Ansys有限元分析软件对磁场分布进行仿真模拟,大大简化了计算并缩短了设计周期。通过实验验证,磁约束磁场大大提高了靶材的利用率。     

MFCG 2维磁流体力学程序中磁场计算的改进

 定子线圈中的电流在空间中产生的磁场是金属导体（套筒）膨胀压缩的主要对象，该磁场直接影响爆磁压缩发生器输出电流脉冲的大小。给出了面电流分布下2维磁场的计算公式，较点电流分布下的磁场公式更能细致准确地反映出磁场的变化。数值结果表明:面电流分布下的磁场公式不仅能准确地描述磁场的变化，而且计算效率大大提高，节约了计算时间。     

多个矩形载流线圈组合磁场的模拟仿真及应用

根据毕奥-萨伐尔定律推导出矩形载流线圈在空间产生磁场的计算公式.利用公式计算出两个\\四个矩形载流线圈同名磁极相对时磁场分布规律.根据计算结果,设计出磁场能量转化演示仪,分析了弹体在磁场中运动特点及动能的来源.     

任意形状磁场区域感生电动势的研究

讨论任意形状磁场区域所产生的感生电动势的计算方法.首先讨论有限长直导线的情况.然后以圆形、矩形和三角形磁场区域为例来计算,结果表明不同形状的磁场区域对相同长度直导线所产生的感生电动势也不相同.其次研究了磁场对无限长直导线所产生的感生电动势.证明了磁场对无限长直导线所产生的感生电动势仅仅依赖磁场区域的面积大小而与磁场区域的具体形状和导线到磁场的距离等因素无关.     

平面磁场的磁感应线

尽管平面电场的电场线和等势线的计算出现在大学的数学物理教学中,平面磁场的磁感应线的计算却很少在教学中涉及。本文通过讨论平面磁场与平面电场的基本性质以及它们之间形式上的对应关系,发现平面磁场的磁感应线与相应特定平面电场的等势线重合;因此可以通过计算相应平面电场的等势线来获得平面磁场的磁感应线,为绘制平面磁场的磁感应线提供了一种简易方法。文中通过一个简单示例来印证平面磁场的磁感应线和平面电场的等势线之间的对应关系。     

基于Matlab的矩形载流线框磁场分布特征的仿真分析

为了研究矩形载流线框的空间磁场分布特征,本文运用毕奥-萨伐尔定律和磁场叠加原理推导出空间某点处磁感应强度的计算公式,再利用Matlab软件编制程序,通过循环求和实现磁场的数值计算.在此基础上,以单匝矩形载流线框为对象,数值计算了其空间磁场分布,绘出了多种条件下磁场的分布图像,进而通过对比分析得到了磁场的空间分布特征,并进一步对平行放置的两个矩形载流线框轴线上的磁场分布特征进行了仿真分析.编制的计算程序及分析所得的结论可为实际工程应用提供参考.     

比例边界有限元法在电机电磁场问题中的应用

将比例边界有限元法应用到电机磁场分析计算中,采用加权余量法推导无旋磁场的比例边界有限元方程及其离散格式,给出相邻子域公共边上内部节点磁位求解方法.以具有解析解的电机磁场问题为例进行计算和对比分析,验证离散格式的正确性和比例边界有限元法求解电机磁场的可行性,为该方法在电机磁场问题中的应用打下基础.     

永磁导轨磁场的三维有限元计算及纵向磁场不均匀性分析

在高温超导磁悬浮车永磁轨道中,由于轨道的连接处存在缝隙,将影响永磁轨道纵向磁场的分布。文中用CEDRAT公司的Flux3D电磁计算软件,建立了高温超导磁悬浮车导轨磁场的三维计算模型。该模型的计算结果与实验结果一致性较好。用该模型计算并分析了分段导轨连接处无缝隙和具有1mm、2mm和5mm缝隙时的导轨磁场;并分析了纵向磁场的不连续性。     

矩形截面超导线圈的径高比对最大磁场点位置和幅值的影响分析

为了充分利用超导线材的载流能力, 需要精确计算超导线圈产生的最大磁场值, 还需要明确最大磁场值所处的具体位置. 其中, 最大磁场点的位置主要由线圈的形状( 径高比) 决定. 本文基于单积分法并通过 MATLAB编程, 将矩形截面线圈的径高比α 和β 参数化, 计算分析线圈内壁边上和端面边上各点磁场的变化趋势. 同时, 利用电磁场有限元软件 ANSYS, 对矩形截面线圈的空间磁场进行仿真分析, 得到线圈的内壁磁场系数、 端面磁场系数和最大磁场系数随α 和β 的变化规律; 进而, 计算并寻找到了线圈截面上最大磁场点的位置和幅值. 综合分析表明, 线圈内壁边上的最大磁场点并不是始终位于内壁中点Bc 处, 而是可能偏离端点Be 一小段距离的某点(a1 ,b -δ )处; 线圈端面边上的最大磁场点一定不位于端点Be 处, 而是偏离端点Be 一小段距离的某点(a1 +δ ,b ) 处. 本文给出了线圈截面上最大磁场系数 K mc 对应于线圈径高比(α ,β ) 变化的等高曲线, 矩形截面超导线圈最大磁场值可以通过计算内壁中点的磁场值与最大磁场系数的乘积获得.     

强磁场磁铁几何参量的优化

综合利用磁路计算和磁场计算两种方法对强磁场磁铁的几何参量进行了优化. 制作了一块磁感应强度为31kG的模型磁铁. 磁场测量结果与计算吻合得相当好.     

基于线性规划的高温超导磁体线圈设计方法

电子真空回旋器件是一种对磁场精度要求较高的微波源装置, 一般采用超导磁体提供磁场环境. 超导磁体的应用中, 磁场分布的实现是超导磁体设计的核心问题. 提供回旋器件磁场的高温超导磁体包含较复杂的磁体绕组, 为了解决此类设计计算问题, 本文提出了一种包含设计区域约束的线性优化方法进行回旋器件高温超导绕组的设计优化, 通过分步的约束和线性优化计算, 可得到同时满足设计要求和绕组可实现的设计磁场电流分布设计. 计算实例的结果给出了一个提供磁场强度1 .3 Tesla, 长度285 mm 的均匀磁场区域, 同时满足多位置的磁场要求, 设计结果与要求一致度较好, 精度满足应用需求. 该计算方法是一种可适用于较复杂磁场要求和超导绕组结构的设计优化方法.