基于MATLAB的载流圆环磁场分布的动态仿真

根据毕奥—萨伐尔定律推导出载流圆环空间磁场分布的积分表达式,利用MATLAB给出计算结果,并对磁场分布矢量图、中心轴线上磁场分布图、与圆环面平行及垂直的面上磁场分布图进行仿真,研究了磁场在径向和轴向的三维分布,对教学和实际工程应用具有一定的指导作用。     

用安培环路定理求载流无限长螺线管磁场

本文区别一般教材中毕奥—萨伐尔定律与安培环路定理相结合的方法 ,仅用安培环路定理求出载流无限长螺线管磁场分布 ,突显了安培环路定理在磁场分布方面的作用与意义 ,加深对安培环路定理的理解     

横向磁场作用下Taylor-Couette湍流流动的大涡模拟

采用大涡模拟方法对横向磁场作用下导电流体Taylor-Couette湍流流动进行数值模拟,以研究其运动规律.计算模型为无限长度,半径比为1/2.雷诺数分别选取为3000和5000,磁场加载方式为全局磁场,哈特曼数取值0—50.对磁场作用下泰勒涡的演化过程、速度分布和湍动能分布进行分析,并与轴向磁场作用下泰勒涡演化过程进行对比.结果表明:磁场对流场有显著的抑制作用,扭曲的泰勒涡在横向磁场的作用下破裂成小尺度涡结构,并沿磁场方向排列;在外圆筒和垂直于磁场方向的区域,磁场抑制效果较强;随着雷诺数的增加,磁场抑制效果减弱,在流场不同区域,流动呈现出不同的特点.与轴向磁场相比,横向磁场对流场的抑制效果较弱,流场分布呈现出明显的各向异性.     

霍尔效应测量螺线管磁场的研究

根据毕奥—萨伐尔定律,得出了螺线管轴线上的磁场分布解析表达式,由霍尔效应实验原理,对其实例进行测量,利用Mathematic软件,对螺线管轴线上的磁场分布进行数值运算,把理论结果与实验结果进行比对,发现吻合度很好。     

强磁场等离子体中电子的弛豫时间

用考虑磁场对碰撞影响所得的几率分布动力学方程,研究了磁场高达10~8T,密度10~(26)—10~(27)cm~(-3),温度10keV情况下的电子弛豫过程,计算了弛豫时间,并与不考虑磁场对碰撞影响时的结果进行了比较。     

安培环路定理的正确应用

安培环路定理是描述稳恒磁场性质的重要定理之一, 它所描述的磁场分布与电流的关系适用于所有稳 恒磁场. 但是, 只有对那些具有高度对称性分布的电流和磁场, 应用安培环路定理分析磁场分布的数学过程才较为 简便     

对亥姆霍兹线圈磁场分布的分析

利用DH4501D实验仪探究了亥姆霍兹线圈轴线上和轴线外的磁场分布问题。首先通过对单个线圈不同电流下的磁场分布的实验值与理论值对比发现电流大的磁场更接近理论值,更适合用来研究磁场分布问题。然后利用较大电流分别研究了单个线圈以及亥姆霍兹线圈轴线上和轴线外的磁场分布的规律及产生原因。最后利用磁场分布拟合了真空磁导率并与理论值进行了对比。通过对这些问题的研究不仅加深了对毕奥-萨伐尔定律的理解,更加明确了亥姆霍兹线圈的磁场分布规律。     

真空盒对二极铁场均匀性影响的研究

通过计算机模拟计算与实验相结合,讨论了真空盒磁导率对二极磁铁磁场分布的影响.结果表明当真空盒磁导率μr≠1时,真空盒将影响磁铁磁场分布,在磁场均匀性要求很高时,必须考虑真空盒的材料与尺寸对磁场均匀性的影响.     

聚变堆同芯母管流速分布的MHD效应研究

磁约束聚变堆中的液态金属包层等部件处于磁场之中,在磁流体动力学效应的影响下,液态金属的流速分布及压降会随磁场不同而改变。本文基于相容守恒格式,对液态锂铅包层中的重要结构同芯母管,在磁场作用下的流速分布进行了数值模拟。对不同方向加磁场的计算结果表明,磁场会对其所在方向上的流动产生拉平效应,对于同芯母管而言,沿宽度方向所加的磁场能使流量在不同出口管道之间均匀分布,沿高度方向所加的磁场主要使同一出口管道中流速均匀分布,而对于管道间的流量分布作用较小。     

用磁介质磁化理论的两种观点妙解静磁场——兼论与界线距离成反比分布的等量异种磁荷板的磁场

本文利用磁介质磁化理论的分子电流观点对一静磁场进行了求解,然后,根据静磁场的解利用磁介质磁化理论的磁荷观点求出了该场的极化磁荷分布,在此基础上,利用静磁场的叠加原理求出了一个磁荷分布——真空中与界线距离成反比分布的无限大等量异种磁荷板的磁场.     

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.     

用于磁旋转光谱的环形永磁阵列的匀场分布仿真优化

法拉第磁旋转光谱(Faraday rotation spectroscopy, FRS)技术因其高灵敏度,零背景噪声,以及能有效避免抗磁性物质干扰的特性广泛应用于各类顺磁性痕量气体的探测.目前大部分FRS技术采用线圈构造电磁场,存在能耗高、发热多等问题.为此,开展了基于组合环形永磁体的空间磁场分布建模仿真研究,意在建立轴向分布的磁场,为测量FRS提供基于永磁体的沿光轴方向的匀强磁场.仿真采用有限元网格剖分的方法,基于麦克斯韦方程组,开展组合磁环的磁场分布仿真研究,并通过实验测量实际钕铁硼永磁体磁环阵列的磁场分布,证明了建立物理模型的可靠性.在此基础上提出了对永磁体磁环阵列的3种优化方案—单理想值优化、多段式单理想值优化和梯度优化方案,来构造中心轴线磁感应强度分布均匀的匀强磁场.最后通过引入磁场均匀度,计算评估并分析比较了不同优化方案的优化效果,为研发基于永磁体的FRS光谱设备提供参考.     

环型线电流线极化wiggler

提出一种新型产生线极化摇摆磁场的wiggler,即环型线电流线极化wiggler.它是由许多圆环及连接导线固定在w屯gler骨架上而组成.通过求解拉普拉斯方程,导出了此w电eler磁场分布的理论解.理论解表明,此wiggler产生的线极化磁场不仅在z轴附近空间基模占空比大,而且在垂直于线极化磁场方向能形成具有聚束能力的六极子磁场.此装置的另一特点是容易加工成短周期(5—10mm)wiggler,并且非常容易实现变磁场、变周期和同时变磁场变周期的线极化wiggler.     

真空盒对二极铁场均匀性影响的研究

通过计算机模拟计算与实验相结合, 讨论了真空盒磁导率对二极磁铁磁场分布的影响. 结果表明当真空盒磁导率μ_r≠1时, 真空盒将影响磁铁磁场分布, 在磁场均匀性要求很高时, 必须考虑真空盒的材料与尺寸对磁场均匀性的影响.     

正三角形载流线圈的空间磁场分布

利用一段载流直导线在空间某点的磁场,对正三角形载流线圈进行分段计算,然后根据场强叠加原理,求出正三角形载流线圈的空间磁场分布,并讨论了线圈平面上和中心轴线上的磁场分布情况。     

磁场中等离子体鞘层的结构

采用流体力学理论，研究了斜磁场作用下的等离子体鞘层结构.在不同大小及方向的磁场作用下，对鞘层的离子，电子密度分布，离子流速度分布，电势分布和Bohm判据进行了讨 论.结果显示磁场对鞘层的结构有明显的影响.在静电力和洛仑兹力的作用下，离子流作螺旋进动，离子密度分布产生振荡. 关键词： 磁鞘 等离子体 磁场     

基于COMSOL Multiphysics的磁场仿真分析

通过COMSOL Multiphysics有限元模拟软件,建立了永磁体和超导体的模型。分别求解了不同形状的永磁体静态时的磁场分布,以及超导体在外磁场中的感应磁场和电流的分布,并对各个磁场进行了分析。     

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。     

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。     

ICP-AES法的外加磁场效应

等离子体与一般气体的不同之处就是它的运动受到磁场的影响,当等离子体横越磁力线运动时就会受到磁场的阻力,还会产生电流。发射光谱中常用的等离子体直流电弧的磁场效应已被研究和应用,它在外加磁场(50—400高斯)作用下可增加试样微粒在等离子体中的停留时间,改变激发温度和电子密度及其分布,改变电弧的外形,并使放电稳定,以致谱线强度有明显变化。例如在直流电弧和氩气气氛的情况下,非均匀磁场可使弧温提高780 K,电离度和电子密度也为之增加,钴、镍和锰的谱线强度分别提高到36.8、32.4和7.5倍。在直流电弧中加100高斯的均匀磁场,可使17个元素的谱线增强到1.7—43倍。对于交流电弧也发现了外加磁场的影响。将试液气溶胶喷入交流电弧进行分析时,600高斯的均匀磁场可使放电稳定,弧温增高600K,锰、铬、钼和铁的谱线强度增加到3—5倍。此外用空心阴极光源作光谱分析时,以及在激光微区光谱分析中,外加磁场也能提高灵敏度。但ICP光源的外加磁场效应尚未见报导。