混响室复合搅拌方式的搅拌效率分析

为了评价混响室在不同搅拌方式下的搅拌效率,提高相关测试的精确度,对独立采样数这一重要指标的计算方法做了简单介绍,并在某大型混响室内,对200, 500, 1000 MHz频点下的机械搅拌与频率搅拌方式的搅拌效率进行了试验分析。结果表明:二者的搅拌效率均与工作频率成正比;在机械搅拌方式下,多个搅拌器在不同转速比下能够显著提高搅拌效率;频率搅拌的搅拌带宽选取越大搅拌效率越高;两种搅拌方式提供的独立采样点数均存在一个上限值。通过分析对比,提出了基于机械搅拌与频率搅拌相结合的复合搅拌方式,并对该方式的搅拌效率进行了重点分析,给出了该方式下独立采样点的计算方法,试验结果表明该复合搅拌方式可显著提高测试样本的独立采样数。     

多维磁场实时扫描再现教学系统的设计与实现

利用LabVIEW语言将磁场采集装置和运动控制平台结合到一起，开发了一套可以对各类磁场进行自动扫描和实时再现的系统。该系统包括三维运动平台、多通道高斯计和上位机软件等。采集到的数据被实时存储到文件中，并以曲线图、二维强度图、三维矢量箭头图等多种形式在控制界面予以实时呈现，帮助使用者及时了解磁场信息。最后，利用该系统对用于磁悬浮实验的圆柱型磁铁阵列的外磁场分布进行了实际测量，清晰地展现了磁铁阵列的外磁场分布特征，证明了本系统的可行性和可靠性。     

搅拌子磁悬浮悬浮原理及动态平衡实验探究

在某些特定情况下,磁力搅拌器的“搅拌子”在搅拌时,能在黏性流体中出现稳定上升和悬浮的情况。基于此现象,该文设计了一系列实验探究“搅拌子”动态稳定的原理以及相关影响因子的影响机制。对于磁悬浮原理方面,主要通过观测悬浮过程中6个阶段搅拌子的自旋转情况,并建立流体内圆柱体旋转模型进行分析,得到搅拌子动态悬浮过程中的受力情况。对于影响因子方面,该文从黏性流体、搅拌子形状及规格等方面入手,通过实验观测各条件下搅拌子的最小悬浮角速度,反映出各因子的影响机制,并验证了圆柱体旋转模型的合理性。最终得到在本实验中8.0mm×45.0mm的棱柱形搅拌子在26.0℃纯甘油(946.00泊)中维持磁悬浮所需搅拌磁棒转速最小,ω_up为171.5r/min、ω_down为262.0r/min。该实验探究成果为旋转式磁悬浮在水中升降机的应用提供了一定的参考。     

单面双极性磁铁空间磁感应强度模型

两个尺寸差异较大的永磁体在同极性相对时,若迫使二者间距减小,磁铁间的相互作用力会由斥力转变为吸引力,大磁铁局部退磁,从而形成单面双极性磁铁.本文基于磁化电流理论,构建了单面双极性磁铁空间磁感应强度的分析模型,该模型能计算表面局部退磁的单面双极性磁铁的空间磁感应强度.以中心局部退磁的圆柱形永磁体为例,探讨了小磁铁尺寸和磁化强度对于该类单面双极性磁铁空间磁场的影响,证明了该单面双极性磁铁可等效为一种可调控局部空间磁场的环形磁铁,因而可为应用环形磁铁的机电系统提供新思路和理论依据.     

交流感应磁悬浮演示实验装置的制作

应用电磁学理论、机械力学以及电子技术自制了一套磁悬浮实验装置。对该交流感应磁悬浮装置的磁场性能、非磁性金属环的受力及非磁性金属环中的感应电流等因素关系进行了演示和探究。     

储存环超周期结构共振带的形成机制及应用

将环形加速器磁聚焦结构设计中, 传统的聚焦和散焦磁铁强度空间中的稳定图方法, 应用到更复杂的含有两个以上磁场梯度变量的超周期结构中, 从而更深入地理解结构共振的形成机制和隐含的物理意义. 利用文中给出的方法, 可以指导环形加速器磁聚焦结构的工作点选择. 对于一个给定的磁聚焦结构, 由于结构共振而导致的束流包络函数变化的不对称性, 则是其动力学孔径不对称的一个重要原因. 作为实例, 给出了在实际机器上的具体应用, 同时给出了动力学孔径的模拟计算结果.     

磁场中激光牵引热解石墨的理论与实验研究

利用钕铁硼永磁体搭建了悬浮平台,抗磁性物质热解石墨片做悬浮物,在光热效应下,研究了激光牵引磁悬浮热解石墨的运动机制.从悬浮物受力公式出发,将其分为磁场与热场2部分影响,结合Matlab给出理论公式与实验方案,通过实验验证了理论的自洽性.使用COMSOL进行数值模拟,给出定位情况下的受力情况、磁场分布以及热场分布等.使用COMSOL建立了相关APP,可以得到磁铁序列的磁场分布、势场分布、热解石墨片的热场分布及其在磁场中任意位置的受力.     

外加磁场压电悬臂梁能量采集系统的磁化电流法磁力研究

以外加磁场压电悬臂梁能量采集系统结构为研究对象, 根据磁化电流方法探讨了具有悬臂梁特征的系统结构的磁场作用力及其计算方法, 给出了相应的磁力计算模型, 并将计算结果与实验数据进行了对比. 研究表明, 磁化电流方法导出的磁力计算模型存在偏差, 其磁力计算误差随着磁铁间距缩小而增大. 通过引入悬臂梁末端磁铁的偏转角度, 对磁化电流法计算模型进行改进, 得到合理的外加磁场压电悬臂梁能量采集系统的磁力计算模型, 为该能量采集系统的进一步研究提供了可靠的磁力计算理论依据.     

基于磁性材料的中心力场演示实验仪

设计了演示中心力场作用下物体运动的实验装置,利用圆形磁铁产生的磁场模拟了中心力场,力心的位置和数量可以改变,利用可磁化的金属球模拟运动物体,采用高速摄像机拍摄并用视频分析软件提取物体运动轨迹和速度.基于该装置获得的单中心和双中心力场中物体的运动情况与数值计算得到的结果相吻合.     

演示磁悬浮实验装置的制作

: 通过本装置可以对磁场性能、 非磁性金属环的受力及非磁性金属环中的感应电流等因素关系进行演示 和探究. 在课堂教学、 课程设计等场合,直观显示交流感应磁悬浮各种技术现象和应用, 有着良好的教学效果. 本实 验装置学生可自己动手制作.     

利用磁力搅拌器探究磁悬浮现象

磁力搅拌器中的搅拌子在具有黏性的流体中随磁力搅拌器转速的改变能实现稳定上升和悬浮.本文利用动力学方程对磁悬浮现象中搅拌子的运动规律进行了理论分析,通过控制变量对影响稳定悬浮的参量进行了实验探究.实验和理论结果一致表明:流体黏度越大,搅拌子悬浮高度越低;随着磁力搅拌器驱动转速增大,搅拌子摆动角速度ω_w加强,转动角速度ω_s减弱,悬浮高度降低;较小的搅拌子更容易稳定在中心,直径小的烧杯容易提供初始的稳定态;当搅拌子初始距底高度z_b固定,驱动转速越大,或当驱动转速固定,搅拌子z_b高度越高,对应的摆动振幅都越小.     

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。     

ECR离子源六极永磁体的设计研究

分别从材料、结构、尺寸等方面全面地研究了Halbach结构六极永磁铁的设计方法.针对个别磁块可能存在的退磁问题给出了相应的解决方案.通过优化结构,使六极磁铁在离子源等离子体弧腔内壁产生的磁场达到最大.用POISSON,PERMAG,TOSCA等多个磁场模拟程序计算模拟了六极磁场的大小与分布,并给出了一些相应的曲线     

再证互感系数相等

利用电偶极子与磁偶极子(小载流线圈)在主、被动方面的相似性,通过电偶极子在周围空间的电场分布类比出磁偶极子在相同方位上的磁场分布,从而可进一步计算出两线圈的磁通量,给出一种互感系数相等的证法.     

医用重离子回旋加速器引出系统设计

紧凑型回旋加速器作为重离子医学专用装置同步加速器的注入器,其引出系统设计所用的磁场为TOSCA模型计算磁场。通过单粒子轨道计算确定引出系统的元件类型及基本参数;通过多粒子跟踪确定最终的元件参数和束流参数。为了提高引出效率,改善引出束流品质,在引出位置磁场梯度较大的位置,安放了一块C型磁铁,以改善此处的磁场梯度。同时,为了消除此C型磁铁对主磁场的影响,在此区域安放了一对线圈。计算结果表明引出系统的设计能够保证引出束流的强度和品质符合同步加速器的要求。     

正电子发射成像回旋加速器磁铁设计与测试

中国工程物理研究院流体物理研究所目前正在建造一台医用11 MeV回旋加速器,该加速器磁铁采用小气隙、深谷结构以提供更高的平均磁场和更强的聚焦能力。为实现510-4的测量精度,自行研发了一套磁场点测装置,该装置可实现二维极坐标下的精确测量。经过多次磁场垫补,束流的相位偏移控制在9,一次谐波幅值控制在0.001 T以内,满足了磁铁的设计需求。在束流调试过程中,成功实现了质子束的引出,表明回旋加速器磁铁建造成功。此外,还对磁铁研制过程中出现的磁场缺陷及磁测误差进行了讨论。     

紧凑型自由电子激光THz源上四极磁铁的设计及测量

基于自由电子激光（FEL）的太赫兹源具有高功率、高效率、波谱范围宽且连续可调、波束质量好等显著优点,目前是获得最高输出功率的方法。紧凑型太赫兹源使整体装置小型化,减少了装置成本和占用空间,但依然可以提供高功率、高品质的太赫兹波束,是一种便利可靠的用户装置。由于空间限制,FEL上的磁铁要尽可能地减小其尺寸,并仍能满足束流参数设计要求。本文设计的四极磁铁磁轭孔径与有效长度,其中2块是64 mm100 mm,另外3块是45 mm100 mm。这些四极磁铁的磁场梯度可以达到0.6~1.9 Tm-1。采用Poisson和Oprra-3D软件进行四极磁铁的二维和三维仿真计算,设计优化四极磁铁的结构,并测量了加工完成后的四极磁铁的磁场。     

低密度固体颗粒与液体搅拌混合过程的数值模拟研究

低密度固体颗粒与液体的搅拌混合过程广泛存在于许多工业过程中,为建立相对精确的固液两相混合过程数值模拟方法,指导此类搅拌器的设计并优选搅拌结构,本文对三层桨式搅拌槽内的低密度固体颗粒与液体的搅拌混合过程进行了三维数值模拟,采用多重参考系法(MRF),选用标准k-ε湍流模式,模拟了三层桨式平底搅拌槽中的流场形态,通过搅拌混合过程的非定常两相流计算得到搅拌过程低密度固体颗粒体积分数分布情况和混合时间,最后与相关试验结果进行了定性比较。结果表明,该搅拌混合过程的CFD模拟可获得较准确的固液流场分布及各项特性参数,计算结果可为低密度固体颗粒搅拌过程提供工艺参考。     

一种新式单倾角高温超导磁悬浮车永磁道岔设计

高温超导(HTS)磁悬浮列车是下一代新型磁悬浮交通工具的备选方案之一。非接触轮轨系统使得轨道道岔面临诸多问题。给出了一种单倾角永磁体结构的新型机械永磁道岔结构。在使用单倾角永磁体装配永磁道岔时,两相邻永磁体之间的楔形缝隙用于调整永磁轨道在水平面上的曲率,以适应磁悬浮车变道目的。成功推导出了单倾角永磁体的几何尺寸、倾角大小和永磁道岔最小转弯半径之间的关系数学表达式并通过仿真计算进行了初步验证。计算结果表明,当永磁道岔换轨时,这种微小的差别不足于影响高温超导磁悬浮车的运行稳定性。     

基于磁悬浮作动器的自适应有源振动控制研究

针对周期扰动提出一种基于磁悬浮作动器的非线性前馈自适应有源振动控制算法。算法中将磁悬浮作动器视为具有时变非线性的单输入输出系统,并使用径向基函数神经网络进行控制,分别采用聚类算法和随机梯度算法对其隐层中心点和输出层权值进行自适应调整。该算法摆脱了传统磁悬浮控制对模型的依赖,在正常工作条件下不需对作动器建模。仿真和实验结果表明:在单自由度主动隔振系统中,非线性自适应算法可以显著降低周期振动的能量,同时能对磁悬浮作动器的时变非线性进行有效的补偿。