高能等离子体入射对磁场膨胀影响的模拟研究（已撤稿）

采用三维模型，使用混合网格质点法对等离子体入射偶极子磁场产生的磁场膨胀进行数值模拟.在模拟中考虑了高能等离子体注入两种不同类型磁场的情况：等离子体注入没有背景磁场的偶极子磁场和等离子体注入有背景磁场的偶极子磁场.研究表明背景磁场的存在不仅改变了粒子的分布，还改变了磁场膨胀的程度.还研究了注入的高能等离子体的速度对磁场膨胀的影响，结果表明入射的高能等离子体速度越大，磁场膨胀的程度就越大.对于低的入射速度，入射粒子在偶极子磁场中的回旋半径与偶极子磁场的特征长度相比较小，粒子被磁场束缚，对偶极子磁场的影响可以忽 关键词： 网格质点法 磁场膨胀 偶极子磁场     

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讨论了静态非均匀磁场中的磁场旋度对带电粒子引导中心漂移的影响。运用三维矢量分析的方法,将带电粒子垂直于磁场运动所引起的磁场漂移分为两项,分别由磁场的曲率和磁场的旋度决定。给出了螺旋状环形磁场中由磁场旋度引起的磁场漂移的近似表达式,讨论了该漂移成分对于该磁场中通行粒子轨道和捕获粒子轨道的可能影响。结果表明,带电粒子垂直于磁场运动所引起的磁场漂移主要由磁场的曲率决定,而磁场旋度对该漂移的影响比较微弱。     

磁场旋度对磁场漂移的影响

讨论了静态非均匀磁场中的磁场旋度对带电粒子引导中心漂移的影响。运用三维矢量分析的方法,将带电粒子垂直于磁场运动所引起的磁场漂移分为两项,分别由磁场的曲率和磁场的旋度决定。给出了螺旋状环形磁场中由磁场旋度引起的磁场漂移的近似表达式,讨论了该漂移成分对于该磁场中通行粒子轨道和捕获粒子轨道的可能影响。结果表明,带电粒子垂直于磁场运动所引起的磁场漂移主要由磁场的曲率决定,而磁场旋度对该漂移的影响比较微弱。     

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。     

高速飞行器磁控阻力特性

采用低磁雷诺数磁流体数学模型,对外加磁场下的高超声速半球体流场进行数值模拟.选取三种简单理想磁场(轴向、径向、周向均布磁场),分析了不同磁场类型对流场结构、气动阻力与洛伦兹阻力的影响及作用机理.研究发现,轴向磁场径向"挤压"效应使得激波外形凸出,且壁面静压存在"饱和现象";径向磁场存在轴向"外推"效应,较大的磁场强度会导致肩部形成高温区;周向磁场下感应电场的存在导致增阻效果很差.进而对比了两种相同驻点磁感应强度特殊分布磁场(偶极子磁场、螺线管磁场)下的流场,发现了不同于理想磁场的径向"扩张"效应.按增阻效果从大到小依次为径向磁场、螺线管磁场、轴向磁场、偶极子磁场、周向磁场.     

用磁致旋光效应估测二维磁场分布

为了克服现有测量磁场方法只能单点测量的局限性,基于法拉第磁光效应原理,提出利用磁致旋光估测磁场的方法,提高了磁场测量的效率,获得了磁场的直观分布.建立磁致旋光估测磁场的实验装置,测量了永磁体的磁场,用CCD采集了偏振光通过磁场的图像,通过程序处理可获得磁铁产生的局部磁场二维分布图,并可求得二维分布图上任意点的磁感应强度.     

导体对磁场的屏蔽作用分析

分析了导体球壳对静磁场和对交变磁场的屏蔽作用,讨论了影响导体球壳对静磁场和对交变磁场的屏蔽作用的因素.     

磁场对液态铝和固态铁界面微观组织的影响

研究了直流磁场、交流磁场对液态铝和固态铁界面微观组织的影响，采用金相显微镜、电子探针和x射线衍射等方法对其扩散层内生成物进行了分析.结果表明，在直流磁场和交流磁场作用下，固态铁界面内形成的扩散层厚度均比无磁场时小；在交流磁场作用下，液态铝和固态铁的界面变得凹凸不平；在垂直于磁场方向上，直流磁场抑制了铝原子和铁原子之间的扩散，交流磁场则促进了扩散；无磁场时固态铁内扩散层中生成的金属间化合物由FeAl₃和Fe₂Al₅组成，直流磁场条件下只有Fe₂Al_{5生成，交流磁场作用下由Fe2Al5和Fe4Al13组成. 关键词： 磁场 铝 铁 金属间化合物 扩散}     

会切磁场中大回旋电子束产生的研究

研究了会切磁场产生的机理。通过对Moster-Molnar 模型的探讨, 建立了会切磁场的物理模型。在会切磁场理论分析和数值模拟基础上, 探讨了影响会切磁场设计的因数; 利用拉格朗日公式求解了会切磁场中电子运动轨迹。探讨了会切磁场与大回旋空心会切电子枪的关系, 得到了改进会切电子枪性能的一些一般性结论。     

横向三角脉冲磁场下悬臂导电薄板的动力稳定性分析

对于在仅有外加横向三角脉冲磁场下的悬臂导电薄板,给出了受到脉冲磁场影响时其动力稳定性的定量分析方法。揭示了在三角脉冲磁场下由于受到涡电流与总磁场相互作用所产生的面内磁体压力的作用,悬臂导电薄板会发生失稳。得到了在不同稳态磁场作用下受到三角脉冲磁场作用时导电薄板的磁弹性动力响应的数值模拟结果。在此基础上,给出了关于稳态磁场值、横向脉冲磁场峰值和脉冲持续时间等参数范围的磁弹性动力稳定性区域。     

磁流体粘度的实验研究

采用毛细法粘度计测量了水基Fe磁流体的粘度,分析了磁性粒子份额、表面活性剂含量以及外加磁场强度和方向对粘度的影响。实验结果表明,磁流体粘度随着磁性粒子和表面活性剂浓度的增加而增加;随着外加磁场强度的增大而增大,对于相同的磁流体,在外加磁场方向垂直于流动方向时的粘度大于外加磁场方向平行于流动方向时的粘度;表面活性剂含量的增大将减弱外加磁场对磁流体粘度的影响。     

电磁铁摇摆器磁场的二维数值计算

本文根据泊松方程用数值计算给出了电磁铁摇摆器的二维磁场分布,定量地讨论了磁极形状、磁隙大小、周期长短和电流大小等因素对峰值磁场强度的影响,重点讨论了如何根据二维磁场分布选择磁极形状才能提高峰值磁场强度和抑制磁饱和的问题。将计算的二维磁场分布和摇摆器磁场的理想波形相比较,可以帮助我们确定进入摇摆器的束流半径应该控制的范围。在对电磁铁摇摆器磁场二维数值计算的基础上,还探讨了适用ATA电子束的PALADIN摇摆器用于ETA电子束带来的结构设计和材料选择等问题。     

STUDIES OF THE FIELD DISTRIBUTION OF THE MODULATING WIDTH MULTIPOLE PERMANENT MAGNETS

In this paper,the magnetic field distribution of the modulating width multipole permanent magnets is analyzed. Only radially magnetized permanent magnet segments are used and the required magnetic field is formed by modulating the widths of the segments in this project. In 2-dimensional ideal case pure 2N-pole magnetic field can be formed. The spatial expressions of the scalar potential for the ideal and real 2-dimensional cases are given. And the methods for reducing the undesirable higher harmonics of the magnetic field in the real case are also discussed.     

用毕－萨定律计算圆平行板电容器极板上电流的磁场

用毕－萨定律计算了分布在圆平行板电容器极板上电流的磁场,从而证实了：１）在似稳条件下磁场完全是由传导电流产生的,“位移电流”的磁场为零;２）极板电流在电路容器内部产生的磁场很大,它极大地的削弱了馈线电流的磁场,使得电容器内部的磁场很小．     

梯度磁场下磁流体三维结构的格子-Boltzmann方法模拟

考虑磁性颗粒受到的各种内力与外力包括重力、布朗力、van der、Waaks力、磁偶极-偶极作用力以及外磁场作用力,建立了描述磁流体结构的两相格子-Boltzmann三维模型,对外加梯度磁场条件下磁流体的介观结构进行了模拟.模拟结果表明:外加梯度磁场时磁流体粒子沿梯度方向聚集并出现分层现象,且随时间推移和外加磁场增大,分层现象越来越明显.     

等离子体的热力学研究

本文利用不可逆过程热力学讨论了在均匀磁场作用下的等离子体,得到了电流方程并指出了磁场对电流的影响。同时讨论了部分游离的等离子体中的电流、扩散和热扩散对电流的影响以及磁场对扩散的影响。     

梯度磁场中静电波引起的粒子随机运动

本文讨论了一般非均匀梯度磁场下任意方向传播的静电波引起粒子随机运动的非线性效应。用正则久期扰动理论给出包含粒子周期运动和波振荡之间非线性共振的哈密顿量。根据Chirikov岛重叠条件给出一般梯度磁场下粒子进入随机态的临界波幅值。分析表明,相对均匀磁场,在弱非均匀情形下,该临界值降低,意味着粒子更易进入随机态。 关键词：     

Tokamak中磁力线的随机特性

在直柱近似下，运用哈密顿非线性振荡系统理论研究了平衡态磁场在磁扰动下进入随机状态的过程．结果表明：一阶扰动哈密顿量仅与径向扰动磁场有关；在单模扰动下，磁力线呈规则磁岛结构；在双模扰动下，给出了磁力线进入随机态的重叠判据；在特定多模优动下，将Ｐｏｉｎｃａｒé截面上点演化关系化为一类标准映象。 关键词：     

非均匀磁场中磁流体热磁对流的实验研究

建立了测量非均匀磁场条件下圆柱腔体内磁流体热磁对流特性的实验系统,实验结果显示,磁流体热磁对流特性受磁场强度、温差以及磁场梯度方向与温度梯度方向之间关系的控制,当磁场梯度方向与温度梯度方向一致时,外加磁场强化了磁流体的热磁对流过程,且随着磁场强度和温差的增大,热磁对流强度加强。当磁场梯度方向、温度梯度方向以及重力方向三者相同时,磁流体的热磁对流强度最剧烈。     

磁性液体的介电特性

在外加磁化场的作用下,磁性液体的介电特性表现出与一般物质所不同的新效应——磁电方向效应,即介电常数不但依赖于外加磁化场的大小,而且还依赖于外加磁化场与电场之间的相对方向。根据实验观察到的磁性液体中的磁性颗粒呈球形,在外加磁化场的作用下,磁性颗粒呈长链形分布的这一实验事实,我们用长链模型进行理论分析,合理地解释了磁电方向效应。理论与实验结果符合。 关键词：