基于有限元模拟与数值计算的微电磁继电器结构设计与性质研究

运用ANSYS有限元模拟、Mathematica数值计算与OriginPro8.6图像处理等软件对多重弯曲的平面磁芯线圈电磁场分布以及活动电极在电磁场中所受电磁力情况进行仿真分析,从而合理设计励磁电流、活动电极材料、结构尺度、活动电极与固定电极的位置间距等.     

微电磁光开关的结构设计与性质模拟

基于微电磁光开关的工作原理,设计了MEMS电磁反射型光开关.采用ANSYS 9.0有限元软件分析结合Mathematica数值计算研究了微电磁光开关所需的电磁力、磁芯线圈的磁场分布、悬臂梁受电磁力的形变状态,从而获得磁芯线圈的匝数、悬臂梁位置、悬臂梁与平面磁芯线圈接触区域等结构参量.     

电磁流量计磁场仿真研究

一种集流型电磁流量计广泛的应用于井下流量测量等特殊场合,运用有限元软件ansys对这种集流型电磁流量计建立的磁场仿真模型,并建立了这种集流型电磁流量计中流体中含有导磁率高的颗粒状物体时的磁场仿真模型.     

电磁继电器综合演示

现行初三物理课本第十章中,力了加强理论联系生产实际和生活实际,选择了在生产中比较重要的一项设备——电磁继电器,作为教学的一个课题。这个课题,在电磁铁的基础上阐述了电磁继电器的构造、原理、远距离控制和自动控制的作用,并配备了有关电磁继电器应用的习题。这是启发学生的思维、培养学生灵活运用知识的能力的理论联系实际的好教材。     

单层MoSSe力学性质的分子动力学模拟研究

硫硒化钼(MoSSe)是一种新型二维“双面神”半导体材料,具有丰富的物理、化学、力学与电学性质.本文基于Stillinger-Weber势函数,采用分子动力学模拟方法对不同温度下的完美和含晶界MoSSe单层结构展开详细的力学行为分析.结果表明:完美单层MoSSe结构的力学性能呈现明显的各向异性;在单向拉伸作用下,其杨氏模量、强度极限和极限应变均随温度的升高而降低;当温度低于100 K时,沿锯齿形手性方向受拉伸作用的单层MoSSe结构发生由六环蜂窝相向四方相的相变,新四方相的杨氏模量约为原相结构的1.3倍且强度显著提升;当温度高于100 K时,沿锯齿形手性方向拉伸呈现脆性断裂;含晶界单层MoSSe结构受拉伸作用首先在晶界处产生裂缝,并逐步扩展至整个结构后断裂.锯齿形偏向晶界结构的强度随倾斜角度的增大而降低,扶手椅形偏向晶界结构也呈下降趋势.本研究对基于单层MoSSe的电子器件的强度设计和性能优化具有重要指导意义.     

R32热力学性质的蒙特卡罗模拟

建立在统计热力学和分子力学理论基础上的分子模拟方法逐渐运用于计算制冷剂的热力学性质。文中首先在NVT系综条件下,采用吉布斯蒙特卡罗模拟方法(GEMC),模拟了R32的气液相平衡的密度、饱和蒸汽压及蒸发焓;其次在NPT系综条件下,采用蒙特卡罗模拟方法(MC),模拟了R32在4MPa条件下的过冷液态密度。模拟结果同美国国家标准研究所(NIST)的Refprop 8.0相比,有很好的一致性。结果表明,运用该方法预测单一制冷剂的热力学性质是可行的。     

电磁继电器触点参数的测试

本文介绍了电磁继电器触点电参数的测试方法，包括接触电阻、绝缘电阻参数测试。     

肥皂泡的光学和力学性质

从光学、力学、热学角度对肥皂泡的基本物理性质进行了实验研究,应用光学干涉原理实现对肥皂泡折射率及厚度较精确测量,并利用受力平衡原理求体积一定的肥皂泡的质量,再利用拉脱法测量肥皂液表面张力系数,进而研究肥皂泡表面自由能和内外压强差等.     

磁场引导双电子束传输模拟和实验研究

 利用外加纵向磁场把单台加速器驱动双阴极二极管产生的同步双电子束引出双漂移管,是双电子束实用化的关键环节。在实心束情况下,对双电子束约束磁场进行了3维PIC模拟。在粒子模拟的基础上搭建了双电子束磁场引导系统,进行了磁场引导环形双电子束传输实验研究,在二极管电压约380 kV时,环形双束流值分别为5.10 kA和4.92 kA。实验结果表明,所设计磁场系统能够对环形双电子束进行有效约束,有效约束磁场约0.5 T。     

DNA微环拓扑性质的Monte Carlo模拟

基于微环DNA分子柔性铰链机制,利用Monte Carlo模拟研究不同长度微环DNA分子(小于500 basepairs)的构象能及各片断之间的关联性质,给出含有柔性铰链的微环DNA分子直接构象信息和相应的拓扑性质.     

基于理论力学和计算机模拟的摆动螺丝研究

本文首先基于理论力学的运动学、动力学方程,建立了相对完整的摆动螺丝物理模型,通过计算机模拟得到了与实际情况吻合的螺丝运动的数值解.其次,在此基础上进一步研究模型相关参数对摆动螺丝振荡的影响及其规律.研究发现对于同一螺丝,螺丝摆角曲线主要与初始摆动角度、根部摩擦系数、螺帽摩擦系数和斜面倾角有关,根部摩擦系数与螺帽摩擦系数影响较大.然后,本文给出了螺丝振荡增大和不同模型参数下螺丝振荡的现象的解释以及与模拟实验结果符合的经验公式.最后说明了模型的优缺点.     

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。     

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。     

磁场和温度对相对论电磁双流不稳定性的影响

本文在考虑到约束磁场B_0和等离子体温度T的情况下,导出了相对论电磁双流不稳定性的普遍色散关系。并对几种简化情况进行了分析,结果发现磁场和温度对于K⊥B_0这种电磁不稳定性具有较强的抑制作用,而且电磁不稳定性与温度的关系因波的种类不同而异。相对论效应可加强K⊥B_0的电磁不稳定性的发展,抑制静电不稳定性。最后对回旋波色散关系进行了数值计算,得到了不稳定性判据和引起不稳定性的最佳值。     

界面旋转角对双晶镁力学性质影响的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,研究了在拉伸载荷下晶界对双晶镁变形机制的影响,对不同旋转角度的模型以及对称与非对称结构的模型进行了研究.模拟结果表明:应变加载方向与晶向所成角度对双晶镁塑形变形阶段的流动应力能够产生明显的影响;对称结构的双晶镁模型的塑性性质明显优于非对称结构模型.研究结果还发现,由于晶界区域不同的位错成核及发射等运动,大角度双晶模型的塑性响应明显优于对应小角度模型的塑性响应.     

磁场和量子点尺寸对激子性质的影响

在In_0.6Ga_0.4As/GaAs量子点中,采用一维等效势模型和有限差分法理论计算了激子态的性质,得到了激子跃迁能和束缚能随磁场、横向束缚强度以及量子点尺寸的变化关系.结果表明:加入磁场后,Zeeman效应使得激子的能级简并度解除,激子的基态跃迁能与实验符合得很好;横向束缚强度或磁场强度的增加使得激子的束缚增强;量子点的尺寸对激子的束缚产生重要的影响;通过电子-空穴间平均距离以及激子体系波函数分布图像分析了其产生的物理机制.     

三维电磁粒子模拟并行计算的研究

三维电磁粒子模拟基于时域有限差分算法（FDTD）和PIC（particle-in-cell）方法.根据FDTD和PIC方法的特点,可以将整个模拟区域分割为多个子区域,每个计算进程模拟计算一个子区域,通过消息传递交换子区域的边界数据从而实现并行计算这一基本思路,完成了并行算法的设计,并分析了并行加速比的影响因素.在三维电磁粒子模拟软件CHIPIC3D上实现了该并行算法并验证了算法的正确性,最后应用CHIPIC3D并行版本对磁绝缘线振荡器和相对论速调管两种典型的高功率微波源器件进行了模拟,证明了该并行算法能取 关键词： 电磁粒子模拟 时域有限差分 并行计算 高功率微波源     

分子电流磁场的模拟演示

通过自制伏打电池，形象地模拟出分子电流磁场的存在，有利于学生形成直观印象，加深对抽象理论知识的理解．     

石墨炔管能带和力学性质的第一性原理研究

基于第一性原理计算,这篇文章研究了单壁锯齿型和扶手型石墨炔管的几何结构、电子结构以及杨氏模量.计算表明:石墨炔管是一类具有一定能隙的直接带隙半导体管,其带隙在0.4-1.3eV的能量范围,且随管径的增大而变小.而石墨炔管的杨氏模量在0.44-0.50Tpa区间变化.对于锯齿型石墨炔管,其杨氏模量随着半径的增大而变小而锯齿型石墨炔管的杨氏模量随其半径的增大而增大.     

膨胀机力学模拟试验装置

为了适应当前发展的需要,本试验装置可以研究G-M制冷机中的膨胀机在动态环境下能否可靠工作,为其提供了强有力的试验平台。本装置可以单独实现水平面的旋转或垂直面的翻转,还可以同时实现水平面的旋转和垂直面的翻转。对G-M制冷机扩大应用领域是不可或缺的试验装置。