纳米镍-铁合金/膨胀石墨复合材料的制备、表征及其电磁屏蔽性能

The composites with nano-particles of Ni-Fe alloys dispersed on the nano-layers of expanded graphite (EG) were prepared by the impregnation of EG with ethanol solutions of nickel and iron acetates， followed by drying and reduction in H₂. The square nano-particles of Ni-Fe alloys with particle sizes of mainly 20～40 nm were found to be well spread on the layers of EG. The alloy nano-particles exhibited high shielding effectiveness (SE) for electromagnetic radiations at low frequencies due to their high magnetic conductivity. Since EG is electronically conductive and displayed high SE at high frequencies， the composites exhibited good SE at wide range of frequencies. The electric and magnetic conductivities of the composites could be monitored through regulating the loadings of alloy nano-particles on EG， and it was found that the composites with 20%～40% of the alloys exhibited good SE. Specifically， the composite 27%Ni-3%Fe-EG showed the excellent SE from 66 to 110 dB at the frequencies from 300 kHz to 1.5 GHz.     

基于模糊C均值聚类的二维直流电阻率与射频大地电磁联合反演

为结合直流电阻率（direct current resistivity, DCR）与射频大地电磁（radio-magnetotelluric, RMT）法反演优势,开展了二维DCR与RMT数据联合反演研究。在经典最小结构模型正则化的基础上,采用平衡算子调节两个数据间的权重,引入模糊C均值（fuzzy C-means, FCM）聚类对电阻率模型进行约束,根据数据均方根误差自动调整FCM聚类项的权重,提高了联合反演效果。通过单独反演与联合反演结果的对比,分析了两种方法的反演能力,总结了联合反演的优势。模型试算表明,DCR与RMT数据联合反演得到的电阻率模型较单独反演更接近实际模型,FCM聚类约束的应用可进一步提高联合反演的效果。     

三段式Halbach阵列永磁电机解析建模与研究

针对传统子域模型在分析电机电磁性能时无法考虑软磁材料磁导率的缺陷,提出了一种考虑软磁材料磁导率为具体值的三段式Halbach阵列永磁电机多层解析模型。根据内部激励源和媒介的不同,将永磁电机全域划分成Halbach阵列永磁体层、气隙层、定子齿尖层和电枢绕组层4类磁场求解层。利用柯西乘积和复数形式的傅里叶级数来描述磁场求解层中媒介磁导率分布情况。基于麦克斯韦方程组建立了每个磁场求解层的拉普拉斯方程或泊松方程,结合边界条件求解出每个磁场求解层的磁矢位。利用多层解析模型计算了电机的气隙磁密、空载反电动势和输出转矩等电磁特性,并与有限元模型计算结果进行了对比。计算结果表明：多层解析模型和有限元模型计算得到的气隙磁密波形吻合得很好,两者的空载反电动势峰值和输出转矩平均值的相对误差均小于1%,证明了多层解析模型的正确性。最后利用多层解析模型研究了槽开口宽度、磁极宽度和充磁夹角对电机输出转矩的影响规律,给出了输出转矩最优的设计方案。仿真结果表明：优化后的输出转矩脉动削减了75.7%,证明所提出的多层解析模型不仅计算准确而且计算速度快,在电机的初始设计和电磁性能影响规律的探究上具有明显的优势。     

一种磁流变弹性体执行器的联合优化方法研究

磁流变弹性体（magnetorheological elastomer, MRE）执行器作为智能减振应用系统的核心元件,其结构的优化是决定执行器性能上限及系统控制成效的关键。针对目前MRE执行器优化方法及理论研究欠缺的问题,文中面向一款横向隔振的MRE执行器,基于其机械结构和有效磁路,以优越磁控性能、低功耗和快速响应时间为优化目标,提出了一种新的MRE执行器联合参数优化方法。首先,基于MATLAB和COMSOL的联合仿真,将遗传优化算法和电磁有限元分析方法进行有效结合,实现对MRE执行器的优化编程;其次,完成对器件的全局尺寸结构优化设计,使得器件具备优越磁控性能（526.21 mT）、低功耗（44.05 W）及快速响应（5.43 ms）;最后,通过搭建测试系统对优化后装配的MRE执行器进行测试和评估,验证了文中优化方法的可行性和有效性。提出的联合优化方法不仅适用于MRE执行器结构,还可为多领域减/隔振应用的共性MRE器件优化设计提供理论参考。     

消除电磁搅拌连铸坯中“白亮带”的试验研究

针对电磁搅拌连铸坯中的“白亮带”问题进行试验研究和理论分析．结果表明：铸坯凝固过程中电磁搅拌引起的钢液运动特点是能否产生“白亮带”的关键．特殊的电磁搅拌方式有效地抑制“白亮带”的产生．     

电磁搅拌对半固态钢铁组织的影响

研究电磁搅拌对半固态铸铁初生奥氏体和弹簧钢态组织的作用,研究表明：铸铁在凝固过程中,经过短时间的电磁搅拌,粗大的初生奥氏体枝晶就可以被破碎细化,而且随着搅拌功率的加大,初生奥氏体更加球状化或非枝晶化;经过电磁搅拌,引起铸铁熔体的强烈流动和温度起伏,加速了初生奥氏体枝晶二次臂的熔断和一次臂的缩短,最终使树枝状初生奥氏体转变为球状的初生奥氏体。研究还表明,电磁搅拌可以明显细化弹簧钢的柱状枝晶,代之以细     

不可逆定常态热机,制冷机与热泵的最优性能

按经典热力学,工作在两恒温热源间的正、反卡诺循环能量满足：“大小相等,方向相反”的原则,而实际热机、制冷机与热泵,由于热阻、摩擦、涡流、热漏等不可逆因素的存在,正、反卡诺循环能量不再满足此原则．为研究两源间不可逆定常态热机、制冷机与热泵的最优性能关系间的内在联系与最佳面积比,采用熵产率分析方法和引进等熵温比指数,提出并证明了功率与效率、制冷率与制冷系数、泵热率与泵热系数最优关系间应遵循的法则．该法则表明,热机、制冷机与热泵的最优性能关系是相互关联的．作为实例,文中求得了四种非线性传热条件下不可逆定常态热机、制冷机与热泵的最优性能与最佳面积比的统一表达式,从而证明了这个法则与等熵温比指数的重要性．     

关于电荷守恒的广义描述

作为电磁理论的基础之一,本文从相对论角度给出电荷守恒的一种表述方法,并讨论了电荷不变的普适性。     

一类卡诺制冷机的最小附加功率

讨论含有热阻和热漏损失的不可逆卡诺制冷机的损失．导出制冷机在给定制冷率下的最小附加功率,并作些讨论,所得结论为卡诺制冷机的优化设计提供理论依据．     

不同传热规律下的热漏损失对制冷机R—ε特性的影响

本文基于存在热阻和热漏损失的定态流不可逆卡诺制冷机模型,导出了热阻损失服从牛顿定律和热漏损失服从一般传热规律时制冷系数与制冷率间的优化关系,研究了不同传热规律下的热漏损失对制冷机优化性能影响的特点。