流体边界层上电磁力的控制效应研究

利用作用于流体边界层上的电磁体积力改变流体边界层的结构，研究电磁力对流场的控制 作用效果. 电极与磁极交替分布的电磁场激活板包覆在圆柱体表面置于流动的电解质溶液 中，产生的电磁力沿圆柱体表面分布，可以改变流体边界层的结构，从而实现对流场的控制. 用电磁屏蔽和时域控制的方法调整电磁力的时空分布参数，圆柱绕流分离点可以在前驻点和 后驻点之间变动，产生不同的控制效果. 流体边界层上的电磁力能连续控制圆柱绕流、尾流 涡街的形态. 正向电磁力具有较好的消涡、减震和减阻控制效应. 反向电磁力具有明显的增 涡控制效应，具有较强的制动控制效应，此时圆柱体表面涡量分布的对称性和稳定性被破坏.     

用格子Boltzmann方法计算电磁场中圆柱绕流的减阻问题

利用格子Boltzmann方法,模拟电磁场中的圆柱绕流过程,研究电磁力对圆柱所受阻力的影响,并分析了曲线边界处理方法和曲线边界受力的计算方法;计算得到了不同强度的电磁力作用下圆柱绕流的流线、等涡线及阻力系数.结果表明,电磁力能改变圆柱绕流的边界层结构,延缓边界层的分离,同时还能有效抑制旋涡的脱落,减少阻力.     

电磁消涡与减震技术研究

利用流体边界层上的电磁体积力控制流体边界层的周期性脱落与分离,限制尾流涡街的产生,从而实现消除涡流和减少涡生震动的目的.理论分析和实验研究表明,当圆柱表面包覆的电磁场作用参数N＞1,包覆磁场强度B≥0.5 T,流体边界层表面电流密度j为103 A/m2数量级时,对于一般情况下的流场参数而言,流体边界层上的电磁体积力具有十分良好的消涡与减震控制作用效果.优化圆柱体表面的电磁场包覆范围,可以提高电磁消涡减震控制效率.当流体边界层上的电磁体积力方向与流体边界层的流动方向相反时,电磁力又具有显著的增涡增震控制作用效果.     

强力、弱力和电磁力的大统一(IV)

在纪念中国科学院成立50 周年所举行的学术报告会上,杨振宁教授作了题为《量子化、对称和相位因子——20 世纪物理学的主旋律》的学术报告;2002年,在巴黎国际理论物理讨论会上, 他又作了类似题目：Thematic Melodies of Twentieth Centure TheoreticalPhysics: Quantization, Symmetry and Phase Factor 的报告,一再强调“量子化、对称和相位因子是20 世纪物理学的主旋律”。     

走向统一的自然力弱力和电磁力的统一(Ⅲ)

前面提到,在揭示弱力物理本质的过程中,费米在他的“β 衰变理论”中首先指出,弱力和电磁力一样,是矢量相互作用。经过许多科学家近30 年的实验和理论研究,终于证明了弱力确实是矢量相互作用。     

为什么摩擦力是由电磁力引起的

在新的普通高中课程标准实验教科书《物理》必修1 的第三章相互作用一章中指出：“自然界中最基本的相互作用是引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。常见的弹力、摩擦力是由电磁力引起的”。     

考虑动圈偏心的电动振动台等效电磁力计算方法

为了反映动圈激励电磁力对偏载工况下电动振动台横向振动的影响,提出了一种考虑动圈偏心影响的电动振动台等效电磁力计算方法。综合选取动圈通电电流、垂向位置、翻转偏心角度、径向平移偏心距及方向等5个因素,通过求取径向平移偏心距极限及假设虚拟偏心距进行变量代换,解决了现有正交试验设计方法难以应用于多个因素之间存在取值相互约束情况的问题。通过电磁有限元仿真获得了与动圈分布电磁力等效的集中电磁力样本,采用神经网络方法进行样本拟合获得了动圈全运动工况等效电磁力。仿真结果表明:径向等效电磁力主要随翻转偏心角度的增加而增加,且在大电流工况增加更迅速;采用所提方法获得的等效电磁力相对误差均在10%以内,可在满足工程误差要求的同时快速实时获得动圈全运动工况等效电磁力,解决了由有限元及精确解析方法计算等效电磁力速度慢所导致的无法进行电动振动台电磁-结构双向耦合仿真的问题。该方法也可应用于其他相似的运动系统受力计算问题。     

离心式中间包流场的大涡模拟研究

为了研究离心式中间包的流动过程,采用大涡模拟(LES)方法针对3种不同情况,即(a)电磁力加直水口注流;(b)利用钢液的位能使用弯水口注流;(c)电磁力和弯水口注流共同作用,考察了影响旋流强度和中间包内流动结构的工艺参数.结果表明,LES方法可以成功模拟离心式中间包的三维湍流流场.与单纯电磁力或单纯弯水口相比,旋转电磁力和弯水口共同作用时可使水平面的旋流强度显著增强.在原有电磁力作用的基础上,使用弯水口注流可比原流场最大速度值增加约15%~19%.     

狭义相对论变换式修正结果的验证

主要应用电磁理论对重新推导出的"尺度变换式"、"场变换式"、"力变换式"进行举例和自恰性验证。对于同一个事例,分别由修正后狭义相对论和经典电磁理论加以验证,得出了完全相同的结果。将狭义相对论中"尺缩效应"的产生原因,与经典理论中的力、场作用规律无缝地结合在一起。从中看到,经典理论中一些物理概念的提出,导致了这种殊途同归的结果。修正前的狭义相对论是不能做到这些的。修正后的洛仑兹变换式,不但可直接推导出两运动电荷间的洛仑兹力公式,还预言了"额外纵向力"的存在,是对电磁理论的进一步完善。并举出了示例。在狭义相对论范围内,重新肯定了作用力--反作用力定律。最终,牛顿定律在抛弃"低速特例"的称谓下,与修正后狭义相对论达到了完美统一。     

磁力金属带传动有效牵引力的理论研究

建立了新型磁力金属带传动（MMBT）有效牵引力的力学模型，对有效牵引力的影响因子进行了分析和数值模拟，结果表明，MMBT的有效牵引力是电磁吸引力和初张力耦合作用的结果，影响有效牵引力的因素主要有磁感应强度，初张力及围包角等，由于电磁吸引力的作用，其传载能力可得到较大幅度的增大。