一、轴对称电流的感生电场的分析与计算(论文文献综述)
王雨林[1](2019)在《用于激光等离子体的紧凑型脉冲强磁场装置及其应用》文中提出近年来实验室内的磁化高能量密度等离子体现象引起了学术界广泛的兴趣,这对许多研究领域有重要的应用价值,例如天体物理和空间物理、惯性约束聚变和激光加速等。恒星演化过程中磁化的盘风中高速射流形成和准直的机制、磁化星际介质内高能粒子的加速机制、太阳和地球磁层的磁场重联现象、地球磁层内各种波动现象和磁流体不稳定性结构等一直是天体和空间物理研究非常活跃的研究方向,磁化激光等离子体行为的实验研究有助于深入理解这些天体和空间物理现象。激光驱动的惯性约束聚变中,外加磁场可以抑制内爆靶丸的径向热传导,从而提高离子温度和中子产额;外加磁场有望取代间接驱动充气腔,在抑制腔壁等离子体膨胀的同时抑制激光受激散射。在激光加速中,外部磁场可以稳定电子加速通道、改善电子加速效果。最近国际学术界开始关注强磁场耦合强激光的磁化激光等离子体实验研究,并取得了一些重要进展。脉冲强磁场装置是磁化激光等离子体实验的关键设备,但用于激光等离子体的脉冲磁场装置发展还不成熟,需要根据各自的研究需求发展合适的脉冲强磁场装置。为了在中国科学技术大学实验室小型激光装置上开展气体靶磁化激光等离子体实验,我们自主研发了一套可用于低真空环境的紧凑型脉冲磁场装置。它可以输出95 kA的峰值电流,在约1立方厘米体积内产生12 T的准均匀磁场。我们通过改进结构设计,成功解决了高压、低电感和真空密封的技术问题,研制了首个低真空环境中正常工作的紧凑型脉冲磁场装置。我们发现脉冲磁场装置在低真空环境工作时,在某些中间气压范围,脉冲磁场的感生电场会电离背景气体、干扰有效等离子体信号。因此,我们实验、理论和模拟研究了背景气体电离的时间特征和气压依赖性,为气体靶磁化激光等离子体实验设计提供了简单实用的分析模型。该脉冲磁场装置与中国科学技术大学的小型激光装置相配合完成了有背景气体的磁化天体射流物理实验。为了开展磁化激波等高驱动能量的物理实验研究,我们需要使用上海神光Ⅱ升级激光装置等大型激光装置。因此我们研制了适用于上海神光Ⅱ升级大型激光装置的紧凑型脉冲强磁场装置。我们创造性地设计出高压大电流柔性传输线,将磁场线圈与放电系统其它部分柔性连接,使得磁场线圈在靶室内部可以通过电动平移台进行精确调节;我们也自主研发了高压大电流电触发气体开关取代原来的光触发气体开关,使装置结构更加紧凑且通用性大幅提升;我们改进了接地和电磁屏蔽措施,减少了电磁干扰的影响。该紧凑型脉冲磁场发生器在上海神光Ⅱ升级大型激光装置上配合完成了磁化激光等离子体物理实验,观察到磁场与等离子体交界面上的霍尔磁流体不稳定性现象。为了留出激光和诊断的空间,用于激光等离子体的紧凑型脉冲磁场装置一般只能使用小尺寸的单线圈或者亥姆霍兹线圈。这种小线圈的电感在放电系统总电感中所占的份额很小,例如我们现有的装置磁场的磁能只占整个能库总能量的15%以下。如果采用变压器线圈,可以大幅提升线圈部分的电感、进而提升磁能的能量份额、提高能量利用率、增大磁场强度;并且变压器的次级回路依然使用单线圈,不会遮挡光路。因此我们对变压器线圈技术进行了研究。我们首先给出了脉冲变压器线圈的设计原理,在公式中考虑了变压器次级回路对初级回路的反映阻抗;接着结合目前脉冲磁场装置的参数进行了数值计算,给出了适合现有装置的设计方案;为了验证数值计算的正确性,我们又使用电路仿真软件进行了模拟对比,使用多物理场耦合仿真软件对整个变压器线圈的电路、磁场、传热和固体力学进行了联合仿真,进一步探究变压器线圈的传热和结构力学特性;最后我们加工制作了一个实验可用的脉冲变压器线圈,并进行了放电测试,测试结果与我们之前的理论分析和模拟结果均高度一致。实验和理论模拟结果表明,当使用的变压器初级线圈直径为25 mm、初级线圈匝数为10匝时,峰值磁场比直接使用单线圈时提升了 120%。变压器线圈显着提升了能量利用率,在将来的装置升级中有很大的应用前景。除了脉冲磁场装置的研发工作以外,我们使用该装置与中国科学技术大学的小型纳秒激光器相配合开展了激光烧蚀的物理实验,首次发现外加脉冲强磁场可以显着增强激光烧蚀。我们实验上测量了有无外加脉冲强磁场时激光烧蚀情况,从离子电荷量、脉冲激光沉积镀膜两个方面确认外加脉冲强磁场增强激光烧蚀效率一个量级以上,并且镀膜面积更大、大颗粒液滴污染显着减小、高能离子成分明显被抑制。通过测量等离子体发光、激光烧蚀坑、大颗粒液滴喷射等,发现增强激光烧蚀来源于稳态磁场的激光等离子体再烧蚀和脉冲磁场感应烧蚀,脉冲磁场感应烧蚀消除了大部分的大颗粒液滴污染。外加脉冲强磁场改善激光烧蚀可以用于改进脉冲激光沉积镀膜技术,它可以大幅度抑制大颗粒液滴污染、减弱高能离子成分导致的晶格缺陷、显着增大镀膜尺寸、成量级的增加镀膜效率,可以极大地促进脉冲激光沉积镀膜技术的发展。
李汝良[2](1991)在《轴对称电流的感生电场的分析与计算》文中进行了进一步梳理本文指出了文[1]中的错误.利用感生电场的场方程对轴对称的变化电流内外的感生电场的方向给出了严格的证明,对感生电场的分布给出了正确的计算结果.
韩勇[3](2013)在《缠绕式电脉冲水处理系统阻垢效能优化关键技术研究》文中进行了进一步梳理水垢问题一直是困扰人类日常生活和生产的重要问题,它的存在不但严重影响人们的身体健康,而且会降低工业生产中的能量交换效率,并导致严重的安全隐患。缠绕式电脉冲水处理系统(circumvolute electronic pulse watertreatment system,简称CEPWT系统)是一种基于交变电场阻垢原理的水处理系统,被广泛应用于解决工业硬水及民用硬水的水垢问题,其阻垢效果较为显着。但是到目前为止,交变电场的阻垢机理还没有被人们完全掌握,因此缠绕式电脉冲水处理系统在实际的工程应用中缺乏可靠的理论指导,从而导致了系统阻垢性能的不稳定。本文研究的目的是在完善交变电场阻垢机理研究结论的基础上,探索缠绕式电脉冲水处理系统关键参数的优化方法,为缠绕式电脉冲水处理系统阻垢性能的优化提供可靠的理论基础。本文紧紧围绕缠绕式电脉冲水处理系统阻垢性能优化这一主题,针对国内外在交变电场阻垢机理研究过程中存在的争议问题,应用分子动力学模拟的方法从微观层面上实现了对交变电场阻垢机理的研究;针对当前缠绕式电脉冲水处理系统在应用过程中缺乏理论指导的现状,通过建立系统等效电路数学模型并结合交变电场阻垢机理以及电场作用下的电解质溶液理论,确立了系统关键参数的优化方法,该方法为缠绕式电脉冲水处理系统在实际工程中的高效应用提供了重要的理论指导。针对目前交变电场阻垢机理尚不明确以及缺乏交变电场作用下硬水溶液微观结构变化研究结论的问题,本文应用非平衡分子动力学方法研究了交变电场对CaCl2溶液微观结构及热动力学性质的影响,通过对CaCl2溶液中钙离子的径向分布函数,以及钙离子和水分子的自扩散系数的计算,观察水合钙离子的离子半径、钙离子及水分子的扩散速率在施加交变电场前后的变化,并进一步详细分析了CaCl2溶液微观结构及热动力学性质的变化对碳酸钙沉淀生成及生长过程的影响,从微观层面上较好的解释了交变电场的阻垢机理。针对目前缺乏对缠绕式电脉冲水处理系统工作过程精确控制的方法,并且对输水管材料的选择以及激磁信号波形的选择缺乏理论指导的问题,建立了系统的等效电路数学模型,并根据系统特点对模型进行合理简化,该模型可较好地描述缠绕式电脉冲水处理系统在整个时域内的工作状态;运用有限元方法研究了感生磁场在不同材料水管中的分布,实现了对最优输水管材料的选择;提出了一种可有效简化缠绕式电脉冲水处理系统数学模型求解过程的方法,并实现了对最优激磁信号波形的选择。为确定阻垢效果与缠绕式电脉冲水处理系统关键参数之间的对应关系,建立了溶液中感生电流的近似表达式;在基于之前得到的针对交变电场阻垢机理的研究结论,以及深入分析了影响缠绕式电脉冲水处理系统阻垢效果关键因素的基础上,结合外加电场下的电解质溶液理论,实现了缠绕式电脉冲水处理系统关键参数的优化设置,从而实现了对系统阻垢性能的优化。通过实验证明,本文建立的缠绕式电脉冲水处理系统关键参数优化设置方法,可以正确反映系统关键参数与阻垢性能之间的定量关系。
赵继广[4](2018)在《加速器实验证实变化电流产生“感生电场”》文中研究说明通过分析实验可知,电磁感应定律有其不足和局限性;从变化电流的作用规律可知,感生电场不一定是涡旋电场。
李凤敏[5](2011)在《电场及磁场的对称性分析》文中研究说明利用对称性的概念和矢量场的对称性分析计算方法,讨论了某些具有对称性的带电体场及载流体场的计算,特别是对其中的重点和难点问题进行了详细的分析和论证。对称性方法可以使具有对称性的场的计算问题的物理图像清晰,简化计算,易于理解。
韩勇,赵永平,柴鑫,刘小龙[6](2011)在《直流脉冲水处理系统感生电流解析建模及激磁线圈优化》文中研究说明为了准确定量研究直流脉冲水处理系统阻垢机理,提出基于微弱感生电流解析模型的阻垢效果评价方法。对直接决定阻垢效果的溶液感生电流进行解析建模,得到感生电流的解析表达式。用感生电流对溶液做功的平均功率衡量感生电场对溶液作用的强弱,并且基于平均功率与激磁线圈尺寸参数之间的函数关系得到激磁线圈的优化方法,用精确度较高的二维有限元分析方法对实例系统的溶液感生电流进行计算,计算结果与感生电流解析式得到的结果较好地吻合,平均计算误差为3.58%,验证了模型的正确性。激磁线圈优化设计表明,在一定的线圈尺寸约束条件下,线圈匝数越少,线圈半径越小,则平均功率越大。特别是在水管半径已经确定的前提下,当线圈的长度等于线圈直径时,可使平均功率达到最大值,当半径为0.01、0.03、0.05 m,线圈匝数为20、30、50时,平均功率最大值可以达到6×10-6、3×10-76、×10-8 W。
蒋燕[7](2016)在《磁共振式无线电能传输装置电磁安全性研究》文中提出磁共振式无线电能传输技术是一种利用具有相同固有频率的谐振器,通过给发射端的谐振器处于该谐振频率点的电源激励,使发射与接收端的谐振器形成共振,从而实现谐振器之间能量无线传输的技术。磁共振式无线电能传输技术独特的工作原理使该技术具有非接触、无磨损、维护工作量小、受天气变化的影响小等特点,使该技术得到了广泛的应用。尤其是在高压输、配电线路电力监测供电领域,该技术以其自身优点,对于恶劣的户外高压强电环境具有较好的适应性,国家电网公司、南方电网公司都将与相关的研究列为重点科技项目。然而,随着近几年该技术的不断发展,人们开始越来越重视其电磁安全性问题,为此迫切地需要了解使用无线电能传输设备时是否会对周围的线路和设备造成影响,装置工作时所产生的电磁辐射是否会影响到人体及其他生物体的健康。为此,本文主要结合高压电力监测应用领域的在线监测终端无线供电装置(南方电网公司重点示范项目:K-GX2012-034智能电网监测终端无线供电装置的研发),开展了电磁安全性的研究,具体包括:(1)无线供电装置周围的电磁场分布;(2)无线供电装置与人体的相互影响;(3)高压输电线路及其周围电子设备与无线供电装置的相互影响。其中电磁场的分布是整个研究的基础,与其他两项密切相关。具体地说,本文的研究成果主要体现在以下四个方面的内容:1.通过分析磁共振式无线电能传输的传输性能与工作频率的关系,提出了仅在发射端实现、无需双边通信的频率调谐策略,使系统即使处于恶劣的工作环境也能保持较优的工作状态,并为电磁场的分布提供了计算依据。2.通过搭建高压线路在线监测终端无线供电装置平台,对该装置周围的电磁场分布进行研究。利用Lipshitz积分和Neumann加法定理推导的“倒数距离”展开式,完成了圆柱式双线圈结构的无线供电装置工作状态下周围磁场及其感生电场的计算,并通过仿真验证了计算方法的有效性。进一步地,对发射、接收端工作在共振状态条件下,装置周围的磁场及其感生电场进行了数值计算,并绘制了场分布图。在电场的计算中,将发射线圈和接收线圈的电势差问题考虑进来,并针对此电势差产生的电场,利用Ansoft Maxwell软件进行仿真建模,分析得到电场的分布,并通过实验测试对共振工作条件下的装置周围磁场和电场的分析结果进行了验证。分析结果表明,高压线路在线监测终端无线供电装置中,装置周围的磁场感生的电场非常小,传输线圈电势差产生的电场在无线供电装置周围电场的分布中占主导作用。上述电磁场的分析研究为后续电磁安全性问题的研究提供了理论基础。3.研究了无线供电装置与人体的影响。对于安装在高压线路上的无线供电装置通过电磁场的计算与电磁暴露的标准限值进行比较,对装置的安全性设计提供理论依据。对处于开发、测试阶段的装置,分别给出了磁场的计算方法和基于边值条件假设的电场近似计算方法,并将计算结果与电磁暴露的标准限值进行比较,可快速方便给出装置电磁暴露的建议安全范围。通过建立人体等效肌肉模型,并利用仿真计算,将其结果与现行的辐射暴露SAR限值标准进行比较分析,结合电场和磁场的安全范围,最终给出装置周围电磁安全范围的建议。相应地,通过比较人体肌肉模型置于装置周围前后高压线路在线监测终端无线供电装置共振频率、S参数、效率的变化,分析人体对装置的影响。4.对应用于高压环境中的无线供电装置与高压载流导线及其周围电子设备的影响进行了研究,探讨了三种典型安装方式条件下,装置与高压载流导线的相互影响。同时提出了高压环境下装置对线路绝缘子绝缘强度的设计要求,并通过工频耐压等测试验证了高压线路在线监测终端无线供电装置在高压环境下的绝缘强度及工作性能,按照国家相关标准分别进行了射频设备电磁骚扰测试和工频磁场抗扰度试验、脉冲磁场抗扰度试验以及射频电磁场辐射抗扰度测试。此外,对于装置运行时可能存在的雷击浪涌、电压跌落、静电现象等其他因素的影响也进行了相关的测试分析。
范费彬[8](2019)在《实验室等离子体中电子尺度的磁场重联研究》文中研究说明磁场重联是空间等离子体的重要基本物理过程之一。重联发生时相互反向的磁力线彼此靠近,随后断开重新连接,磁力线拓扑位形发生改变,并伴随着磁能快速转换为等离子体热能和动能。作为重要的磁能转化机制,磁场重联在太阳耀斑、日冕物质抛射以及磁层亚爆等爆发性空间现象中扮演着非常重要的角色。因此磁场重联的研究一直都是空间物理学研究的重要部分。卫星观测、数值模拟和地面实验是目前研究磁场重联的主要手段,其中地面实验因其对等离子体的可控性以及测量的全面性、主动性、多点同时及高精度等特点,越来越受到重视。磁场重联的实验研究从上世纪七十年代开始兴起,距今已有近五十年的历史。国际上现有的多个实验装置各有特点,如等离子体产生方式、重联位型及驱动机制各不相同,因此各装置所关注的物理问题也有所侧重。2003年起张寿彪等人基于中国科学技术大学的线性磁化等离子体装置(KLMP),在国内开始磁场重联地面实验探索。从2016年起我们在原有基础上继续在KLMP装置上系统开展磁场重联实验研究。采用氧化物阴极放电方式,沿装置轴向产生直径15cm的均匀、高密度等离子体柱。线圈组产生30G-300G的均匀轴向磁场用于约束等离子体,并可作为重联引导场。重联位型的构建通过两根沿轴向相互平行的导体棒实现,导体棒置于等离子体柱上下两侧,间隔10cm。棒通上同向脉冲电流产生反向磁场位型。在脉冲电流上升阶段,导体棒上产生的磁场向中心区域挤压,驱动磁场重联的发生。实验中磁场重联为电子尺度的无碰撞重联,但由于装置尺度的限制,离子的运动会与电子耦合。本文中对磁场重联的实验研究的主要内容有:(1)磁场重联的实验验证我们在两种放电模式下验证了装置中重联的发生。在常规单阳极放电条件下,通过测量面外电流以及公共通量与私有通量比值的演化,结合磁场在有等离子体情况下与真空情况下的对比,初步证明了磁场重联的发生。通过在装置尾部加装第二阳极,使等离子体柱中携带了背景电流。当背景电流与预期重联电流片电流同向时,面外电流有明显增长,由等离子体密度演化可以观测到两侧明显的出流;当两者反向时,无明显面外电流产生,等离子体密度基本不变且没有明显的出流产生。两种情况下的对比证明了磁场重联的发生,并表明等离子体中的背景电流对重联发生有较大的影响。(2)重联定标率的实验研究。我们自主研制了程控脉冲电源,为导体棒提供电流上升沿边分段可调的脉冲大电流,以期通过改变驱动电流上升沿斜率来改变重联驱动强度,以研究不同驱动下的磁场重联。实验测量到重联入流速度随电流上升沿斜率增大而增大,表明实验中驱动的可调节性。通过测得面外电场与面外电流之比,得到有效电阻率ηeff,发现在重联过程中ηeff-大于计算所得经典电阻率ηc,表明反常电阻的存在。我们使用有效电阻率与经典电阻率之比表示电阻率的反常程度,并以此作为定量描述磁场重联的物理量进行定标率研究。随着重联驱动的增强,ηeff-/ηc也随之增强,但在重联驱动达到一定强度后有饱和趋势。实验中第一阳极上增加栅网,使背景等离子体的电子温度由3.6eV升高至9.2eV,电子碰撞减弱。结果表明,在更弱碰撞下,电阻’反常’特性有明显增强,但随不同驱动的变化趋势与更强碰撞时一致。
张汉[9](2019)在《基于电感耦合的穿透金属能量传输系统研究与设计》文中进行了进一步梳理金属具有机械强度高、耐久性好以及极端环境下物理和化学性质稳定的优点,常常作为系统隔离的首选材料。但是,不破坏金属容器的密闭性,实现由外向内部的能量传输具有很大的挑战。基于电感耦合的穿透金属能量传输(穿透金属IPT)具有安全性高、寿命长、维护成本低和对环境无污染等优点,本文针对穿透金属IPT系统进行了理论分析和仿真实验研究,主要研究内容为:1)考虑非接触特性与金属涡流影响,建立了穿透金属IPT系统的理论模型,确定系统最佳工作频率范围,通过仿真和实物实验验证了最佳工作频率范围的正确性。2)针对IPT交变电流和金属涡流对空间造成辐射的叠加影响,本文首先从理论上分析了空间磁感应强度,获得磁场方向、幅度和相位变化情况;然后建立有限元分析模型,通过Maxwell和Simplorer联合仿真,获得磁场辐射变化特性和周期性以及线圈特性及空间位置与磁场辐射的数值关系。3)设计穿透金属IPT系统,分别分析能量发射模块、耦合谐振传输模块和能量接收模块的电路设计需求。设计电路,并测试系统的传输效果,最后使得穿透5mm铝板的传输效率达到2.43%。
宋文娟[10](2019)在《高温超导复合导体及超导线圈的交流损耗研究》文中研究表明超导线圈是高温超导电力设备的关键部件之一。对高温超导线圈的研究不仅是高温超导电力装置的基础性工作,还是高温超导电力装置亟需解决的重要技术难题和关键性问题。交流损耗是研究超导线圈的重要方面,它直接影响到超导电力装备的效率、制造和运行成本、重量以及系统的运行稳定性。大容量超导电力设备要求大电流超导线圈和高载流性能的导体。因此,对高载流能力的高温超导复合导体的研究具有重要意义。基于数值计算和实验测试的研究手段,本文先后分析超导带材、大电流复合导体和超导线圈的电流分布、磁场分布与交流损耗特性。以超导线圈在超导变压器中的应用为例,开展超导变压器绕组结构优化设计、绕组的损耗特性及失超检测方法研究。(1)建立传输电流在堆叠导体各股线中的分布均匀性对损耗影响的数值分析模型,提出电流在堆叠导体各股线间演变分布的电路模型。通过比较由4/2罗贝尔电缆绕制的无感堆叠导体与由多根带材并绕而成的无感堆叠导体的交流损耗值,得出如下结论:电流在堆叠体各股线间均匀分布时,交流损耗最低;在高均一化电流段,电流非均匀分布的堆叠体损耗是均匀分布时的2倍以上。首次提出由高载流能力的罗贝尔电缆绕制大容量无感线圈的方案,以及罗贝尔电缆的临界电流和损耗可由单个电压引线回路测试的简化实验方案。(2)提出依据超导单带的临界电流和交流损耗评估由任意根同性能该带材组成的简单垂直堆叠导体交流损耗的经验公式。发现由任意偶数根带材组成的ABAB型无感堆叠导体的损耗与AB无感堆叠体的损耗数值基本相同。实验测试了由1、2、4和6根超导带以不同的排列方式组成的有感/无感堆叠导体的交流损耗。以两带材堆叠导体为例,若电流在两根导体中的方向相同,记为AA,否则记为AB。结果表明,相比于AAAA和ABAB型导体,AABB型堆叠导体既能提高导体的通流能力,又能降低交流损耗。(3)创新性的综合采用H公式法、均质化方法、边缘元法以及结构化剖分法,并首次将其应用于搭建MW级以上大匝数超导变压器绕组交流损耗的有限元数值计算模型。该数值方法突破了传统上大匝数超导电力设备中超导线圈的计算周期长的禁锢,并保持较高的计算精度。在应用该方法分析1 MVA超导变压器绕组的损耗特性时,提出当固定高压绕组的高度后,在低压绕组中存在最优匝间距值,使得变压器绕组的损耗最低。当匝间距小于最优匝间距时,变压器绕组的损耗随着匝间距的增加而降低;当匝间距大于最优匝间距时,变压器绕组的损耗随着匝间距的增加而增加。(4)以降低交流损耗为目标,开展6.5 MVA超导牵引变压器绕组结构优化设计。结果表明:在给定变压器的额定电压和额定容量后,变压器绕组的交流损耗随着绕组高度的增加而降低;变压器绕组的交流损耗随着短路阻抗的增大而增加;带材的临界电流越高,临界电流在外磁场中的衰减程度越小,绕组损耗越小;在绕组端部安装导磁环来改变绕组端部的垂直磁场分布,可以使绕组损耗降低20%-40%。(5)提出一种基于电压差与相位角的超导线圈的失超检测方法。从超导线圈中间引出的抽头将线圈分成两部分,以电流相位为基准,根据两部分超导线圈的端电压之差ΔU,及该电压差与纯感性电压的相位角Δφ,可计算得出失超电压的幅值,Ur=ΔU*sin(Δφ)。该方法将线圈端电压与失超电压的微弱相位角放大,利于快速检测到失超电压信号。
二、轴对称电流的感生电场的分析与计算(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、轴对称电流的感生电场的分析与计算(论文提纲范文)
(1)用于激光等离子体的紧凑型脉冲强磁场装置及其应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 引言 |
1.1 磁场与等离子体相互作用概述 |
1.1.1 磁惯性约束聚变 |
1.1.2 实验室天体物理 |
1.1.3 激光等离子体粒子加速 |
1.1.4 基础等离子体物理 |
1.1.5 脉冲激光沉积镀膜 |
1.2 论文的主要内容和安排 |
参考文献 |
第二章 用于磁化激光等离子体实验的磁场装置综述 |
2.1 用于磁化激光等离子体实验的稳态磁场装置 |
2.2 用于磁化激光等离子体实验的脉冲磁场装置 |
2.2.1 使用螺线管作为负载的大型脉冲磁场装置 |
2.2.2 使用单线圈作为负载的紧凑型脉冲磁场装置 |
2.3 本章小结 |
参考文献 |
第三章 脉冲强磁场装置设计原理和放电参数诊断技术 |
3.1 脉冲强磁场装置设计原理 |
3.1.1 磁场参数和技术路径 |
3.1.1.1 磁场强度与磁体材料选择 |
3.1.1.2 螺线管还是单匝线圈 |
3.1.2 放电电路设计 |
3.1.3 开关 |
3.1.3.1 气体开关的主要特性参数 |
3.1.3.2 气体开关的触发系统 |
3.1.4 传输线 |
3.1.5 真空馈通 |
3.2 磁场装置的放电参数诊断方法 |
3.2.1 磁探针 |
3.2.1.1 磁探针结构 |
3.2.1.2 磁探针标定方法 |
3.2.1.3 磁探针标定过程 |
3.2.2 自制罗氏线圈标定 |
3.2.2.1 罗氏线圈设计 |
3.2.2.2 罗氏线圈制作 |
3.2.2.3 罗氏线圈标定 |
3.3 本章小结 |
参考文献 |
第四章 用于中国科技大学小型激光装置的脉冲磁场装置 |
4.1 脉冲磁场装置设计 |
4.2 放电测试结果与模拟对比 |
4.3 低真空环境中放电实验 |
4.4 感生电场击穿的理论分析和模拟结果 |
4.4.1 感生电场的理论分析模型 |
4.4.2 感生电场二维轴对称模拟 |
4.4.3 背景气体电离与气压关系的理论分析 |
4.5 有背景气体的磁化激光等离子体实验 |
4.6 本章小结 |
参考文献 |
第五章 用于上海神光Ⅱ升级大型激光装置上的脉冲磁场装置 |
5.1 脉冲磁场装置设计 |
5.2 放电测试结果 |
5.3 在神光Ⅱ升级激光装置上的初步实验结果 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 脉冲变压器线圈 |
6.1 脉冲变压器线圈理论推导 |
6.2 脉冲变压器线圈数值模拟 |
6.3 脉冲变压器线圈放电测试 |
6.4 本章小结 |
参考文献 |
第七章 外加脉冲强磁场增强激光烧蚀 |
7.1 实验排布 |
7.2 实验结果及分析 |
7.2.1 离子电荷量和离子能谱 |
7.2.2 脉冲激光沉积镀膜的厚度和形貌 |
7.2.3 外加脉冲强磁场增强激光烧蚀的物理机制探究 |
7.2.4 纹影诊断技术确认增强烧蚀的主要机制 |
7.3 本章小结 |
参考文献 |
第八章 总结与展望 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
已发表论文 |
学术会议 |
(3)缠绕式电脉冲水处理系统阻垢效能优化关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 缠绕式电脉冲水处理系统工作原理 |
1.2.1 热交换设备结垢分析 |
1.2.2 系统工作原理 |
1.3 电脉冲交变电场阻垢机理的研究现状 |
1.3.1 交变电场对碳酸钙成核作用影响的研究 |
1.3.2 交变电场对碳酸钙晶体结构影响的研究 |
1.3.3 交变电场对水溶剂性质影响的研究 |
1.4 缠绕式电脉冲水处理系统的参数优化研究现状 |
1.5 本研究领域存在的关键技术问题 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 交变电场阻垢机理的分子动力学研究 |
2.1 引言 |
2.2 分子动力学方法的基本原理 |
2.2.1 牛顿运动方程的求解 |
2.2.2 统计系综简介 |
2.2.3 温度控制方法 |
2.2.4 压力控制方法 |
2.2.5 采用的势能函数 |
2.2.6 周期性边界条件 |
2.3 外加交变电场下 CACL2溶液分子模拟细节描述 |
2.3.1 外加交变电场波形及其参数选择 |
2.3.2 模拟细节描述 |
2.4 模拟结果及讨论 |
2.4.1 本文模拟方法的正确性验证 |
2.4.2 外加交变电场作用下的径向分布函数计算 |
2.4.3 外加交变电场作用下的自扩散系数计算 |
2.5 本章小结 |
第3章 缠绕式电脉冲水处理系统数学模型的建立 |
3.1 引言 |
3.2 缠绕式电脉冲水处理系统数学模型的建立 |
3.2.1 不同导磁性质的水管材料对电磁场分布的影响 |
3.2.2 系统数学模型的建立 |
3.3 基于线性系统叠加理论的 CEPWT 系统数学模型求解方法 |
3.3.1 线性系统叠加方法对 CEPWT 系统数学模型的求解 |
3.3.2 感生电流表达式的仿真验证 |
3.3.3 线性系统叠加求解方法的性能评价 |
3.3.4 不同波形激磁信号下感生电流的平均功率研究 |
3.4 本章小结 |
第4章 缠绕式电脉冲水处理系统关键参数优化 |
4.1 引言 |
4.2 溶液中感生电流近似表达式的建立 |
4.2.1 激磁电流近似求解分析 |
4.2.2 激磁电流的近似表达式 |
4.2.3 感生电流的近似表达式 |
4.3 感生电流近似表达式的仿真验证 |
4.3.1 仿真描述 |
4.3.2 仿真结果 |
4.4 系统关键参数的优化 |
4.4.1 影响处理效果因素的分析 |
4.4.2 激磁信号频率的优化 |
4.4.3 激磁线圈尺寸参数的优化 |
4.5 实验验证及结果分析 |
4.5.1 实验用缠绕式电脉冲水处理系统设计方案 |
4.5.2 实验验证参数的选取 |
4.5.3 表面张力的测定及实验结果分析 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
致谢 |
个人简历 |
(4)加速器实验证实变化电流产生“感生电场”(论文提纲范文)
1 从实验角度分析感生电场 |
2 法拉第电磁感应定律的不足 |
3 法拉第电磁感应定律的局限性 |
4 法拉第电磁感应定律的本来含义 |
5 感生电场不一定是涡旋电场 |
6 应用 |
(5)电场及磁场的对称性分析(论文提纲范文)
1 关于场矢量 |
2 利用对称性分析具体实例 |
2.1 长直螺线管磁场变化引起的感生电场 |
2.2 轴对称载流体的磁场 |
2.3 无限长均匀带电圆柱面的电场 |
3 结束语 |
(6)直流脉冲水处理系统感生电流解析建模及激磁线圈优化(论文提纲范文)
0 引 言 |
1 感生电流解析模型 |
1.1 直流脉冲水处理系统工作原理 |
1.2 溶液中感生电流解析模型 |
1.3 感生电场对溶液做功的平均功率与线圈尺寸参数的函数关系 |
2 感生电流模型仿真验证 |
3 线圈尺寸参数与平均功率关系 |
1) 平均功率P与线圈半径r的关系 |
2) 平均功率P与线圈匝数n的关系 |
4 结 论 |
(7)磁共振式无线电能传输装置电磁安全性研究(论文提纲范文)
论文创新点 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 无线电能传输技术电磁安全性的国内外的研究现状 |
1.2.1 国内外研究现状 |
1.2.2 相关标准 |
1.3 主要研究难点 |
1.4 本文主要研究内容及结构安排 |
2 磁共振式无线电能传输系统的实现与方法 |
2.1 磁共振无线电能传输技术的传输原理 |
2.2 磁共振式无线电能传输系统的分析方法和技术 |
2.2.1 电路分析 |
2.2.2 耦合模分析 |
2.2.3 散射矩阵分析 |
2.3 磁共振无线电能传输系统的选频特性及频率调谐控制 |
2.3.1 选频特性及频率分裂 |
2.3.2 频率调谐控制 |
2.4 电磁兼容及安全性的相关标准 |
2.5 本章小结 |
3 高压电力监测应用中无线供电装置的电磁场分析 |
3.1 引言 |
3.2 高压线路在线监测终端无线供电装置的设计与实现 |
3.2.1 高压线路在线监测终端无线供电装置整体架构 |
3.2.2 高压线路在线监测终端无线供电装置模块设计 |
3.2.3 高压线路在线监测终端无线供电装置的频率调谐 |
3.3 电磁场理论计算及分析 |
3.3.1 发射端电场、磁场分离计算 |
3.3.2 整体合成磁场及其感生电场的计算 |
3.3.3 传输线圈电势差产生的电场 |
3.4 实验测量 |
3.5 本章小结 |
4 无线供电装置与人体的电磁安全性分析 |
4.1 引言 |
4.2 无线供电装置对人体影响的评估指标及方法 |
4.2.1 暴露限值 |
4.2.2 评估方法 |
4.3 高压输、配电线路上的无线供电装置与人体的影响分析 |
4.4 测试研发阶段装置与人体影响分析的仿真建模 |
4.4.1 等效人体组织建模设计 |
4.4.2 仿真建模 |
4.4.3 仿真计算的理论分析 |
4.5 测试研发阶段无线供电装置对人体影响分析 |
4.5.1 磁场暴露的安全范围建议 |
4.5.2 电场暴露的安全范围建议 |
4.5.3 SAR值的比较及建议 |
4.6 测试研发阶段人体对无线供电装置的影响分析 |
4.7 本章小结 |
5 无线供电装置在高压环境下的电磁安全性分析 |
5.1 引言 |
5.2 无线供电装置与高压载流导线的相互影响 |
5.2.1 无线供电装置与高压载流导线磁场的相互影响 |
5.2.2 无线供电装置对高压线路绝缘子的绝缘强度要求 |
5.2.3 高压条件下无线供电装置的耐压及绝缘强度 |
5.3 无线供电装置与周围电子设备的相互影响 |
5.3.1 无线供电装置对周围电子设备的影响 |
5.3.2 周围电子设备对无线供电装置的影响 |
5.4 高压环境中其他因素对无线供电装置的影响 |
5.4.1 静电防护 |
5.4.2 雷击过电压 |
5.4.3 电源跌落防护 |
5.5 无线供电装置的电磁兼容设计 |
5.6 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 本文的研究总结 |
6.2 后续研究工作的展望 |
参考文献 |
攻博期间发表的论文与科研成果目录 |
致谢 |
(8)实验室等离子体中电子尺度的磁场重联研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 引言 |
1.1 空间等离子体中的磁场重联 |
1.1.1 太阳大气中的磁场重联 |
1.1.2 地球磁层中的磁场重联 |
1.2 磁场重联的经典模型 |
1.2.1 磁流体力学(MHD) |
1.2.2 Sweet-Parker模型 |
1.2.3 Petscheck模型 |
1.3 无碰撞磁场重联 |
1.3.1 双流体模型和广义欧姆定律 |
1.3.2 无碰撞磁重联的多尺度结构 |
1.4 磁场重联的研究方法 |
1.4.1 磁场重联的数值模拟 |
1.4.2 磁场重联的卫星观测 |
1.4.3 磁场重联的地面实验 |
第二章 磁场重联的地面实验研究 |
2.1 LCD装置中的一些重要结果 |
2.1.1 LCD装置介绍 |
2.1.2 磁场拓扑位型 |
2.1.3 等离子体密度和电子温度 |
2.1.4 能量耗散与电阻率 |
2.2 MRX装置中的一些重要结果 |
2.2.1 MRX装置介绍 |
2.2.2 磁场位型及电流片 |
2.2.3 磁场重联中的Hall效应 |
2.2.4 等离子体碰撞对电阻率的影响 |
2.2.5 实验中对Sweet-Parker模型的修正 |
2.3 其它的磁场重联实验装置 |
第三章 线性磁化等离子体装置以及重联位型的构造 |
3.1 线性磁化等离子体装置 |
3.1.1 装置主体结构 |
3.1.2 氧化物阴极等离子体源 |
3.1.3 装置的真空 |
3.2 磁场重联的构造及驱动 |
3.2.1 重联位型的构造 |
3.2.2 程控重联驱动电源 |
3.3 磁场及等离子体参数的二维诊断 |
3.3.1 二维移动探针平台 |
3.3.2 静电探针 |
3.3.3 磁探针 |
3.3.4 探针整体设计 |
3.3.5 磁探针的标定 |
3.4 其它参数的诊断 |
3.4.1 电场的测量 |
3.4.2 面外电流的测量 |
3.4.3 高速相机 |
第四章 实验中磁场重联的验证 |
4.1 磁场重联的初步验证 |
4.1.1 早期实验的放电模式 |
4.1.2 磁场拓扑位型 |
4.1.3 磁场重联的判据 |
4.1.4 磁场重联中的密度演化 |
4.2 预设背景电流的磁场重联 |
4.2.1 携带电流的背景等离子体 |
4.2.2 两种不同重联位型 |
4.2.3 位型1下的磁场重联 |
4.2.4 位型2与位型1的对比 |
第五章 重联定标率的实验研究 |
5.1 不同强度的重联驱动 |
5.1.1 通过重联驱动电流改变重联驱动 |
5.1.2 重联入流速度的计算 |
5.1.3 驱动电流上升沿对重联入流的影响 |
5.2 不同驱动下重联中的电阻率 |
5.2.1 重联中的经典电阻率 |
5.2.2 重联中的等效电阻率 |
5.2.3 重联驱动对电阻率的影响 |
5.2.4 等离子体碰撞对重联电阻率的影响 |
第六章 讨论和展望 |
6.1 实验中一些问题的讨论 |
6.1.1 重联电流片的尺寸 |
6.1.2 实验中磁场重联的类型 |
6.1.3 实验中重联率的讨论 |
6.1.4 重联过程中的广义欧姆定律 |
6.1.5 实验中电场测量的误差 |
6.1.6 实验中密度增长的讨论 |
6.2 未来工作的展望 |
6.3 一个新的磁场重联实验装置 |
第七章 总结 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(9)基于电感耦合的穿透金属能量传输系统研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义与背景 |
1.2 穿透金属IPT系统分析 |
1.2.1 IPT技术 |
1.2.2 穿透金属IPT系统架构 |
1.3 穿透金属IPT技术研究现状 |
1.4 论文创新工作总结 |
1.5 论文结构和主要内容 |
第二章 穿透金属IPT技术原理和耦合谐振传输模块设计 |
2.1 电磁学基本理论 |
2.1.1 麦克斯韦方程组 |
2.1.2 柱面坐标系 |
2.1.3 分离变量法 |
2.1.4 贝塞尔函数 |
2.2 耦合传输原理 |
2.3 耦合线圈材料选择 |
2.4 电容补偿拓扑选择 |
2.5 SS谐振感应链路分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 穿透金属耦合线圈最佳工作频率分析 |
3.1 单匝线圈电磁模型分析 |
3.2 单匝线圈最佳工作频率分析 |
3.2.1 单匝线圈电场解析式分析 |
3.2.2 单匝线圈电场幅度与相位特性分析 |
3.2.3 单匝线圈电场频率范围分析 |
3.3 最佳工作频率范围分析 |
3.3.1 r或r_0对最佳工作频率范围的影响 |
3.3.2 r_0对最佳工作频率范围的影响 |
3.3.3 最佳工作频率范围的限制 |
3.4 多匝线圈最佳工作频率设计方案 |
3.5 仿真和实物实验验证 |
3.5.1 Maxwell和 Simplorer联合仿真 |
3.5.2 实物实验验证 |
3.6 本章小结 |
第四章 穿透金属IPT系统磁场辐射特性分析 |
4.1 穿透金属IPT系统磁场分析 |
4.1.1 单匝线圈模型磁场分析 |
4.1.2 能量发射端磁场特性分析 |
4.1.3 多匝线圈模型磁场分析 |
4.2 Maxwell和 Simplorer联合仿真 |
4.2.1 仿真模型磁场分布分析 |
4.2.2 仿真模型磁场辐射分析 |
4.3 线圈特性和空间位置对磁场辐射影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 穿透金属IPT电路设计与系统实验 |
5.1 能量发射模块 |
5.1.1 DC-DC电路 |
5.1.2 PWM控制模块电路 |
5.1.3 全桥逆变电路及软开关优化 |
5.2 能量接收模块 |
5.3 穿透金属IPT系统实验结果 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文小结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
(10)高温超导复合导体及超导线圈的交流损耗研究(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题的研究背景与意义 |
1.2 超导体交流损耗的国内外研究发展现状 |
1.3 超导线圈在超导电力设备中的研究发展现状 |
1.3.1 超导变压器的研究发展现状 |
1.3.2 超导限流器的研究发展现状 |
1.4 课题研究的主要内容 |
2 高温超导体交流损耗理论与建模 |
2.1 超导体基本理论 |
2.2 超导体基本模型 |
2.2.1 临界态模型 |
2.2.2 E-J幂次定律 |
2.2.3 Kim模型 |
2.3 交流损耗的分类 |
2.4 交流损耗的计算 |
2.4.1 交流损耗的求解原理 |
2.4.2 交流损耗的解析计算方法 |
2.4.3 交流损耗的数值计算方法-H公式法 |
2.4.4 均质化理论 |
2.5 临界电流测试原理 |
2.6 交流损耗测试原理 |
2.7 本章小结 |
3 高温超导复合导体及超导线圈的交流损耗数值分析 |
3.1 超导单带的交流损耗计算与分析 |
3.1.1 单带交流损耗计算模型的建立 |
3.1.2 单带的传输损耗结果分析 |
3.1.3 单带的磁化损耗结果分析 |
3.1.4 单带的总的交流损耗结果分析 |
3.2 超导堆叠导体的交流损耗计算与分析 |
3.2.1 堆叠导体的传输损耗结果分析 |
3.2.2 谐波电流对堆叠导体交流损耗的影响 |
3.3 两双饼堆叠线圈的交流损耗计算与分析 |
3.3.1 两双饼堆叠线圈的建模 |
3.3.2 两双饼堆叠线圈的损耗结果分析 |
3.4 基于不同带材的六双饼混合堆叠线圈的损耗计算与分析 |
3.4.1 六双饼混合堆叠线圈的建模 |
3.4.2 六双饼混合堆叠线圈的损耗结果分析 |
3.5 本章小结 |
4 高温超导复合导体及超导线圈的交流损耗实验研究 |
4.1 超导单带及其构成的有感/无感堆叠体的损耗的实验研究 |
4.1.1 堆叠导体对比实验设置与测试方法 |
4.1.2 单带及有感/无感堆叠导体的临界电流测试及分析 |
4.1.3 单带及有感/无感堆叠导体的交流损耗测试及分析 |
4.2 Roebel电缆及其构成的无感堆叠导体的损耗的实验研究 |
4.2.1 实验设置与实验方法 |
4.2.2 计算方法与模型建立 |
4.2.3 Roebel及其构成无感堆叠体的临界电流测试及分析 |
4.2.4 Roebel及其构成无感堆叠体的交流损耗测试及分析 |
4.2.5 Roebel及其构成无感堆叠体的交流损耗计算及分析 |
4.2.6 股线间电流分布的均匀性对交流损耗的影响分析 |
4.3 超导线圈的交流损耗实验研究 |
4.3.1 超导线圈的规格参数与绕制 |
4.3.2 超导线圈的临界电流与损耗测试结果分析 |
4.4 本章小结 |
5 超导变压器绕组结构设计与损耗及失超检测方法研究 |
5.1 三相1 MVA/11 kV超导变压器绕组的损耗分析 |
5.1.1 超导变压器单相绕组建模 |
5.1.2 超导变压器单相绕组的损耗计算与结果分析 |
5.1.3 低压绕组匝间距对交流损耗的影响分析 |
5.2 6.5MVA/25 kV超导变压器绕组结构设计与损耗研究 |
5.2.1 超导牵引变压器绕组建模 |
5.2.2 绕组高度对绕组损耗的影响研究 |
5.2.3 短路阻抗对绕组损耗的影响研究 |
5.2.4 超导带临界电流性能对绕组损耗的影响研究 |
5.2.5 导磁环对绕组损耗的影响研究 |
5.3 面向超导变压器绕组的失超检测方法研究 |
5.3.1 新型高温超导线圈的失超检测方法研究 |
5.3.2 新型高温超导线圈失超检测方法的实验验证 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
四、轴对称电流的感生电场的分析与计算(论文参考文献)
- [1]用于激光等离子体的紧凑型脉冲强磁场装置及其应用[D]. 王雨林. 中国科学技术大学, 2019(02)
- [2]轴对称电流的感生电场的分析与计算[J]. 李汝良. 黄淮学刊(自然科学版), 1991(S1)
- [3]缠绕式电脉冲水处理系统阻垢效能优化关键技术研究[D]. 韩勇. 哈尔滨工业大学, 2013(01)
- [4]加速器实验证实变化电流产生“感生电场”[J]. 赵继广. 科技风, 2018(34)
- [5]电场及磁场的对称性分析[J]. 李凤敏. 天津职业技术师范大学学报, 2011(03)
- [6]直流脉冲水处理系统感生电流解析建模及激磁线圈优化[J]. 韩勇,赵永平,柴鑫,刘小龙. 电机与控制学报, 2011(09)
- [7]磁共振式无线电能传输装置电磁安全性研究[D]. 蒋燕. 武汉大学, 2016(07)
- [8]实验室等离子体中电子尺度的磁场重联研究[D]. 范费彬. 中国科学技术大学, 2019(02)
- [9]基于电感耦合的穿透金属能量传输系统研究与设计[D]. 张汉. 上海交通大学, 2019(06)
- [10]高温超导复合导体及超导线圈的交流损耗研究[D]. 宋文娟. 北京交通大学, 2019(01)