航空钛合金管件端口电磁校形技术

航空钛合金管件在制造应用时需要管件端口夹持和焊接,往往导致管件端口变形严重,影响后续的加工与连接。采用电磁成形方法,对TC4管件进行管件端口校形实验。应用Ansoft Maxwell有限元软件,对放电电流、磁场和电磁力大小、分布进行研究,将仿真结果与实验结果进行比较分析,结果表明:线圈匝数影响放电回路峰值及震荡频率,进而影响电磁校形效果,选择合理的线圈匝数有利于提高校形效率;最大径向磁压力与线圈匝数成反比,线圈匝数增加,校形后最大变形量减少,管件端口变形更加均匀;铁芯位于线圈中时,线圈自感系数增大,导致放电回路电流峰值下降,放电周期延长,在未达到铁芯饱和磁通时,铁芯的增加可以显著提高电磁力,改善钛管端口电磁校形精度。     

同轴均匀消磁线圈对坦克磁场影响效应的数值模拟

通过数值处理和计算机模拟，得出一种排布方式的消磁线圈对坦克磁场的影响效应分布，即当消磁线圈为均匀密排情形时，线圈内部为匀强磁场，方向沿通电线圈的轴向，且与环形电流呈右手螺旋关系；线圈外部为磁偶极子场，该场会随着与线圈中心距离的增大而迅速减小。数值模拟的结果可为封闭型军事装备表层安装消磁线圈提供参考；通过分析消磁线圈附加磁场的特点为装备磁防护理论提供一些支持。     

截面为任意形状的长直螺线管的磁场分析

用毕奥 萨伐尔定律和安培环路定理计算了截面为任意形状的无限长均匀密绕载流螺线管内外的磁场分布,其结果和截面为圆形的无限长均匀密绕载流螺线管内外的磁场分布相同.     

海水中时谐磁场的传播特性

依据Maxwell方程组和海水中电磁场边界条件,推导出均匀海水中水平环形线圈的时谐磁场表达式;采用折线逼近法和分步积分法,对海水中时谐磁场的传播特性进行了数值计算。在此基础上,采用环形线圈磁场产生器进行了时谐磁场试验研究。理论计算和试验结果均表明:随着距离的增大,海水中磁场各分量幅值减小,但衰减速率变慢;一定强度的主动源磁场在敏感距离内可以被仪器探测到。     

采用多目标优化的水下垂向单分量磁传感器定位

为确定水下布设的单分量磁传感器的准确位置,提出了基于多目标优化的定位方法。该方法利用测得的磁场数据,建立了以传感器空间位置为决策变量的多目标模型,并采用多目标粒子群算法对其进行优化求解。实验结果表明:该定位方法正确可行,可以解决单分量磁场均匀性导致定位误差大的问题。与传统方法相比,该方法具有定位精度高和鲁棒性强的特点。     

运动载体涡流磁场数值计算与特性分析

为提高运动载体涡流磁干扰建模与补偿的精度,对载体运动引起的涡流磁场的产生机理和分布特性进行分析研究。首先,对涡流磁场的产生机理进行了溯源分析;然后,采用有限元法对涡流磁场进行数值计算研究。考虑到计算空间包含结构的磁导率单一问题,采用了有限元节点法矢量磁位计算方式,并针对舱体壁计算单元,考虑了耦合积分电势自由度,同时考虑到磁场周期变化,采用了瞬态有限元计算方式;最后,通过数值计算分析,揭示了运动载体涡流磁场与外磁场变化频率的关系,并分析了涡流磁场沿径向和轴向的空间分布特性和传播规律,为运动载体涡流磁场干扰的高精度建模与补偿奠定了基础。     

双天线激励混响室场均匀性研究

采用电磁仿真软件FEKO分别建立单、双天线激励混响室仿真模型，通过计算混响室测试区域电场标准偏差值研究混响室场均匀性。研究表明：与单天线激励混响室相比较，混响室工作于双天线激励条件时，测试区域各轴向电场标准偏差平均下降了15．3％，总标准偏差下降了21．9％，改善了测试区域场均匀性，这说明双天线激励混响室可提高场均匀性，同时利用双天线的功率合成解决了混响室大功放问题。     

设备磁场对全船磁场的影响

应用旋转椭球模拟法,研究舰船主要设备装配在舰船的不同位置时的磁场变化.采用一列均匀磁化椭球体来模拟单台设备磁场对全船标准磁场的贡献,对于舰船其它主要设备磁性指标的考核,也可通过计算与换算的方法来进行,并以实例说明了舰船设备磁场的模拟计算方法.     

旋转消磁的磁化过程和工程实现

针对现行综合消磁法在使用中存在结果磁场稳定性不尽理想的问题,通过对铁磁材料中磁矩在综合消磁过程中角分布的变化过程进行分析,发现铁磁物体中磁矩的分布与外磁场的方向相关.在此基础上,研究了多方向消磁方法,即使铁磁物质的磁矩处于二维空间旋转磁场中,在交变磁场衰减到0之后,磁矩在各方向的分布相对综合消磁更趋均匀,从而可以提高结果磁场的稳定性.同时,讨论了在工程中如何实现交变磁场旋转和衰减的问题,并对结果磁场的稳定性考察方式提出了磁场冲击法.实验证实:旋转消磁较传统消磁能提高结果磁场的稳定性,且在实验室中可以使用磁场冲击方式对磁场稳定性进行评估.     

均匀及线性变化水深对移动载荷激励冰层响应特性的影响

为研究水深变化对移动载荷激励冰层响应特性的影响,采用有限元分析软件对其进行了数值模拟,计算得到了均匀水深和水深线性变化时冰层的响应特性。将数值计算结果与实冰实验数据进行了比较,发现临界速度值、冰层位移响应波形特征与实验结果一致,且不同速度下的最大下陷值也与实验结果一致。此外,在总结均匀水深冰层位移响应变化计算规律的基础上,对水深线性变化时的冰层位移响应特性进行了数值计算。计算结果表明:当载荷沿水深增加方向运动时,临界速度大于均匀水深情况;沿水深减小方向运动时,临界速度小于均匀水深情况;沿水深增加方向运动比沿水深减小方向运动更容易使冰层破裂。     

基于Ansofl的PMLS发电机纵向边端效应仿真

永磁直线同步发电机特殊的结构使其存在一种特殊现象——纵向边端效应,从而严重影响了永磁直线同步发电机的性能。利用有限元电磁场分析软件Ansoft建立了永磁直线同步发电机的二维模型,分析了纵向边端效应产生的原因,以及纵向边端效应对永磁直线同步发电机初级磁场的影响。利用磁阻相等的原理,通过增加发电机端部齿宽度和极数两种方法来改善永磁直线发电机性能。经Ansoft软件仿真,结果表明增加端部齿宽度和极数可以有效抑制纵向边端效应,提高永磁直线同步发电机的性能。     

一种消除直线永磁无刷直流电机边端效应对换相时机影响的方法

电磁弹射用直线永磁无刷直流电机的永磁体动子具有开断结构,使动子边端的磁场分布发生变形。当采用霍尔元件检测磁场实现换相时,这种边端效应就会影响换相时机。分析了这类电机的换相机理和动子开断结构对换相时机的影响,指出这类边端效应受极弧系数影响显著,并提出了利用不对称滞环比较器或简易单限比较器对霍尔输出信号进行处理从而消除这类边端效应影响的方法,实验验证了简易单限比较器方案的可行性。     

结构设计对混响室场性能影响的仿真研究

通过仿真计算,分别研究了尺寸比例设计对混响室场均匀性的影响和体积变化对混响室电场强度大小的影响。数据结果表明：混响室内工作区域的场均匀性随着混响室长／宽比值增大而变差,且为获得场均匀性较优的测试环境,长宽比例应〈2。同时证明了混响室存在一临界体积上限,小于临界体积上限时,随着体积的增大,室内的电场强度逐渐减小,场均匀性逐渐提高;达到临界体积上限后,室内的场均匀性开始变差,混响室逐渐丧失对电磁波的混响作用。通过仿真计算得出混响室模型临界体积上限为10^4m^3。     

材料电导率对混响室场性能影响的仿真研究

混响室作为一种经济有效的新型电磁兼容检测设备，近年来倍受人们的关注。在混响室的设计过程中，材料的选择是其中的关键环节之一。通过仿真计算，从电场强度大小和电场均匀性两个方面研究了四种不同电导率材料对混响室场性能的影响。数据结果表明，随着材料电导率的升高，混响室内电场强度的各分量最大值和电场强度平均值均明显提高，并且材料电导率的变化不改变室内电场的分布情况。从电场均匀性方面来看，四种不同电导率材料的混响室，其电场均匀性均满足标准IEC61000-4-21的要求。     

冷阴极高阻抗相对论速调管放大器的模拟研究

采用粒子模拟软件,建立了冷阴极发射实心束的高阻抗相对论速调管放大器模型。该模型由1个带屏蔽环的二极管,5个简单药盒型谐振腔和1个锥形收集极构成。为了给具有高效率的高阻抗相对论速调管提供实心束,同时实现设备的简单化和紧凑化,采用冷阴极取代传统的热电子枪,不仅易操作而且大大降低能耗和经费。在传统二极管阴极侧面引入屏蔽环,利用屏蔽极大地提高电子束阻抗,同时屏蔽环的位置和形状能明显降低非发射区的场强,并且有效改善阴极端面发射的均匀性。在束波互作用区,通过依次调节末前腔和输出腔的位置并结合导引磁场的大小对输出的微波进行优化,结果表明:在二极管发射电压525k V、电流328A的实心束及外加磁场0.35T的条件下,当注入功率为1k W时,在11.424GHz的中心频率处获得了功率81MW,效率47%,增益49d B的微波。     

频率搅拌混响室内小屏蔽体的场均匀性检验

为了研究频率搅拌混响室内小屏蔽体的屏蔽效能测试方法,需要检验小屏蔽体内的场均匀性．通过对混响室的场均匀性测试方法的研究,提出基于矢量网络分析仪的测试方法,通过计算工作区域任意两点的功率比检验场均匀性,并用该方法检验工作区域内小屏蔽体的场均匀性．实验结果表明：混响室采用扫频信号实现频率搅拌时,放置于工作区域的小屏蔽体内部同样有较好的场均匀性．     

冷阴极高阻抗相对论速调管放大器的模拟研究*(高功率微波专题组稿)

采用MAGIC 2.5-D模拟软件,建立了基于冷阴极发射实心束的高阻抗相对论速调管放大器模型。该模型由一个带屏蔽环的二极管,5个简单药盒型谐振腔和1个锥形收集极构成。为了给具有高效率的高阻抗相对论速调管提供实心束,同时实现设备的简单化和紧凑化,采用冷阴极取代传统的热电子枪,不仅易操作而且大大降低能耗和经费。通过在传统二极管阴极侧面引入屏蔽环,利用屏蔽极大地提高电子束阻抗,同时其位置和形状能明显降低非发射区的场强,并且有效改善阴极端面发射的均匀性。在束波互作用区,通过依次调节末前腔和输出腔的位置并结合导引磁场的大小对输出的微波进行优化,结果表明：在二极管发射电压525 kV、电流328 A的实心束及外加磁场0.35 T的条件下, 当注入功率为1 kW时, 在11.424GHz的中心频率处获得了功率81 MW,效率47 %,增益49 dB的微波。     

磁镜场约束等离子体的粒子模拟

用PIC粒子模拟的方法描绘具有初始速度分布的等离子体在磁镜场中的运动状态 ,得出等离子体在磁镜场中的运动轨迹图 ,形象表现了磁镜场对等离子体的约束作用 ,表明用PIC粒子模拟方法探索在磁镜场中等离子体运动的物理过程和规律是可行的和有效的 .     

卫星姿控实物仿真系统中的磁线圈分析

报道利用两对赫姆霍兹线圈模拟卫星的磁环境的研究。首先分析了赫姆霍兹线圈产生磁场的均匀度 ,接着分析了单一线圈安装和形状偏差对产生磁场的影响 ,然后提出地球磁场模拟方案 ,最后给出仿真结果和分析结论