用等效磁荷法计算永磁体磁场

本文提出用等效磁荷法计算任意界面的永久磁铁所产生的空间磁场。实际计算了稀土永久磁铁的磁场分布，并与实测值进行了比较。

关于磁荷及其磁场性质的教学拓展讨论

在物理学中,因为电与磁的对称性,物理学家们一直坚信磁荷(或磁单极)也如电荷一样存在于自然界中.虽然在实验上尚未发现磁荷存在的证据,但对于它的讨论和探索一直没有停止过.本文初始出发点试图研究含磁荷的Maxwell方程组的协变形式.为此,我们假设磁荷产生的磁场B h与变化的电场及传导电流所产生的磁场B t是两种不同性质的场.针对磁荷存在时的Maxwell方程组,我们发现通过对B h引入一定的约束条件,可以将此时的Maxwell方程组分解成无磁荷时的Maxwell方程组及B h所满足的3个约束方程.无磁荷存在时的Maxwell方程组已经被证实天然地满足狭义相对论的协变性,本文将不再详细讨论.我们将利用所得到的关于B h的3个方程分析磁荷及其磁场的相关性质.

基于磁荷法双边永磁同步直线电机电磁特性研究

本文采用磁荷法分析了双边长初级、永磁短次级结构的同步直线电机的磁场分布、次级单边磁拉力、双边初级法向力、电磁推力等电磁特性参数,同时采用有限元仿真的方法进行了计算。结果表明,磁荷法的解析结果和有限元仿真结果具有高度的一致性,验证了本文磁荷法计算方法同样适用于双边永磁同步直线电机的电磁特性分析,拓展了磁荷法的应用范围。

基于磁荷棱分布的断丝漏磁场模型研究

根据断丝漏磁场的特征,对钢丝漏磁场的产生进行了分析;提出基于棱分布的断丝漏磁场解释模型;对钢丝直径和提离值对漏磁场的影响进行了分析;与简化的点磁荷模型进行了比较研究,获得了钢丝漏磁场的点磁荷模型简化条件。

圆形平面内均匀分布磁荷间的相互排斥

由对作用在磁荷上磁性力的定性分析得悉,圆形平面内均匀分布的有限个磁荷在库仑斥力的相互作用下,一部分沉积到了圆棱线上,形成沿圆棱线的线磁荷,其余的则只能被遗留在圆平面内。对19个和20个磁荷系统的数值计算验证了上述结论,前者中的12个磁荷均布于圆棱线上,一个居圆心,6个均布于圆内且距圆棱线0.37R(R为圆半径);后者中有18个磁荷沿圆棱线,2个在圆内且距圆棱线0.70R。

用磁介质磁化理论的两种观点妙解静磁场——兼论与界线距离成反比分布的等量异种磁荷板的磁场

本文利用磁介质磁化理论的分子电流观点对一静磁场进行了求解,然后,根据静磁场的解利用磁介质磁化理论的磁荷观点求出了该场的极化磁荷分布,在此基础上,利用静磁场的叠加原理求出了一个磁荷分布——真空中与界线距离成反比分布的无限大等量异种磁荷板的磁场.

基于磁荷模型的永磁体空间磁场的有限元分析与计算

基于等效磁荷模型对永磁体空间磁场进行分析,并利用泛函理论建立了与该模型对应的变分形式,再利用变分原理详细地讨论了有限元计算方法。由于等效磁荷模型使用仅有一个自由度的标量磁位,因而计算起来比具有3个自由度的矢量磁位的等效电流法更简便。从永磁磁力轴承磁场的算例中可以看出,用等效磁荷模型的有限元法计算永磁体空间磁场是非常简便和有效的。

船舶磁场的面磁荷建模方法及稳定性分析

为提高等效面磁荷磁场推算模型的稳定性及实用性,从其系数矩阵出发进行了稳定性分析研究,提出了面磁荷参数优化选择方法及测量点优化分布方案.为进一步抑制测量误差对推算结果的影响,应用Tikhonov正则化方法对反演模型进行了求解,基于上述方法从总体上改善了面磁荷磁场推算模型的稳定性.设计了两型船模磁场测量实验来检验其有效性.结果表明,船模磁场推算值与测量值吻合较好、稳定性高,可应用于实际工程.

基于等效磁荷法用蒙特卡洛法计算永磁轴承磁力

磁力计算是永磁轴承参数设计的重要环节,磁力解析模型可以通过等效磁荷法来建立,但等效磁荷法的解析模型中存在四重积分,传统方法在计算四重积分时周期长,甚至不能获得解析解。文中通过蒙特卡洛法来近似求解四重积分,简化了磁力求解过程。通过与有限元数值解法的比较表明,该方法的计算误差在5%以内,满足工程应用的需要。

应用磁荷法建立漏磁信号模型

研究了漏磁无损检测中一种基于双极磁荷法的漏磁信号分析模型,运用这一分析模型研究了三种不同类型缺陷的径向和轴向漏磁信号.设计制作了实验装置与试样并进行了实验,将实验结果与分析模型的仿真结果进行了比较,两者得到了较好的吻合,说明了分析模型的有效性.这个模型建立了缺陷尺寸与漏磁信号的关系,具有参数少,计算快,分析方便等优点,它为漏磁信号处理和缺陷的识别评估提供了重要工具.

基于扩展磁荷模型的埋地管道弱磁检测方法研究

为了提高弱磁检测方法对埋地管道早期损伤诊断的有效性,进一步明确检测信号与应力和缺陷之间的定量关系,构建了考虑力磁耦合效应和位错钉扎效应的扩展磁荷模型,研究了多种管道异常状况引起的弱磁检测信号变化规律,利用工程检测实验验证了该模型的有效性。研究结果表明,在体积型凹坑缺陷、面积型裂纹缺陷和焊缝缺陷处,梯度模量G_(M)均出现显著的对称尖峰畸变,且其峰值随缺陷尺寸的增加而增大,其中当量深度的影响更为显著;焊缝错边缺陷对G_(M)峰型和峰值的影响显著,而咬边缺陷的影响不明显;工程实测数据与理论计算数据的最大位置误差≤1 m,最大峰值误差≤15%,均在工程检测的可接受范围内。

电流环与磁偶极子等效变换中的磁荷计算

应用"磁荷观点"与"分子电流观点"在磁场计算中的等效性,计算了电流环与磁偶极子等效变换的量值关系.结果表明,一个半径为R,电流为I的电流环与一个"正负磁荷分别位于圆环两侧轴线,且距离环心各为±413R,磁荷量各为±4-13μ0πIR"的磁偶极子完全等效.分析指出,这种等效变换的适用条件是"磁荷可视为点磁荷".

基于磁荷法的环形Halbach永磁阵列三维磁场计算

提出一种新的适用于永磁体三维磁场的计算方法。将没有自由电流的永磁体产生的磁场视为有源无旋场,其源为磁化强度的散度。类比于电场设定磁荷与标量磁位,从而简化场量的计算。以环形Halbach永磁阵列为算例,用VC++开发的程序可以快速得出三维磁场解。与ANSYS仿真数据对比表明,该方法正确且计算精度与有限元方法相同。

带有电荷、磁荷的一类任意加速黑洞的熵

对带有电荷、磁荷的任意加速黑洞 ,得到它的局部视界面方程 .由于这种黑洞是动态和非轴对称的 ,它的熵很难计算 .引进一个新的坐标系 ,使得其中的 ^g0 0 在视界面上正好是零 .在此新坐标系下利用膜模型计算了该黑洞的熵 .计算结果表明 :和稳态黑洞一样 。

基于磁荷理论的微间隙焊缝磁光成像规律研究

为提高利用磁光传感器检测微间隙焊缝的高度,对焊件焊缝施加磁场磁化时,先利用磁荷理论对焊缝产生漏磁场进行建模分析,然后将磁光传感器放置在微间隙焊缝近表面进行磁光转换,得到微间隙焊缝漏磁场对应的焊缝磁光图像。通过对比分析微间隙焊缝表面磁场强度分布特征和其对应磁光图像中焊缝过渡带特征变化,确定焊缝磁光图显示规律及提高磁光传感器的跟踪测量焊缝高度的方法。微间隙焊缝磁荷理论模型可有效解析焊缝磁光图中焊缝变化信息问题,为焊接领域利用磁光传感器进行微间隙焊缝跟踪识别及尽量提高其测量提离高度提供了理论根据。

带电磁荷直线加速动态黑洞的非热效应

利用弯曲时空中标量粒子运动的 Hamilton- Jacobin方程 ,研究带有电荷和磁荷的直线加速动态黑洞周围时空中标量粒子的能量分布 ,得到了黑洞发生非热辐射的能量条件 .此条件不仅依赖于黑洞的质量、电荷、磁荷和加速度 ,还与黑洞视界的变化有关 ,与黑洞视界附近的四维电磁势有关 .在黑洞视界附近 ,能量处于μ<ω<ω0 的负能粒子 ,将由于量子隧道效应而穿过禁区 ,产生一种与温度无关的非热辐射 .

电磁无损检测中的自然磁化分布反演方法——双层平面分布磁荷重构

文章就一种简化的典型三维磁化数值计算模型——双层平面分布磁化的反演重构进行了数值研究。重构中采用了最速下降优化算法并选择磁荷作为磁化的表征量,解决了磁化分布反演中的不适定问题。具体内容包括:①推导了双层平面磁荷分布重构问题的控制方程。②提出了一种有效的初值选取方法,对双层平面磁荷分布的重构问题进行了正则化,形成了双层磁荷分布重构算法。③对多组模拟检测信号,对相应磁荷分布进行了重构计算。数值计算结果验证了所提算法对双层平面磁荷分布重构的有效性。

舰船上方拱顶磁场等效面磁荷推算

[目的]为了获得舰船上方不同高度平面磁场数据,解决舰船上方拱顶磁场推算到平面磁场的问题,提出用面磁荷法进行舰船上方的磁场推算。[方法]从等效源理论出发,利用拱顶磁场数据进行反演建模,将舰船磁场等效为面磁荷产生的磁场,用面磁荷正演舰船上方的磁场。将面磁荷法推算出的磁场与舰船实际磁场进行对比,验证面磁荷法的可行性。[结果]通过数值仿真计算,舰船磁场垂直分量推算的相对均方根误差为0.44%;利用磁性船模进行实验分析,磁场垂直分量推算的相对均方根误差为7.64%。[结论]仿真和船模实验分析表明,利用面磁荷法进行磁场推算,其推算值与测量值较为吻合,推算的相对均方根误差较小,具有较高的精度,可用于实际工程计算。

含磁荷磁流麦氏方程组解的特性

本文研究了含磁荷磁流麦氏方程组的解的一般性质；并具体研究随时间指数衰减的平面电磁场解和受矩形脉冲电激励的暂态平面电磁场解，说明磁流的贡献是重要的。

同轴环形磁铁磁作用力计算的等效磁荷法

以电磁学中的假想磁荷理论为基础，建立了内外同轴的两环形永久磁铁相互作用力的力学模型，并在此基础上，推证出了两环形磁铁磁作用力的数学模型，从而在不做任何假设及简化的条件下，建立了内外同轴的两环形磁体承载力的计算公式．应用该计算公式能够使两环形磁体相互作用的各机械量具有很高的计算精度．该公式的推证建立方法对分析和建立其它形式的磁体相互作用力的计算公式具有普遍意义．因此，计算磁体磁作用力的等效磁行法是研究永久磁体承载力的一个新的有效途径．