修正磁化模型的多组分铁磁性颗粒运动研究

铁磁性颗粒因具有铁磁性被广泛应用于化工环保、生化工程和能源等各个领域,磁场具有的穿透性质,对于采用铁磁性颗粒的系统,可通过改变磁场控制系统内颗粒的运动状态.文章基于传统的磁化模型,采用相对参考系转换方法,提出了适用范围更广的修正P-E磁化模型,可以计算铁磁性颗粒在任意方向磁场作用下所受磁化力.通过有限体积法(FVM)与离散单元法(DEM)耦合进行数值模拟,验证了修正P-E磁化模型的精确性,并模拟多组分颗粒在磁场中的运动,对比了铁磁性颗粒与惰性颗粒在不同配比及不同磁场条件下的运动特性,对颗粒分布、颗粒速度矢量和颗粒总能量变化3个方面进行分析.结果表明:在多组分颗粒系统中,铁磁性颗粒依旧保持成链特性,但成链速度与长度降低;随着铁磁性颗粒占比提高,铁磁性颗粒初始能量增大,聚链数量与成链长度将有所增加,约束惰性颗粒能力增强;此外,施加水平与竖直方向磁场时,多组分颗粒系统达到稳定速度最快,可以通过增大铁磁性颗粒占比有效提升稳定速度,使系统更快趋于稳定;而施加含有倾角的磁场时,随着铁磁性颗粒占比升高,铁磁性颗粒达到稳定状态需要的时间逐渐降低,较难通过改变铁磁性颗粒占比缩短稳定所需时间.

范德华力对磁场流化纳米颗粒运动的影响

纳米颗粒存在较强的颗粒间作用力。在传统磁化模型基础上添加范德华力模型,采用有限体积法(FVM)与离散单元法(DEM)进行数值模拟,运用Fluent-EDEM双平台耦合进行气固两相流分析,研究不同磁场方向与不同磁感应强度下范德华力对纳米颗粒运动的影响。结果表明,纳米颗粒间的范德华力对磁场流化床中颗粒运动的影响不可忽略,其在低磁感应强度下与磁化力之间存在明显牵制关系;磁场角度为0°时纳米颗粒分层现象明显,随场强增大分层效果逐渐缓解;范德华力也会在一定程度上促使颗粒运动方向发生偏转。范德华力模型的引入进一步拓宽了磁化模型的适用范围,为研究纳米颗粒在磁场中的运动提供数据支持。

弓形磁极永磁电机谐波削极技术的优化研究

为实现电机高功率密度和低转矩脉动的双重设计目标,该文在考虑永磁体相对磁导率、定子开槽、极间漏磁、磁极边缘效应以及磁路饱和对气隙磁密的影响基础上,建立平行充磁弓形磁极三次谐波削极修正解析模型。然后通过有限元,对比不同磁极电机的电磁性能。结果显示,修正谐波削极电机的平均转矩较简化正弦削极、修正正弦削极电机和简化谐波削极电机均有一定程度的提高,同时转矩脉动低于简化正弦削极和简化三次谐波削极电机,证明修正模型的优越性。最后通过实验验证修正模型的准确性。

金属电阻率模型

修正了Burgess电阻率模型中的错误公式和算法流程,获得了与文献中结果完全相同的电阻率曲线。采用Burgess电阻率对Z装置上的磁驱动飞片实验进行数值模拟,计算的自由面速度曲线与实验结果相差较大。由于液体到达汽化点时,是气液混合体,因此从汽化点到临界温度的Burgess电阻率公式不应采用气体计算公式,应改为气液混合体的计算公式。采用从汽化点到临界温度阶段修改为气液混合体的电阻率公式进行数值模拟,计算的自由面速度曲线与实验结果、文献计算结果相吻合。

SIMULINK中PMSM模型的改进及在参数辨识中的应用

Matlab\SIMULINK中集成的永磁同步电机模型在调速系统仿真中应用广泛,但存在电机参数不可动态修改,坐标定义不符合常规逻辑等不足,给研究工作带来不便。在分析永磁同步电机数学模型的基础上,针对原电机模型的不足提出了两种改进方案,并给出具体操作步骤和使用方法。一是根据需求直接对库模型做修改,二是自定义永磁同步电机仿真模型,这两种方法简单有效,各有其优点。仿真通过对比验证了改进模型的正确性,并结合模型参考自适应算法将自定义永磁同步电机模型应用在电机参数辨识中。结果显示,改进后的永磁同步电机模型弥补了原有模型的不足,在变参数变结构的动态仿真中具有实用性,拓展了永磁同步电机模型的应用范围。

基于行人运动模态辨识的室内外无缝导航航向算法研究

目前行人导航航向解算算法均基于导航传感器在行人身体上的固定安装模式,或者依赖其他射频信息辅助修正陀螺航向,这极大约束了导航传感器的适用条件。为此,利用陀螺对低频噪声的敏感性及加速度计低频的稳定性,提出了解决行人手持手机稳态查看与非稳态摇摆的运动模态辨识算法和基于时域互补滤波器实现姿态的最优融合方法;研究了改进型互补滤波以消除行人的运动加速度对姿态解算的干扰误差,提高了载体姿态的测量精度;此外,利用磁传感器标定后的数据设计了自适应卡尔曼滤波算法,抑制了航向角的误差发散。经实际数据测试验证,室内外行人手持稳态与非稳态下的航向角测量精度提高了80%,同时大大提高了导航传感器的适用性与便携性,满足实际工程的使用需求。

辣椒中常见产毒性真菌的裸磁珠-多重实时荧光定量PCR检测方法

目的将多重实时荧光定量PCR技术与裸磁珠富集技术联用,建立辣椒样品中常见3类（曲霉属、青霉属、镰刀菌属）产毒性真菌的快速定量检测方法。方法根据真菌核糖体RNA（r DNA）基因序列选择真菌广谱引物及属特异性探针,联用裸磁珠富集技术,建立多重实时荧光定量PCR体系,并评价所建方法的灵敏度、特异性、重复性和一致性。结果裸磁珠-多重实时荧光定量PCR方法灵敏度高,与本研究优化后的普通实时荧光定量PCR相比提高了10倍,是原报道的100倍,直接检测辣椒样品中3类产毒性真菌的检出限均可达103CFU/ml,即104CFU/g,且特异性良好（与非目标菌无交叉反应）、重复性良好（CV〈1.5%）,该方法模拟检测辣椒样品中3类产毒性真菌的计数结果与标准培养法的计数结果相比均无统计学差异（P〉0.05）,实验过程仅需7 h（标准培养鉴定法耗时7~14 d）。结论构建的裸磁珠-多重实时荧光定量PCR方法能大大缩短产毒性真菌的检测时间,并成功应用于模拟辣椒样品中常见3类产毒性真菌的定量检测,值得进一步研究和推广。

用于磁滞类电机平行四边形模型的修正

平行四边形磁滞模型与其他常用模型相比更适合用于径向磁通的磁滞电机磁路分析。Copeland和Slemon教授发展的平行四边形模型认为剩磁密度在变换过程中是不动的,本文运用叠加原理、等效磁路和傅立叶变换的方法证明了该模型在变换过程中剩磁密度点是漂移的,漂移程度取决于模型中4个边的斜率。模型修正后,BH环矩形面积与变换前的平行四边形面积相等,符合模型变换的基本导则。最后用修正模型对30HP磁滞电机进行了分析验证,相对于原模型该电机剩磁漂移达到4%。

PP+FeSi复合材料流变性能测试及数值模拟

为探讨注射成型能否生产复杂外形软磁改性塑料器件,配比了聚丙烯(PP)添加不同体积含量FeSi粉末的八个组成试样,测试了试样在不同温度随剪切速率变化的黏度、导热率和比热容,在注塑机上进行了流动长度测试。同时,运用麦夸特法+通用全局优化算法对黏度数据拟合,构建Cross-WLF黏度模型进行数值计算,其结果与试验结果一致。结果表明,随FeSi含量的增加,试样的黏度升高,比热容降低,导热率升高,流动性能变差;当FeSi含量达70%时流动长度只有纯PP的15%。因此,要想获得理想复杂外形的软磁改性塑料器件,须使用较大注射压力和较高熔体温度进行注射成型。

磁性碳化秸秆吸附剂的制备及对Cu^(2+)的吸附性能研究

针对水体中重金属铜离子的污染,选用玉米秸秆进行磁性改性操作,用紫外光谱法测定了不同外界条件下磁性秸秆的最佳吸附量。通过结果分析发现磁改性后的玉米秸秆对铜离子吸附有着明显的提高,对低浓度的铜溶液也能产生良好的吸附效果。通过拟合得出磁性秸秆材料对铜离子的吸附过程符合Langmuir吸附模型和二级动力学模型。

ON以新型原子距边矢量ν估计和预测烷烃核磁共振碳谱(^(13)CNMR)化学位移 (CSC)(英文)

系统研究了核磁共振碳谱与化学位移和规律 ,以及分子拓扑指数在定量 [结 ]构[波 ]谱关系 (QSSR)中的应用 .本文基于分子路径长度矢量p =(P1,P2 ,P3,… ,Pm)与分子中原子相互作用 ,提出了一种新型原子距边矢量并发现它与烷烃13CNMR化学位移有良好线性相关性 ,回归方程及其统计参数为 :CSC =aν +ap3=∑ mj=0 ajνj+a10 p3=a0 (ν0 =1 ) +a1ν1+a2 ν2 +a3ν3+a4ν4+bP3,R >0 .990 ,EV =94 .5% ,RMS <0 .772 ,F =4 9.0 69-351 3.1 8,结果良好 .

以新型分子距边矢量ν估计和预测烷烃核磁共振碳谱(^(13)CNMR)化学位移和 (CSS)(英文)

系统研究了核磁共振碳谱与化学位移和规律 ,以及分子拓扑指数在定量 [结 ]构 [波 ]谱关系 (QSSR)中的应用 .本文基于矢量路径长度矢量 p =(P1,P2 ,P3 ,… ,Pm)与分子中原子相互作用 ,提出了一种新型分子距边矢量并发现它与烷烃13 CNMR化学位移和有良好线性相关性 ,回归方程及其统计参数为 :CSS =bν +p3 =Σmj=0 bjνj+b10 p3 =b0 ν +b1ν1+b2 ν2 +b3 ν3 +b4 ν4 +b5ν5+b6ν6+b7ν7+b8ν8+b9ν9ν +b10 P3 =- 13.6 0 11+2 2 .2 133ν1+2 8.412 1ν2 +2 5 .9416ν3 +2 6 .6 70 9ν4 +14.4976ν5+5 .72 40ν6- 5 .3830ν7- 3.2 15 2ν8- 15 .0 2 13ν9- 2 5 .70 99ν10 +12 .2 786P3 (n =6 3,R =0 .9970 ,EV =99 .6 8% ,RMS =3.734 8,F =2 418.2 ;交互校验CV为 :R =0 .9893,EV =98.83% ,RMS =7.12 6 1,F =6 6 4.0 46 ) ;结果良好 .

永磁电机温度场的改进有限公式迭代算法

非晶合金材料由于其高导磁、低损耗的特点,在电机的研究、开发中受到了广泛和密切的关注。由于非晶合金电机常常运行在变频控制下且工作频率往往较高,电机内谐波含量大、发热严重。考虑到电机损耗、材料导热性能、散热面对流传热性能受温度分布的影响,将温度场计算程序与一套双重循环迭代系统相嵌套,计算7k W盘式非晶合金永磁电机的三维温度分布。通过系统内循环确保电机腔内空气温度的准确选取;通过外循环计及温度分布对损耗、导热系数以及对流传热系数的影响。从有限公式迭代算法的基本原理出发,通过对温度场数学模型的改进,简化循环中对导热系数修正的计算过程,降低每步迭代的计算量。通过对比迭代算法算得的温升分布和电机温升实验结果,验证了模型的合理性和计算结果的准确性,为盘式非晶合金永磁电机的温度分析计算提供了一种较为精确、快捷的参考方法。

基于Halbach阵列的爬壁机器人磁轮特性研究

针对磁吸附式爬壁机器人存在负载能力差、稳定性不高等缺点,课题组提出了一种基于Halbach阵列的磁轮吸附式爬壁清洁机器人,用于壁面清扫。采用修正的傅立叶级数形式推导出Halbach永磁阵列磁场解析模型;通过ANSYS仿真得出了磁轮磁通分布模型。随后进行了磁吸附力试验,结果表明:Halbach阵列与普通对向极磁环对比,Halbach阵列的吸附距离对其吸附力的影响较弱;同时,其吸附力是普通对向极磁环吸附力的2倍多。Halbach阵列的磁轮吸附方法可提升机器人爬行负载能力及稳定性。

弓形磁极永磁电机正弦削极修正模型

该文以气隙磁通密度函数和永磁体磁化方向厚度函数为理论基础,结合卡特系数计算公式、磁路等效原理和分布磁路法,考虑定子开槽、极间漏磁、磁极边缘效应及磁路饱和等因素的影响,推导出表贴式永磁电机平行充磁条件下的正弦削极修正解析模型。而后建立有限元模型验证了解析模型的准确性,并与简化正弦削极电机、偏心削极电机进行仿真对比。结果表明修正正弦削极电机所得气隙磁通密度总谐波失真(THD)分别较简化正弦削极电机和偏心削极电机低41.3%和23.4%,径向电磁力密度THD分别较简化正弦削极电机和偏心削极电机低29.82%和19.24%,从而使电机转矩脉动降低。最后通过实验进一步验证了修正解析模型的准确性。该文提出的修正解析模型,不仅使电机的电磁性能得到了进一步优化,而且理论基础明晰,不用像偏心削极一样,需要进行遍历扫描寻优,提高了电机的设计效率,为高品质永磁电机的优化设计提供了参考。

永磁同步电机电气流建模及伺服控制

基于MATLAB软件,在分析永磁同步电动机(PMSM)数学模型的基础上,提出永磁同步电机同步电机本体(PMSM)电气流建模和位置伺服控制系统仿真建模的方法。实现电机模型参数可在线修改,坐标变换符合常规逻辑。并通过位置伺服控制系统仿真与原有库模型仿真对比,验证了电机模型的准确性和有效性。

基于修正随机梯度的永磁同步电机参数辨识

永磁同步电机为典型的多变量参数时变的非线性系统,为了获取其参数有效信息,以保证控制系统的高效运行,结合永磁同步电机系统电压方程,构建系统回归模型,采用随机梯度辨识算法辨识其模型参数,同时引入收敛指数构建修正随机梯度算法以提高辨识过程的收敛性能。仿真结果表明,收敛指数能有效提高算法辨识收敛的速度和精度。

磁共振成像(MRI)在犬颅脑损伤诊断中的应用

建立不同程度犬弥漫性颅脑损伤模型,研究磁共振成像(MRI)在犬不同程度颅脑损伤中的诊断价值,为犬临床影像学诊断提供参考。选取1岁龄比格犬18只随机分为对照组(3只)、颅脑损伤模型组15只(每组5只)。自制垂直落体打击模型装置,将100g砝码分别从50,75,100cm处落下打击颅骨开窗后的右侧额叶硬脑膜,造成不同程度的弥漫性颅脑损伤。使用MRI对犬头部进行T1WI、T2WI及液体衰减反转恢复序列(FLAIR)扫描,分析比较不同程度损伤影像表现、格拉斯哥昏迷评分(MGCS)及预后。结果显示,轻度颅脑损伤组MRI扫描表现为大脑皮质轻度水肿,MGCS预后良好;中度颅脑损伤组MRI扫描表现为大脑灰、白质中度水肿,中线轻微偏移,MGCS预后谨慎;重度颅脑损伤组MRI扫描表现为创伤部位大脑半球严重水肿、皮质血肿、脑室扩张、中线严重偏移,MGCS预后不良。结果表明,使用自制垂直落体打击模型能够模拟犬弥漫性颅脑损伤;MRI对犬颅脑损伤有十分重要的诊断价值;格拉斯哥昏迷评分对预后的评估具有重要作用。