电磁场与微波课程“TAKES”教学方法的研究

电磁场与微波是通信工程、电子信息和电气等专业学生的必修课。该课程具有抽象程度高、不易理解和公式复杂等特点。为此提出了一种“TAKES”教学方法,从技术(T)、应用(A)等引入相关知识点(K),进行课程实验(E)与仿真(S),巩固知识点(K);引导学生进行电磁场方面的应用(A)与技术(T)的研究。通过这样的循环,激发学生的学习兴趣,拓展课程知识,对学生科研能力和创新能力的培养具有重要意义。

OBE和PBL驱动的《工程电磁场》课程规划与教学实施

本文以“新工科”建设和实施项目式课程体系建设为背景,基于成果导向教育(OBE)理念导引,以项目式学习(PBL)实践和研究为着力点,重构《工程电磁场》课程“教与学”。在对《工程电磁场》课程规划设计、主要教学问题和对策分析基础上,介绍了基于“构思–设计–实现–运作(CDIO)”方法的《工程电磁场》“教与学”,对四个项目(即,电磁场矢量分析、介电性能测量系统、工频电场强度测量仪、车载毫米波雷达系统)的开发和教学实施做了介绍和分析,对项目式课程学习成果的考核和评价以及教学实施经验的总结分析等内容进行了讨论和介绍。

微波EDA电磁场仿真软件评述

目前 ,国外各种商业化的微波EDA软件工具不断涌现 ,功能强大 ,主要应用领域相当广泛 ,特别是在移动通信、无线设计、信号完整性和电磁兼容 (EMC)等方面显得更加突出。本文针对现行的诸多商业化微波EDA软件进行了分类、对比 。

“电磁场与电磁波”的感知教学实践与探索

本文围绕“电磁场与电磁波”的感知教学实践与探索展开研究,通过电磁仿真技术将抽象的电磁现象用简单直观的图像、动画、实验展现出来,帮助学生理解掌握课程内容。首先,文章提出了以感知教学为核心的教学实践方案,通过引入多维评价机制,实现了教学方案的动态调整和改进。同时,根据电磁现象的内在机理,给出了感知教学案例设计的分类策略,通过适当的电磁仿真技术全面准确地展示教学内容。连续三个教学周期的评价监测显示,感知教学法在帮助学生掌握相关概念,提高动手能力,培养学习兴趣等方面效果显著。

基于Ansoft的电磁场实验仿真软件研发

为了帮助学生更好地理解电磁场抽象的理论知识,开发了与电磁场实验相配套的仿真软件——电磁场实验仿真软件。该软件是基于Ansoft有限元软件开发的第三方教学工具软件,用户界面用C#语言编写实现。软件的功能包括"仿真结果查看"和"交互式学习"两部分。该软件针对电磁场实验中涉及到的一些场的模型进行仿真计算,通过展示彩色的云图、矢量图和动画等计算结果,帮助学生对电磁场现象建立起更加形象和直观的认识。学生可以将实验测量结果、解析公式和仿真计算结果进行对比分析。理论、实验测量和仿真计算三者相结合,可以帮助学生建立完整的电磁分析的思维体系。

电磁场仿真软件在“微波技术”课程教学中的应用

本文将三维电磁场仿真软件CST微波工作室引入"微波技术"课程课堂教学。以负载阻抗单支节匹配和矩形波导为例,实现了微波结构工作性能可视化仿真。该实例表明,仿真软件在"微波技术"课程教学中具有良好的辅助作用,能够强化学生对器件性能的理解和掌握,提高教学质量;同时仿真软件的运用能够扩展学生的知识视野,增强学习兴趣。

浅谈电磁仿真软件在电磁场与微波技术教学中的应用

本文介绍了电磁仿真软件在电磁场与微波技术教学中的重要性,并以微带线为例,介绍了利用电磁仿真软件对微带线进行仿真计算,加深对微带线的理解。

基于电磁场特性分析软件的静电传感器电极仿真方法

针对目前国内静电探测电极设计时用得较多的有限元计算仿真方法过程烦琐、仿真结果过于抽象、设计的电极不适宜与弹体共形安装的问题,提出了基于电磁场分析软件的静电探测电极仿真方法.该方法利用载入Maxwell软件作为仿真环境,依据电极设计理论在Maxwell软件运行环境下建立探测系统数学模型,输入优化仿真环境系统参数.该方法能够形成辐射激励源在电极上感应出的电场分布云图,只需比对仿真图中代表不同电场能量大小值的色卡,直观地获得感应电场在电极表面能量的分布情况.依此设计的探测电极易于与弹体共形装配.测试和外场试验结果证明利用该方法使探测系统的探测性能得到了提升,满足实际应用的性能要求,易于工程实现.

初探电磁仿真软件与电磁场与电磁波课程的结合

电磁仿真软件可以将抽象的电磁场理论以直观的结果与图形的形式呈现在学生面前,有助于提高学生对电磁场与电磁波课程中所介绍内容的理解。本文介绍了电磁场与电磁波课堂教学与电磁仿真软件仿真实例的相互渗透,探索更好的教授电磁场基本理论的方法。

GIS内空间瞬态电磁场预测软件开发及应用

气体绝缘变电站(ＧＩＳ)在开关操作厂会产生秀强的瞬态波过程,可通过外壳向外界辐射电磁场,对变电站二次设备的正常运行产生严重干扰。采用ＭＡＴＬＡＢ语言,编制了ＧＩＳ内空间瞬态电磁场的分析预测软件ＴＥＭＦＧＩＳ。现场实测表明,该软件的计算结果是可以满足工程需要的。

强磁场条件下气体超声波流量计PCB板建模仿真分析

针对强电磁干扰环境下,多声道气体超声波流量计印制电路板(PCB)的超声波回波信号处理电路与时序电路电磁兼容性问题进行研究,研究了强电磁脉冲场强值对耦合电流的影响,建立了外部强电磁干扰源等效模型,并结合三维电磁场仿真软件(CST)来模拟外部强电磁干扰环境下,通过观察关键敏感电路的不同的电流端口来研究不同电磁干扰源强度下对PCB关键敏感电路电磁耦合的影响,根据强电磁干扰源的大小与流量计PCB板的关键敏感电路感应电压值的线性关系,确认关键敏感电路可受干扰强电磁场的最大辐射阈值,提出了PCB板上关键敏感电路电磁敏感度建模仿真方法,据此总结相关规律,提出优化对应PCB关键敏感电路的相应设计,进行前后仿真分析对比,关键敏感电路耦合电流显著减少,证明了多声道气体超声波流量计在强电磁干扰环境下的抗耦合干扰能力得到显著提高。

三种电路仿真软件比较及器件模型加入方法

在比较了ＯＲＣＡＤ／ＰＳＰＩＣＥ， ＰＲＯＴＥＬ， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ三种仿真软件各自特点的基础上，介绍了把基于ＳＰＩＣＥ语言的器件模型加入三种软件的方法，实现了三种软件间器件模型的互相调用功能，开拓了三种语言的使用范围。

电磁场数值计算中“积木式”前处理软件的智能化

为了克服目前电磁场数值计算软件包中前处理通用性不强的缺点,作者研制成了适应性很强的,适用于二维平面及三维曲面剖分的前处理程序.该程序的结构模块化,并有拼接的功能,称之为“积木式”前处理.在系统中配有图形库、方法库及知识库等部件,将前处理和各部件互相配合,形成了友好的用户界面,只要用户输入有关的电极及其相互位置的几何尺寸与物理参数,前处理系统即可组装成用户所需的电极系统,剖分所得数据直接推动计算程序.组装过程及其剖分结果都可在屏幕上显示,用户可进行修改,直到满意为止.

三维电磁场有限元剖分的图形显示及软件开发

对有限元三维剖分网格图形处理技术进行了研究，采用深度排序算法解决剖分网格的快速 消隐问题．开发出了基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的功能齐全的三维剖分网格图形显示软件Ｖｉｓｋｉｎ３Ｄ１．０在 集成环境下提供了剖分网格的多种图形处理功能，解决了剖分网格的图形显示问题．该软件已在多 种机型上安装使用，能全部兼容。

电磁场计算有限元法软件包的开发技术

介绍了电磁场计算有限元软件包开发过程中的软件工程方法论，特别是软件工程在电磁场边值问题中的应用．给出了衡量一个有限元软件包质量的一些标准．

ANSYS在三维高频电磁场仿真分析中的应用

针对电磁场问题理论复杂以及与理论及实际应用背景密切相关的ANSYS仿真软件参数设置不易掌握的问题,讨论了应用ANSYS软件进行三维高频电磁场仿真分析所涉及的有限元分析和电磁场等方面的基础理论,叙述了根据电磁场知识进行参数设置的具体要求和实际意义,研究了高频电磁场问题的详细解题步骤及为了保证计算结果准确所必须注意的事项.对混凝土中含有钢筋的3个物理模型进行了不同频率激励下的微波散射分析及仿真计算,并获得混凝土外电场分布数据.仿真数据与理论定性分析和实测的电场分布一致.

用大型有限元软件ANSYS处理电法测井的电磁场问题

利用大型有限元软件ANSYS进行电阻率模拟 ,建立一种理论模型 ,反映地层孔隙或裂缝参数 (裂缝方位、密度、张开度等 )与地层电导率张量的对应关系。模拟裂缝性地层的各向异性电导率模型能解决裂缝性地层的各向异性电导率正演计算问题。这对于研究地层裂缝中流体性质、饱和度与地层电导率张量的对应关系、研究如何应用这些对应关系指导三维电磁波测井仪器设计及实际测井数据处理和解释都有重要的作用。

电磁场有限元分析的优秀软件

介绍了目前国内外非常流行的电磁场有限元分析软件 ,给出了该软件的应用范围和使用方法 。

科研致用、仿真助推、自主创新的电磁场实验

以培养高素质创新型人才为目标,针对电磁场实验中存在的主要问题,提出了电磁场实验教学的改革方法。将前沿的科研项目成果引入电磁场实验教学,学以致用的教学导向激发学生的学习热情;将大型仿真软件Ansoft、PSPICE和Lab View等引入电磁场实验教学,丰富实验手段;开展多形式的实践活动,提升学生自主创新能力。实践表明,通过电磁场实验改革,学生在动手能力、解决实际工程问题能力及自主创新能力等方面都得以提升。

基于CDEGS软件的变电站工频电磁场计算

为了深入研究变电站站内工频电磁场在正常运行状态及短路故障状态时的分布情况,以500 kV变电站为例,采用CDEGS软件对变电站进行模型建立与工频电磁场分布的仿真计算。首先,通过将仿真结果与实测结果的对比,验证了建立模型及该软件的正确性。然后分析了正常状态下变电站站内有无建筑物时的工频电场分布情况及短路故障时变电站站内工频磁场的分布情况,优化变电站工频电场分布的各种情况,为变电站站内正常运行和短路故障状态时工频电磁场的计算与分析提供了一种有效方法。