亥姆霍斯线圈为矩形时两线圈之间磁场分布的MATLAB的数值模拟

利用MATLAB数值模拟了亥姆霍斯线圈为矩型时两线圈之间的磁场分布。该方法具有直观形象物理图象清晰的特点.利用MATLAB数值模拟能有效地进行数值实验的教学活动。

基于MATLAB数值仿真的等离子天线辐射场空间分布研究（英文）

等离子体具有优异的导电性能,利用等离子体作为电磁能量传导介质的等离子天线相比于普通的金属天线,具有隐身性好、体积更小、重量更轻、可动态重构等特性。采用MATLAB数值仿真模拟研究了天线的辐射场问题。结果表明:随着天线长度、密度等参数的不同,其电流分布图、辐射方向图都会发生相应的变化,也就是说其辐射方向具有可控性。

基于Matlab的静电场电场线和等势线(面)的数值模拟

利用Matlab软件模拟描绘了静电场的电场线和等势线(面),以电偶极子、均匀带电线段和等量异号平行直线电荷为例,导出了电场线和等势线方程并给出了数值模拟的相应结果,使教学内容更形象和直观,也更深刻地揭示了物理现象的内涵。

二维渗流场的MATLAB仿真

分析了二维渗流场与二维温度场之间的相似性,提出利用MATLAB软件的热分析功能进行非饱和土渗流的计算方法,阐述MATLAB软件中的PDE工具箱在求解计算流体力学问题中的应用过程,算例结果表明应用MATLAB软件进行非饱和土渗流场的数值模拟是可行的。

Cu-Fe合金凝固过程的温度场数值模拟

基于有限体积法,利用MATLAB软件对非稳态热传导微分方程进行数值求解,模拟了圆柱形铜模铸造下Cu-30%Fe合金铸件内的温度场分布及冷却速度。结果表明:对于不同尺寸的圆柱形铸件,随着圆柱直径的增大,铸件内部的温度梯度增大,同时冷却速度和固相率增长变小。当铸件直径为10 mm时,铸件内最大(下边缘点处)的冷却速率达到103℃/s数量级,而当铸件直径大于10 mm时,铸件内最大冷却速度为102℃/s数量级,随着铸件温度的降低,其内部的热量不断释放,冷却速度也逐渐减小。

煤自燃温度场三维对流扩散方程的有限元解法

基于三维松散煤体温度场对流占优扩散偏微分方程数学模型,使用有限元方法解决一定边界条件下的煤自燃温度场控制方程模拟煤温的自然变化趋势,数值模拟出一组具有动态变化规律的空间对应温度值.用煤温测试装置测得煤堆中一些特定点的瞬态煤温的变化温度后对比了模拟温度值与实验温度值,比较分析结果的可行性,根据模拟结果对模型进行评价,为建立快速、准确的煤自燃预测预报系统奠定了基础.

亥姆霍兹线圈为矩形时两线圈之间磁场分布的分析

利用Matlab软件数值模拟了亥姆霍兹线圈为矩形时两线圈之间的磁场分布.该方法具有直观、形象、物理图像清晰的特点.利用Matlab数值模拟能有效地进行数值实验的教学活动.

基于CORDIC算法的改进NCO实现技术及其性能分析

介绍一种基于协调旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDIC)算法的改进数字控制振荡器(numerical controlled oscillator,NCO)的实现方法.应用CORDIC算法替代传统正弦函数ROM查找表,可以显著减少存储量,有效提高资源利用率.分析了改进NCO方法的具体设计参数对误差性能的影响,并进行MATLAB仿真、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)实现,得到综合后的仿真波形,结果产生高精度的输出信号,达到预定的设计要求.

水平埋管周围土壤温度场的数值模拟

建立了水平埋管内流体与土壤传热以及土壤自身导热的数学模型,利用Matlab软件中的偏微分方程(PDE)工具箱对数学模型求解,根据实例计算结果对该模型的传热情况进行分析,结论是:在水平埋管截面方向,随着时间增加,温度影响范围不断扩大;在1/2模型中埋管周围各个方向温度梯度不相等;土壤同一地点的温度随时间的增加而降低.

天池矿102综放孤岛工作面控制风量防灭火技术研究

为了防治天池煤矿15#煤层102综放孤岛工作面采空区煤炭自然发火,对工作面实际供风量40.0 m3/s时进行了现场监测,并基于采空区自燃"三带"划分标准和数值模拟的方法,采用流体力学COMSOL计算软件,研究了工作面不同进风量时采空区氧化升温带的变化规律,确定了氧化升温带的范围,并得到了工作面供风量与氧化升温带宽度的拟合曲线。研究结果表明,"U+I"型102工作面采空区自然发火主要是由采空区漏风引起的;氧化升温带宽度随着工作面供风量的增加而增加;现场监测与数值模拟的采空区"三带"变化规律吻合较好;当工作面供风量为40.0m3/s时,既能有效抽排瓦斯,又能有效预防采空区煤炭自然发火。在102综放孤岛工作面的现场实践表明,运用控制风量防灭火技术防治天池煤矿采空区遗煤自燃是可行的。

数值差分算法在静电场模拟实验中的设计与应用

在普通物理实验中,一般先测出空间电势的分布或等势线,再根据电场线与等势线垂直和沿着电场线的方向电势逐渐降低的原理,画出电极之间的电场强度分布。但这是一种定性的研究方法,无法得到电场强度的具体数值。将数值差分算法引入到静电场模拟实验中,基于MATLAB计算得到空间电场强度的具体数值,进一步还可以得到空间电荷的具体数值,这样可以得到更更富的静电场信息。该方法可以拓展静电场模拟实验的深度和广度,有效地训练同学们利用计算机编程方法处理数据的能力。

差压检漏系统压力与温度响应的计算分析

文章建立了差压检漏系统物理和数学模型;利用Matlab数值模拟求解非对称的基准物和被测物在不同的充气时间、有效传热面积、对流换热系数和不同的表面辐射率情况下的压力和温度随时间的响应;通过试验舱的计算结果表明:平衡时间越长,基准物和被测物的温度差越小,压差越小;当基准物容积比被测物容积小时,可以通过增大被测物的有效传热面积、表面的对流换热系数和辐射率来缩短温度平衡时间,减小二者压差。

单道激光熔覆温度场仿真及实验研究

为了研究单道激光熔覆薄板的温度场分布,采用仿真与实验对照的方法,利用ANSYS软件,通过高斯热源模型模拟激光光束能量,再采用非线性边界设定,对单道激光熔覆及冷却过程的温度场进行仿真;使用2kW光纤激光器将铁基(Fe60)粉末熔覆在2mm厚T9A钢板上,并用热成像仪测量多样点温度。结果表明,激光熔覆薄板温度场的仿真符合实验验证结果,其最高温度的最大误差为8.31%。此研究结果对激光加工参量优化有一定指导作用。

蔡氏电路数值仿真图像与实测图像的对比研究

三阶自治电路—蔡氏电路在特定的条件下可以产生混沌现象。本文基于MATLAB软件对建立的电路模型进行了数值仿真,并将结果与真实实验测得的图像进行了对比分析。结果表明,蔡氏电路的数值仿真图像与实测图像基本吻合;而基于MATLAB的数值仿真能够更精确的调节模型参数,更清晰地表现混沌现象的行为变化。

高含硫气田管线泄漏H_2S影响区域研究

通过对普光气田大湾区块集输管网系统天然气管道发生泄漏事故后H2S扩散可能的影响区域进行数值模拟分析,确定典型气象条件下典型位置发生泄漏时不同H2S浓度限值的可能影响范围,以及井喷失控时H2S的影响范围预测,为气田开发的安全决策提供科学依据。

地板辐射采暖盘管泄漏传热模型及数值模拟

低温热水地板辐射采暖盘管对系统的安全运行具有重要意义。由于室内装修等施工作业造成地板辐射采暖盘管缺陷,从而导致系统运行时泄漏事故的发生,为减低此类事故的危害性及时判定泄漏点位置对防止泄漏的扩散尤为重要。通过分析地板辐射采暖盘管泄漏特性,建立盘管泄漏过程传热传质模型,并利用FLUENT软件模确定盘管泄漏前后地板和水泥层表面温度场分布情况。研究结果表明:(1)盘管泄漏初期,水泥层表面原始温度场迅速被破坏,而整个地板表面变化较弱;随着泄漏时间的加长,地板表面温度场也造成破坏,可以通过其表面温度场明显判断泄漏点位置。(2)泄漏影响区域主要由三个区域组成,在泄漏口附近较大区域为1区恒定高温区,温度梯度变化较小;临近1区外为2区温度梯度区,温度梯度变化剧烈;受泄漏影响较弱区域为3区地板稳态温度区,其温度主要由原始地板温度场控制。

埋地天然气管道泄漏温度场模拟

为了解埋地管道泄漏后附近温度场的分布情况,以便对管道发生小孔泄漏进行泄漏检测,本文对埋地输气管道泄漏前后建立了二维物理模型和数学模型并给出了相应的边界条件。利用计算流体软件Fluent对环境温度、输送压力、泄漏口孔径与泄漏方向四种泄漏工况分别进行了管道泄漏后的数值模拟。结果表明:环境温度、输送压力是决定管道泄漏后土壤温度场分布的决定性因素;泄漏口孔径也会对土壤温度分布造成影响,但影响效果小于环境温度和输送压力的影响;泄漏方向更大程度影响冷影响区的相对位置,而对冷影响区域的大小影响不大。本文最终得到了不同工况下管道泄漏后周围土壤温度场的分布情况,对当前广泛应用的光纤传感器的现场应用有一定的指导意义。

抽采条件下综放采空区漏风流场数值模拟

通过现场实测抽采条件下综放采空区瓦斯浓度、氧气浓度、工作面压力、采空区遗煤耗氧速度、采空区遗煤瓦斯释放速度、瓦斯抽采量。假定综放采空区为各项同性的多孔介质,建立综放采空区漏风流场数学模型。本文使用了ANSYS软件和FLUENT软件,其中ANSYES软件是先用DesignModeler进行三维建模(针对采空区),之后对综放采空区有关参数进行说明,这里运用的是UDF用户自定义函数。采用FLUENT软件(ANSYS环境下)对抽采条件下综放采空区漏风流场进行数值模拟,得出了抽采条件下综放采空区漏风流场规律。

相控阵超声阵列换能器中阵元参数对声场的影响研究

为探究相控阵超声阵列换能器中不同阵元参数对声场的影响,以相控阵超声波检测基本原理和声场辐射理论为支撑,应用MATLAB软件进行数值模拟分析,建立辐射声场模型,进行不同参数下的阵列换能器指向性和声场分析。分析了阵元各项参数变化时对波束质量、聚焦范围、成像效果的影响,结果表明:阵元中心频率过小会使成像分辨率过低,阵元中心频率过大会使声场穿透力弱,检测深度浅;阵元数的增加显著提高成像效果,但是也会使成本大大提高;当阵元宽度由0.1λ增加到0.3λ,成像效果显著改善,再增加到0.6λ,成像效果改善不明显;阵元中心距增加会提高聚焦精度和成像效果,但是超过0.8λ时,成像效果急剧下降;偏转角度小于30°时,成像效果稳定且清晰,当偏转角度过大时,成像效果明显变差;聚焦深度太小使得声束聚焦性差,成像效果不好,当聚焦深度大于检测表面,成像效果好。对于指导实际超声相控检测具有一定指导意义。