一种新的材料微结构电磁场效应数值模拟方法

为了定量揭示材料微结构与入射电磁波引起的材料内电磁场效应之间的内在关联性,借助可以表征能量流动方向和大小的Poynting矢量,通过程序设计结合有限元数值模拟的方法实现了材料微结构电磁场效应的计算。建立了材料微结构电磁场效应数值分析有限元模型。在数值计算中,将Poynting矢量正交分解为三个不同方向分量,计算了材料微结构的吸收、透射和波源方向反射效应;根据Poynting矢量在反射方向的分量,计算了任意反射方向的反射效应。研究方法对任意微结构均具有适用性。

关于坡印廷矢量教学的几点思考

坡印廷矢量可以用来研究电磁能量的流动,它是电磁场理论教学中的重要内容。笔者在实际教学过程中发现,学生容易混淆坡印廷定理的微积分形式、复坡印廷定理、三个坡印廷矢量及其关系等知识点。本文通过对比进行的讨论有助于读者更好地掌握这一内容。

运动介质中电磁波的能流密度

利用电磁场变换,讨论了运动介质中一列平面单色电磁波的能流密度.给出超光速情形下电磁波及介质的性质.结果表明,随着介质运动速度的增加,电磁波能流密度方向可发生突变.

航空金属套管结构脉冲远场涡流检测机制及探头优化

航空金属套管结构凭借其套管管材可选择性组合的特点,有力提升了航空管道服役过程中的结构安全性与稳定性,因此广泛应用于航空、航天等领域的重要装备中。为进一步保障航空金属套管结构的服役安全,需采用有效的无损定量检测方法定期对其进行检测和损伤评估。围绕不锈钢-碳钢双层航空金属套管的无损定量检测,着力探究脉冲远场涡流检测机制及检测探头优化。通过快速有限元仿真研究,明晰磁场及坡印廷矢量在套管内外空气域中的分布规律、远场区识别手段等,并基于此,深入探索电磁屏蔽结构及其在检测探头优化中的有效性。结合仿真研究,对航空金属套管腐蚀减薄缺陷检测进行了实验探究,通过实验进一步验证所提航空金属套管结构脉冲远场涡流检测的远场区识别方法以及基于电磁屏蔽的探头优化成效。

对能流密度的探讨

本文研究了几种不同的能流密度表达式在几个典型实例中应用的结果及其区别,并以麦克斯韦电磁场理论出发,得出了只有坡印廷矢量才能全面正确反映电磁能量的转换和传播的结论。

电磁场的复矢量表示

在麦克斯韦方程组及洛伦兹力密度公式基础上引入电磁场复矢量,讨论了电磁场普遍规律的新公式,包括对复矢量电磁场的建立,电荷守恒定律,能量守恒定律,电磁场矢势与标势,电磁场动量、能量、张量、相对论协变性等的研究,并和电动力学相比较,得出一些结论.

500kV同塔双回交流输电线路传输能量计算分析

基于模拟电荷法、模拟电流法计算出导线周围空间的电场和磁场分布,在此基础上计算出坡印亭矢量,并得出导线周围坡印亭矢量的分布.从仿真结果中可以看到,导线周围电磁能量密度较大.根据坡印亭矢量,计算导线周围不同区域内导线的传输能量,得到输电线路的有效能量传输通道和主要能量传输通道.同时,通过改变导线的参数,计算分析了其对能量传输的影响,为高压输电线路的设计提供一定的参考.

交流元件电磁能量传输的研究

本文对电容、自感等交流元件在暂态过程和交流线路中电磁能量的传输过程进行定量的分析和研究，以验证能流密度矢量所揭示的电磁能量在场中传输的本质．

电磁场中的能流密度

以电容器的电磁场为研究对象,利用能量守恒定律,论证了低频交流电路中的电磁能量是在场中传输的。并指出在一般情况下仅用能流密度矢量来处理电磁场的能量传输问题是不完善的。

稳恒电流的导体中能量传输问题

本文首先定性地分析了稳恒电流通过导体时产生的电场和磁场,以图形方式展示了电路中能量传输的图景.第二部分又定量的分析了稳恒电磁场在真空中的能量分布和传播问题.由此懂得了不是电源直接作用于用电设备为人类服务,而是通过电磁场的能量传输才起作用的.