基于亥姆霍兹线圈电磁制动装置的结晶器内冶金行为研究

为解决连铸过程中钢液在结晶器内不合理的自由液面流速所导致的板坯表面缺陷问题,根据现有电磁制动装置特点,提出一种新型的基于亥姆霍兹线圈的电磁制动装置,建立了板坯结晶器三维数学模型,研究了磁感应强度对结晶器内流场和温度场的影响以及拉坯速度与电磁制动效率之间的关系。结果表明,亥姆霍兹线圈能在覆盖区域形成均匀稳定的磁场,有效抑制射流冲击深度,降低钢液自由液面流速并使其控制在合理范围。同时,磁场的存在消除了结晶器下回流低温区,使得结晶器内温度分布更均匀。数值模拟结果所表征的冶金效果符合电磁制动装置的设计意图,能达到实时控制结晶器自由液面流速的效果。

肿瘤治疗用陡脉冲磁场发生器的研制

为研究应用陡脉冲磁场治疗肿瘤,结合脉冲功率技术和现代电力电子控制技术研制了一套双指数衰减陡脉冲磁场发生器。在概述陡脉冲磁场发生器的基本原理的基础上,详细阐述了其两个主要组成部分陡脉冲形成电路和单匝Helmholtz线圈的具体设计要点和关键研制技术,其磁场磁感应强度幅值(0～1mT)、脉宽(160ns～55μs)、重复频率(1Hz～1kHz)大范围独立可调,通过选用快速开关器件、减小回路电感等措施提高陡度(上升时间为70～220ns),通过合理设计Helmholtz线圈结构与尺寸增大磁场均匀区域,该发生器的研制为陡脉冲磁场治疗肿瘤的进一步实验和机理研究奠定了基础。

三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈设计方法改进

为提高三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈产生的反馈均匀磁场空间大小,本文在已有等匝、等间距的球形反馈线圈设计基础上提出一种不等匝绕制反馈线圈的方法,该方法能有效提高球形反馈线圈产生的均匀磁场空间大小,根据该方法提出了球形反馈线圈的设计方案,并完成数值仿真计算和球形反馈线圈的实物模型制作,同时完成球形反馈线圈均匀磁场空间的测试工作,测试结果表明不等匝的绕制方式能有效提高反馈均匀磁场空间大小,通过该方法进行球形反馈线圈的设计制作能在有效的体积下产生更大的均匀磁场空间,有利于提高三轴一体化磁通门的测量精度和小型化。

关于产生均匀磁场的亥姆霍兹线圈的研究

电磁感应法测磁场实验是电磁学中一个非常重要的实验,其中产生匀强磁场的一种重要方法是利用亥姆霍兹线圈来提供均匀磁场。但是,这种线圈的特点是只能在其公共轴线中点附近小范围区域产生均匀磁场。本文根据传统的双圆亥姆霍兹线圈设计了一种新形状的双锥式均匀磁场发生器,使产生的均匀磁场更加准确,最后通过实验测得的结果与数值模拟结果进行比较,实验结果与理论值基本吻合。通过对亥姆霍兹线圈的改进,不仅帮助学生更好的理解和掌握知识,而且锻炼了学生的动手能力,提高了学生的创新能力。在实践教学中将新的实验技术与电磁学理论相结合的教学模式,使抽象的物理概念和公式变得更加具体化、形象化,也收到了良好的教学效果。

均匀电磁场的探讨

均匀电磁场可谓电磁场的特例,在科研及生产中应用甚广。本文就均匀电磁场的判别、常见的均匀电磁场、均匀电磁场的形成及提高其空间特性等诸方面进行了论述。