多极磁环二维场分布的有限元计算

为提高多极磁环的设计和制作效率,采用有限元法对多极磁环的二维磁场分布进行数值模拟。在假设磁性材料的导磁率为1.2,矫顽力为11000 Oe的前提下,对稀土材料制作的四极内封闭和外封闭磁体进行了计算机仿真计算,得到了四极内封闭和外封闭磁体的磁力线分布和磁场强度分布图。并与传统的采用公式计算多极磁环的磁场分布的方法进行了比较,得到了较为一致的图形结果。同时采用有限元法得到的场分布为多极磁环的研究提供了更为详细的数据和图形结果,并且考虑了各磁体之间的相互作用和影响,使其仿真结果更接近真实磁场分布。     

薄膜垂直磁化的理论形成机理

要形成垂直磁化膜,必须要有足够强的垂直磁各向异性能,使得由于磁化而产生的退磁场能量不足以让磁化矢量位于膜面内。在垂直磁记录情形下,针对垂直磁各向异性常数Ku、磁化矢量M与外加磁场Hext成θ角的情况进行了理论分析。在满足磁化矢量与外加磁场方向之间的夹角稳定的平衡条件和稳定性条件的基础上,分析得知:只有满足磁各向异性常数Kn大2πM这一关系的物质才可能形成垂直磁化膜。     

半导体量子点在生物荧光分析中的应用

半导体纳米材料具有独特的光学性质,在过去的近二十年中引起了人们的广泛关注。其中研究最多的是半导体量子点。与传统的有机染色剂相比,表面充分钝化的量子点具有激发光谱宽,发射光谱窄且对称,最大发射波长位置可调,不易光解的特点,因此可以作为荧光探针对生物样品和细胞进行成功染色。若表面未加充分钝化,则量子点的荧光特性对周围环境的变化非常敏感,这是此类荧光探针检测无机离子、蛋白质、DNA的理论基础。本文综述了量子点在荧光染色剂和荧光探针中的应用,并对其存在问题和应用前景进行了分析讨论。     

核磁共振成像装置磁场的数值模拟

采取了二维有限元法模拟核磁共振成像（ＭＲＩ）装置的主磁场。给出了永磁材料的等效面电流层的数学物理模型，并对永磁材料的退磁化曲线进行了等效处理。然后，求出核磁共振成像装置的主磁场的能量泛函表达式，并给出了整个空间的磁力线分布，计算结果与实验相吻合，从而验证了这种方法的正确性。最后，提出了用被动补偿的方法来扩大均匀场区域。     

高荧光的水溶性CdTe量子点的合成及其生长规律研究

以巯基乙酸(TGA)为稳定剂,通过有效引入Te源的方法,在水相中合成了高荧光的半导体CdTe量子点.其荧光发射波长在510—620nm范围内可调,最窄的半峰宽约为34nm,最高荧光量子产率可达到60%.用吸收和荧光光谱研究了其光谱特性,并用X射线粉末衍射、透射电镜、EDX谱和红外光谱对合成的CdTe纳米晶的形貌、组成和结构进行了表征.实验考察了溶液的pH值和前体组成比对合成CdTe纳米晶的影响.实验结果表明,合成溶液的pH对CdTe量子点的光谱特性和生长速率具有显著影响.随后讨论了巯基乙酸对CdTe纳米粒子在水溶液中的稳定作用,探讨了CdTe纳米晶在不同pH条件下的生长规律,提出了修正的纳米晶生长模型.     

基于帧差法与SURF匹配的异纤机棉流速度测量

针对异纤机输棉通道内棉流速度的不确定性导致其打击精度无法提高的问题，课题组提出了一种基于帧间差分法和SURF特征匹配算法相结合的混合棉速测量方法。首先，对采集到的棉团图像进行预处理，采用帧间差分法提取棉团边缘信息，得到分离的二值化棉花图像；其次，基于形态学操作对二值化图像进行腐蚀、膨胀运算，得到完整的待检测棉团信息；最后，通过SURF特征点匹配算法对2幅图像中的特征点进行匹配，计算相邻帧间同名点之间的像素距离，将像素距离转换为实际距离后，计算得到棉团运动速度。研究结果表明：与直接匹配相比，特征点数量减少了67.8%，无效匹配点对减少了97.47%，算法计算所得速度与直接计算所得速度误差低于4%。课题组提出的算法可以满足实际工业应用要求。     

舰船周围空间固定磁场建模方法研究

舰船在地磁场作用下,由于磁化作用在其周围空间产生畸变磁场。当它通过雷区时,水雷检测到附近磁场的畸变,触发引爆,使舰船遭受雷击。为了提高舰船的防护能力,需对舰船进行消磁处理。但舰船航行区域不同而引起固定磁场发生变化,消磁情况是否符合要求,舰船在航行中无法自检。 本文介绍了为实现舰船固定磁性实时监视而进行的建模方法研究     

气泡生长及脱离过程的格子玻尔兹曼模拟

为了研究气液相变过程中重力加速度、壁面温度以及成核点间距离对气泡生长及脱离的影响，课题组在Shan Chen伪势格子Boltzmann模型的基础上，通过将密度分布函数与温度分布函数进行耦合求解的方式建立了气液相变模型。同时采用此模型计算得到了液滴内外压差与液滴半径倒数之间的关系，发现其符合Young Laplace定律，从而验证了模型的正确性。进而利用此模型对气液相变现象中的气泡生长及脱离过程进行了二维数值模拟。结果表明：气泡脱离直径会随着重力加速度的增大而呈现出逐渐减小的规律，而且气泡生长及脱离的过程与文献结果甚为相符，此外将模拟得到的气泡脱离直径进行了非线性拟合，发现其结果与新的经验关系式吻合良好；同时较高的壁面温度会增大气泡断裂颈部与壁面之间的距离，而且壁面温度的升高会增大气泡的脱离直径；还发现随着成核点间距离的增加，气泡的脱离直径会呈现出先减小而后增大的趋势。     

静磁场作用下的水的性质改变

通过实验研究了静磁场作用下对水粘度、电导率和接触角的变化。结果表明,在静磁场作用下,水的粘度随磁场作用时间的增长而降低;同时,磁场强度越大,粘度降低得越快。水的电导率随磁场作用时间的增加而增加;水在铜表面上接触角减小了大约0.4°,在石墨表面接触角减小了大约2.4°。并得到了水在磁场作用下,发生上述性质改变的原因在于磁场影响了水中的氢键。     

喷孔锥度对喷气织机辅助喷嘴喷射性能的影响

为探究喷孔锥度对喷气织机多圆孔辅助喷嘴喷射性能的影响规律,课题组设计了3类等大中心环形分布喷孔辅助喷嘴,研究其流场特性。分别建立了不同喷孔锥度时3类辅助喷嘴的流场模型;利用FLUENT软件对上述流场模型进行数值模拟,得到供气压力0.3 MPa时各辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度衰减曲线图及距喷嘴出口不同距离处截面速度分布图;提取截面上速度分布数据点得到了3类多圆孔辅助喷嘴0°和10°时距出口不同距离处截面速度径向分布图。结果表明：随喷孔锥度增大,各多圆孔辅助喷嘴的喷射性能明显增强;喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度越大各型喷嘴出口处射流速度也随之增大。课题组既分析了喷孔锥度和孔心距各自单一因素对喷嘴喷射性能的影响,又考虑了喷孔锥度和孔心距双因素对喷嘴喷射性能的影响,结果表明喷孔锥度对辅助喷嘴整体喷射性能的影响较孔心距的影响更为显著。     

长直螺线管中的交变磁场

长直螺线管中变化的磁场是产生涡旋电场的源，涡旋电场也将反作用于磁场．在一般情况下，磁场的分布不是均匀的。文中指出了一般教材中假定磁场均匀分布的条件，推导出了一般情况下的磁场分布曲线，并进一步讨论了交变电磁场用频率及导休时磁场分布的影响。     

圆形载流线圈磁场的空间分布

利用华奥──萨伐尔定律，得出了圆形载流线圈磁场的空间分布公式；并分别讨论了圆形线圈平面内及中心轴线上的磁场分布。     

基于磁场力的微小摩擦力测试装置

为了准确测试出“无摩擦”活塞气缸在运动过程中所受到的微小摩擦力,提出一种基于磁场力的非接触式的微 小摩擦力测试方法,并设计了测试装置。该方法利用磁场之间的作用力推动被测件,实现了非接触式测量。此外,建立 了磁场仿真模型,理论上验证了该测试方法的合理性。     

磁罗盘的罗差分析与验证

针对基于最佳椭圆拟合的磁罗盘误差补偿算法,设计了一组模拟不同类型干扰磁场的数据采集与罗差分析实验。通过对磁罗盘在各种干扰磁场下表征测量数据特性的拟合椭圆参数与最终补偿效果的详细分析,对理论公式进行了比照与补充,同时探讨了软铁干扰磁场与硬铁干扰磁场的相互作用关系以及在综合磁航向误差中各自所产生的影响。     

长直载流螺线管磁场的一种计算方法

本文从基本定义出发，正确得出了无限长直载流螺线管的其内、外部所激发磁场的分布情况，对现行教课书中的相关内容作了补充，澄清了模糊概念．     

高频磁结构与磁极限关系的研究与现状

动态磁谱参数,包括微波磁导率实部和虚部、截止频率等,与材料本征磁参数、结构形貌参数的制约关系,作为高频磁性材料性能的标杆和发展方向的理论指导,一直伴随着高频磁性材料的发展而不断演变,是动态磁化物理理论研究和磁性功能材料设计所关注的核心问题。磁结构决定了极限关系式的形式,而极限关系式为磁结构的设计、应用和发展提供了理论指导。该文综合介绍了近年来国内外高频磁结构和磁极限关系研究的发展情况,着重分析两者相辅相成的关系和研究方法,并归纳了该领域的发展趋势和存在的一些主要问题。     

Q235钢静载拉伸磁记忆检测试验

为了研究磁记忆信号和应力之间的关系,采用磁记忆方法检测单向静载拉伸后Q235钢板表面磁场强度法向分 量Hp(y),并设计了更方便检测的拉伸试样。结果表明Q235试件断裂前磁场法向分量检测曲线为斜直线,具有唯一的 极性翻转点。同时还发现Q235材料处在弹性阶段时磁参数m值变化较慢,在塑性变形阶段时磁参数m值变化较快。     

组合磁光光纤光栅的磁场敏感性分析

磁光光纤光栅是一种具有磁光效应的特殊光栅,可直接用于本征型的磁场传感或通过磁控的方式实现可调光子信息处理。该文采用分段均匀模型分析了几种组合磁光光纤Bragg光栅中左右旋圆偏振光的偏振相关损耗对磁场的敏感性,计算表明,均匀磁光光纤光栅的中心区段对磁场最为敏感。提出了一种比均匀磁光光栅更加灵敏的F-P型组合光栅传感结构,可更好地用于较弱磁场下偏振相关损耗的检测。     

任意偏置磁场中微波静磁波传播特性

研究了任意倾斜的直流偏置磁场作用下磁光薄膜中激发的微波静磁波传播规律,为下一步分析基于静磁波的磁光Bragg器件衍射性能提供基础。计算了YIG薄膜中传播的静磁正向体波特性,结果表明:在倾斜偏置磁场中沿不同方向激发的静磁波具有不同的辐射阻抗,这与垂直磁化情形明显不同;适当倾斜偏置磁场可降低静磁波的插入损耗,从而可增强静磁波对导波光的衍射效应。