半球型线圈阵列聚焦磁场计算与性能优化

为提高聚磁装置的电磁性能,提升经颅刺激、肿瘤治疗等领域的医疗效果,提出一种半球型线圈阵列结构及优化设计方法.根据电磁场理论建立了聚焦磁场解析计算模型,利用电磁场数值计算方法计算聚焦磁场,验证了解析模型的正确性,揭示了聚焦磁场的分布规律,给出了主要结构参数的灵敏度评价.根据优化目标和约束条件,利用解析模型和智能优化算法(NSGA-Ⅱ)对聚磁线圈阵列开展优化设计,得到满足热性能和聚磁性能等指标的设计结果.建立了聚磁线圈阵列原理样机并开展实验研究.优化计算结果、有限元计算结果及实验结果对比表明:聚焦磁场解析计算模型的计算误差约2%～3%,半球型线圈阵列布置合理,聚焦磁场满足范围、梯度以及幅值要求,采用NSGA-Ⅱ优化设计有效提高了线圈阵列的聚磁性能.     

基于遗传算法的磁聚焦线圈阵列设计与场分布计算

提出了以平面和圆环面聚焦线圈阵列实现磁聚焦的方案.使用经过改进的自适应遗传算法对注入阵列各子线圈电流的大小和相位进行了优化,在目标区域内较好地实现了磁聚焦.通过计算,显示了线圈阵列在优化后的电流组态下产生的磁场在计算区域内的归一化幅值分布和二维等高线图,表明了聚焦线圈阵列可在目标区域产生具有良好聚焦性能的磁场分布,并具有可同时聚焦至多个靶目标的能力.     

利用Matlab计算螺线管内磁场分布研究

主要利用Matlab软件对磁过滤弯管内和喇叭形管内的磁场分布及强度进行了理论计算,计算结果表明:90°磁过滤弯管内部磁场分布不均匀,中间磁场强,两端磁场弱,在磁过滤弯管出口处磁力线发散;喇叭形内磁场分布也不均匀,也是中间磁场强,两端磁场弱,磁场由上端经过喇叭形的线圈后并不能扩展至整个喇叭形管,磁力线局限于以上端口圆为半径的圆柱体内.     

基于混合优化算法的磁聚焦线圈阵列设计与优化

构建8个线圈和20个线圈的圆环面线圈阵列模型实现并改善目标区域的电磁场聚焦特性.利用磁场叠加原理,结合改进的粒子群算法设计了自适应混合优化算法,利用该算法与有限元积分分析软件的外部通信接口,对影响磁场分布的线圈阵列可调参数进行优化求解,建立优化的发射线圈模型.结果显示了设计的混合优化算法的良好搜索能力和线圈阵列在优化电流组态下在计算区域内的归一化幅值分布和二维等高线图,表明了经优化的线圈阵列在目标区域内产生了具有良好磁聚焦性能的磁场分布,磁场变化梯度大,其磁场强度与聚焦程度都有了不同程度的改善,且20个子线圈的线圈模型基本上实现了点聚焦,同时具有可聚焦多个目标的能力.     

经颅磁刺激电磁场分析系统设计

为了对经颅磁刺激下大脑内部磁场分布和变化规律进行准确分析,并对刺激线圈进行个性化设计,设计了经颅磁刺激电磁场分析系统.利用有限元方法,建立真实头模型,对线圈产生的脉冲磁场整个过程做全面的电路磁场混合分析,仿真不同线圈参数在脑内产生的效果.同时,根据临床磁刺激需要,结合数据库技术对磁刺激线圈参数进行自动优化选择.实验表明,该系统分析准确,为实际刺激线圈的制作和临床刺激强度的选择提供了依据.     

磁各向异性介质中圆电流外部的磁场

基于磁各向异性介质中的毕奥—萨伐尔定律的极坐标形式,首次推导了极坐标方程表示的载流圆线圈外部磁场的精确解.图示了磁感应强度的变化情况,并结合精确解和图形得到了磁各向异性介质中载流圆线圈外部磁场的分布特点.     

各向异性磁介质中载流直螺线管轴线上的磁场

利用毕奥－萨伐尔定律,并在磁导率μ１１＝μ３３的条件下,可求出各向异性磁介质中载流圆线圈轴线上的磁场,以及载流直螺线管内部的磁场,显然,其使用条件受到限制。为此,有必要导出在μ１１≠μ３３的更一般情况下,各向异性磁介质中载流圆线圈轴线上磁场和载流直螺线管内部的磁向异性磁介质中载流圆线圈轴线上的磁场,使其结果适用范围更广。     

长直载流螺线管磁场的研究

本文分别计算了圆形和方形两种螺线管的磁场。通过对单匝线圈磁场的积分来求得螺线管的磁场。分析了螺线管似圆电流的非封闭性,进而计算了其等效轴向磁场。     

多导脑部磁刺激仪的设计与仿真

大脑神经系统可由外部的时变磁场加以无创刺激，考虑到要对大脑多个不同部位同时进行刺激的情况，提出了一种由多线圈组成的多导脑部磁刺激系统．用有限元分析软件ANSYS模拟了线圈阵列工作时所产生的磁场，并与实验测得的磁场进行了比较．结果表明，软件仿真的数据精度误差在6％以内，并总结出变化规律：随着刺激线圈个数的增加，中心线圈轴线上同位置处的磁感应强度逐渐加大，与单线圈工作时相比，磁刺激深度得到了有效改善．     

管道磁聚焦瞬变电磁技术设计与实现

为克服瞬变电磁法检测埋地管道时局部腐蚀分辨率低、抗干扰能力差的缺点,利用磁信号聚焦技术对其进行改进。首先,给出矩形载流线圈磁场空间分布的计算公式;并利用改进的遗传算法对线圈阵列进行了设计。根据实际检测需求,设计了一种由三线圈组成的阵列。仿真结果表明阵列60%以上能量聚集于半径0.5 m的圆形区域内。阵列激励磁场测量结果表明,其聚集斑半径小于0.7 m,与传统瞬变电磁检测仪相比极大提高了管道局部腐蚀分辨率。     

磁力研磨磁感应器工作间隙磁势计算

讨论了外圆磁力研磨磁感应器工作间隙磁势的计算方法并对计算结果进行了对比．工作间隙磁势计算的结果与工作澡隙参数、漏磁情况等有关。     

磁探技术中一种新型磁激励系统

介绍了所研制的用于磁探技术中的一种新型磁激励系统，通过对磁激励系统的理论分析，阐明了各单元电路的功能及相互关系，给出了各结点的波形，着重分析了非线性振荡系统的机理，这种磁激励系统可使功率损耗降至原来的１／４，甚至更低，温漂也只有原来的１／１０，时漂也仅为原来的１／１０。     

大型铝电解槽磁力计算及分析

给出大型铝电解槽和计算方法，分析各导电部件所产生的磁场对铝电解生产的影响。     

一种新的检测磁盘、磁头综合性能的自动测试系统

本文介绍了一种新的检测磁盘及磁头综合性能参数的自动测试系统。本系统用硬件和软件相结合的方法,解决了高速A/D转换关键问题中所采取的二次存贮技术及自动测试和数据处理的GP-IB接口技术问题。本系统能按国家标准及国际标准对磁头、磁盘的性能进行自动检测和分析。     

磁场中载流线圈力和力矩的公式

本文给出计算载流线圈在外磁场中所受力和力矩的普遍公式.     

环境磁学磁性参数简介

环境磁学是一门能为全球环境变化、气候过程和人类活动对环境的影响等研究提供有价值的资料的边缘新兴学科。目前比较常用的磁学参数有磁化率、频率磁化率、天然剩磁、饱和等温剩磁、剩磁矫顽力、非磁滞剩磁等等，它们用途广泛，其测量既简便又快速，可为重建古环境、恢复古气候提供可靠的依据。     

应用有限元法计算磁流体密封间隙磁场

本文应用有限元法对磁流体密封的非线性轴对称磁场进行了分析计算,讨论了密封间隙大小、永磁体性能对密封的最大承压能力△P_(mxa)的影响.计算结果表明,△P_(max)随密封间隙增大而迅速下降,随永磁体性能提高而上升,而且在间隙较小时,永磁体性能对△P_(max)的影响更大.     

磁场中KBr纳米管量子比特的性质

通过精确求解能量本征方程、幺正变换和变分相结合的方法，研究了磁场中纳米管里极化子的性质。对KBr纳米管的数值计算表明：在均匀磁场中极化子的基态能量、激发态能量随纳米管外径减小（或内径增加）而增加，随纳米管内径减小（或外径增加）而减小，激发态能量随磁场强度的增加而增加。量子比特的振荡周期随纳米管内径增加（或外径减小）而减小，随磁场强度的增加而减小。     

电场和磁场中的对偶原则

本文提出的对偶原则就是以 Q 和 QV 分别作为电场量和磁场量的基本对偶元素.就是在电场量和磁场量的因次公式中,分别令 Q 和 QV 所代表的基本量为零因次,如果两个量的因次式变成相同,则它们可以对偶.运用这个原则,可以从电场的关系或方程得到对偶的磁场的关系或方程.或者,反过来,本文限于静电场和稳恒磁场.     

铁磁材料的磁路图解法计算

用试探法计算无分支不均匀恒定磁通磁路的反面问题的计算相当繁琐。本文推导找出一种快捷准确求磁通的方法——图解法。