一、一种求解涡旋电场的方法（论文文献综述）
冯强[1]（2021）在《涡旋电磁波产生与接收的理论和方法研究》文中认为轨道角动量（orbital angular momentum,OAM）是电磁波的基本物理属性之一,我们把携带有轨道角动量的电磁波称为涡旋电磁波。电磁波已成为现代无线通信技术承载和传输信息的重要载体,而随着无线通信技术的发展,人们对电磁波频谱资源的使用也变得日益紧张。涡旋电磁波的轨道角动量则构成了电磁波除频率,极化之外的又一个独立维度,通过将涡旋电磁波的轨道角动量这一新的维度用于无线通信中信息的复用传输或者编码调制,给实现大容量高速率无线通信需求带来了希望。而目前,涡旋电磁波在无线通信系统中的应用则主要是通过相应的收发天线系统来完成实现。因此,对于涡旋电磁波产生与接收的研究对实现涡旋电磁波在无线通信系统中的应用具有重要意义。本文研究了涡旋电磁波产生与接收的理论和方法,主要包含以下五个方面:1.针对由均匀圆阵列天线产生的单OAM模态涡旋电磁波束副瓣过高的问题,我们提出了多环均匀圆阵列的设计方案,通过改进多环均匀圆阵列的阵因子计算,并引入优化算法,计算得到合适的多环均匀圆阵列半径构成参数,实现了低副瓣OAM涡旋波束产生设计。相比于常规的单环均匀圆阵列设计,其副瓣电平降低约6-7 d B。2.针对单OAM模态涡旋电磁波的传统相位梯度接收方法所存在的对空间采样相位口径间隔大小的限制条件,我们首先建立起涡旋电磁波的OAM模态域和空间方位角域之间的傅里叶变换关系,然后基于OAM模态域和采样口径方位角域之间的尺度变换关系,突破了传统相位梯度法对空间采样相位口径间隔大小的限制条件,进而提出了主要面向高阶OAM模态接收测量的延展口径采样接收理论和方法。这一理论同时也完善了梯度相位采样接收理论,使其变得完备。3.针对当前部分口径采样接收方法只能用于传输和接收具有特定OAM模态间隔的涡旋波束的限制条件,我们首先基于傅里叶变换理论和采样定理建立起了OAM涡旋波束口径采样理论的统一描述方法,接着通过多次调整部分口径采样接收的采样数据以及其对应的采样口径尺度,提出了用于混合模OAM涡旋波束接收的变尺度口径采样接收方法,突破了当前部分口径采样接收方法只能用于传输和接收具有特定OAM模态间隔的涡旋波束的限制条件,实现了相邻OAM模态涡旋波束的接收和不同OAM模态之间的分离。4.针对OAM涡旋电磁波束的发散问题,我们考虑将Bessel无衍射波束的设计和传统OAM涡旋波束的设计相结合,提出了基于反射型人工电磁表面的混合模Bessel-OAM涡旋电磁波束产生设计方法,设计实现了混合模态OAM涡旋电磁波束在近场区一定范围内的准无衍射传输,对涡旋波束的发散特性起到了一定程度的抑制和改善作用。5.针对涡旋电磁波的多OAM模态复用问题,我们提出了基于反射型人工电磁表面技术的多馈源共口径混合多模OAM涡旋电磁波束复用产生设计方法,分别仿真实现了双馈源双OAM模态复用产生设计和四馈源四OAM模态复用产生设计。该方法为实现基于人工电磁表面天线的多OAM模态涡旋电磁波束共口径复用设计提供了重要的解决思路。综上,通过对涡旋电磁波基本理论,基本波束特性,和基本接收方法的把握,我们从涡旋电磁波的产生调控与口径采样接收两个方面开展了研究,为涡旋电磁波的产生与接收提供新的研究思路和解决方法,也为其将来在无线通信系统中的应用奠定基础。
王瑞丹[2]（2021）在《高频直缝焊管电磁场理论计算和数值分析》文中进行了进一步梳理随着石油、建筑、汽车等行业的迅速发展,国内市场对高频焊管的质量要求越来越高,加上国内外市场形势越来越严峻,如何优化焊接工艺参数,保证焊管焊缝质量成为一个亟待解决的技术问题。在对高频感应焊接的焊缝质量研究过程中,我们不可避免要对感应加热过程产生的电-磁-热耦合进行分析。研究电磁感应的物理场耦合问题,目前应用最为广泛的方法是利用有限元软件进行模拟计算。利用有限元法模拟计算的缺点在于,条件复杂的设置计算时间往往过长,最重要的,数值模拟法得到的只是物理的变化规律,不能针对产生规律的机理进行研究。相比于有限元模拟法,理论计算法取得的结果具有很大的参考价值,其变化趋势在一定误差接受范围内往往与实际相符;且理论计算法从电磁感应的根源入手,研究感应焊接过程中电磁场变化的机理,理论公式往往更能直观地表示出各物理参数的影响规律,所以理论计算法有着数值模拟法不可替代的地位以及重要性。本课题的研究目的就是运用理论计算法求解高频感应焊接过程中的电磁场问题,从电磁感应的基本原理入手,以无V形角直缝焊管的感应加热过程磁场计算为基础,对感应焊接过程产生的感应磁场进行理论计算。本文的主要完成内容如下:（1）将三维空间内的感应线圈沿坐标系各个方向微元化,以基本电磁理论为基础结合合理化假设条件,建立微元带电电荷在空气-金属界面上所产生感应磁场的数学模型,通过转化积分变量推点及面,以点-线-面-体的步骤积分得到空间圆弧形感应线圈在无V形角直缝焊管焊缝处磁场强度的数学模型。利用ANSYS软件对无V形角直缝焊管感应加热过程进行数值模拟,验证了理论计算法求解直缝焊管感应加热过程焊缝处磁场强度变化的数学模型的准确性。（2）首先建立了感应线圈在V形角处产生磁场强度的数学模型。在此基础上,建立了V形角区域感应电流分布的数学模型。考虑感应电流的分布在V形角区域产生的自感磁场对感应线圈所产生感应磁场的影响,建立焊缝处总磁场强度分布数学模型,利用ANSYS软件对直缝焊管感应焊接过程进行数值模拟,得到焊缝V形角两侧总磁场强度变化曲线,验证了理论计算法求解直缝焊管感应焊接过程V形角处磁场强度数学模型的准确性。（3）对直缝焊管感应焊接中的感应加热过程进行实验,测量了V形角处感应加热过程磁感应强度数值,与数值模拟和理论计算结果进行对比分析。通过对比V形角处磁场强度变化规律,进一步验证了直缝焊管感应焊接过程V形角处磁场强度数学模型的准确性。
彭宇[3]（2021）在《一种罩极电机的实验及相关研究》文中指出电磁感应技术的发展推动了电机的发展,而这些电机及电机相关产品广泛应用于我们的生产实践,又给我们的生活带来了很大的方便。在特斯拉发明了单相交流电（AC）感应电机后,罩极电机的原型开始出现。与其他感应电动机相比较,罩极电机（SPM）的设计结构不复杂,工作效率不高,并且在启动时存在一定的困难,但是这种电机价格低,且噪声较小,有着不同的功率规格,能够大量应用在风机、仪器仪表、工业产品和电器产品中,具有较广阔的应用前景。不同罩极电机的内部构造有着较大的区别,其规格尺寸的微小变化也会导致性能参数有很大的不同。对罩极电机来说,研究感生电动势、感应电流、磁场的大小和分布都有着重要意义。此外,罩极电机的各种力矩分析、内部的等效电路也是研究的重点。虽然罩极电机应用较广,且具有很好的前景,但是,目前国内外对罩极电机的研究分析并不多,罩极电机的理论研究也相对匮乏。并且,当罩极电机运行时,实验测到的相关参数与现有的理论计算值之间的符合性并不是很好。本文围绕一种罩极电机开展了一系列实验和相关研究。首先完成了多个对照实验,并且对实验数据进行深入的分析。然后基于实际现象和实验数据开展理论研究,建立了对应的理论模型,并且通过理论模型得出的计算值与实验测量值吻合良好。最后使用COMSOL软件对罩极电机进行物理场建模仿真计算,得到罩极电机的电流、电场、磁场分布,并进行了对照分析。本文主要研究了以下内容:（1）围绕一种罩极电机开展一系列实验。在介绍一种罩极电机原型以后,针对这种罩极电机结构开展实验。通过观察实验现象,提出了三个可以影响圆盘转速的变量。通过控制变量,进行了三组对照实验,记录实验数据,对实验数据进行分析,并拟合数据,得到相关关系。然后半定量推导了圆盘所受斥力的表达式、圆盘中感应电场的表达式。（2）围绕罩极电机的几种力矩建立理论模型。分析线圈中的输入电流与圆盘角速度数值,发现输入电流和圆盘转速之间的关系不是线性的。从力矩的角度分析了罩极电机的运动,半定量得到了圆盘的起动力矩、摩擦力矩、阻力力矩等三种力矩的表达式,推出力矩方程,从而得到线圈中的输入电流与圆盘角速度的关系式,使得理论计算值与实测值之间的符合性很好。（3）使用COMSOL软件对罩极电机进行物理场建模仿真。在COMSOL软件中构造罩极电机的三维模型,数值分析插入铝板和不插入铝板时的电流、电场、磁场分布,仿真结果与理论分析相符合。
张月,沈国柱,赵媛媛[4]（2021）在《关于一道感生电动势例题计算的思考》文中研究说明对于感生电动势的理解和计算是学习电磁学过程中的重难点,现有电磁学教材中关于感生电动势的计算方法大多分为法拉第电磁感应定律计算法与定义法。但是在使用定义法计算时,大多教材在感生电动势例题的解题过程中,没有明确指明不同变量的矢量方向以及微分变化方向的关系。因此在求解感生电动势时,如果不留意各矢量变化关系往往会导致方向混乱、正负号有误的问题,使得出的结果与正确结果恰恰相反。本文对一道求解感生电动势的经典例题加以分析,首先用法拉第电磁感应定律的方法进行求解得到正确结果,之后在定义法的基础上提出三种可行且明晰的方法——弧度法、直接法和中点坐标原点法。采用这三种方法,可以清晰准确地判断各矢量及其变化关系,其得到的结果与法拉第电磁感应定律得到的结果一致。
于东星[5]（2020）在《拓扑磁性超快磁电效应的研究》文中研究指明拓扑磁性结构由于其热稳定性高、尺寸小、状态特征多样化等优点,有望作为高密度非易失性磁存储器、信息处理器、传感器等新型磁电功能器件的基本单元,从而解决当前磁性器件的性能瓶颈。对拓扑磁孤子的磁电特性和电场可控性的探索研究,不仅可以使我们对磁性结构的拓扑相变有更深入的理解,而且还可以为下一代自旋电子器件的发展提供新的开发思路。得益于拓扑磁性结构中磁序的非共线分布及其衍生的磁电相互作用,基于inverseDzyaloshinskii–Moriya机制,通过外加电场和太赫兹脉冲,我们实现了拓扑磁性孤子（磁性Skyrmion、磁性涡旋）的超快、稳定以及可重复性电学控制,为磁性孤子的应用提供了重要的理论支持。具体内容如下:1)多铁性Skyrmion的电场调控。铁磁/铁电界面空间反射对称性的破缺,为电场控制Rashba自旋轨道耦合效应和Dzyaloshinskii–Moriya相互作用打开了物理通道,也为室温下多铁Skyrmion动力学的电场操控提供了实现途径。本文中我们首先分析了铁磁/铁电界面处自旋结构电场驱动的相变演化,给出了稳定Skyrmion晶格存在的条件。进而,通过适度调整外加电场的大小,获得了对Skyrmion的手性、极化、半径、位置和数目的控制。我们还对微波电场中Skyrmion晶格动态多铁性响应的各向异性和非均匀性等特征进行了细致刻画,给出了Skyrmion晶格的磁电共振谱。2)铁磁涡旋的超快电场转换。近年来,太赫兹技术的快速发展为我们实现磁性结构的超快、全光操控提供了有利的实验条件。通过施加简单的皮秒电场脉冲序列,我们提出了由包裹Skyrmion为媒介的磁性涡旋状态转换的新机制。不同于通常的涡旋-反涡旋对的产生和湮灭过程,新转换机制避免了涡旋结构的破坏,将磁涡旋极化翻转的时间缩短到了15ps左右。通过时序非对称的高斯激光脉冲,在不破坏旋转对称性的情况下,我们也实现了磁涡旋手性的快速切换,其操控时间大幅缩短到了350ps。适当调节激光脉冲的宽度,磁涡旋的极化和手性甚至可以被同时翻转。超短的动力学切换过程允许我们可以进一步探索涡旋状态的可重复性操控,结果表明:无论是极性翻转,还是手性切换,甚至是二者同时转换在连续40个脉冲下都呈现出了高度的稳定性。以可重复的方式和超快的时间尺度对磁性涡旋动力学进行电控制为寻求低能耗、高效的自旋电子器件提供了一个非常重要的机会。3)包裹Skyrmion的赛道效应。作为磁性涡旋状态转换过程中的一种介导态,包裹Skyrmion可以通过磁电耦合稳定存在于磁性条带内。由于包裹Skyrmion中心和高斯激光束中心在垂直方向上的微小偏移产生的力可以平衡Skyrmion霍尔效应的影响,因此包裹Skyrmion将被允许在水平方向上以80m/s的最高速度移动。高斯电场对包裹Skyrmion的良好摄取能力使得它能够在方形磁性晶格中进行几乎无能量损耗的圆周运动。因此,包裹Skyrmion不仅可以用于晶体管和逻辑器件的开发,而且还可以作为自旋纳米振荡器产生GHz及以上的交流磁电信号。超快且可靠的拓扑磁孤子的电场调控,不仅在传统的信息存储方向有很高的应用价值,而且将在其它领域,如神经网络、磁子和自旋电子学计算领域体现出广阔的应用前景。
刘鑫[6]（2019）在《新型幅相双控超表面研究与应用》文中研究表明电磁超表面是一种由亚波长单元结构周期或非周期地排布在二维平面上而形成的平面型人工复合电磁材料。由于可以任意调控电磁波、剖面低、损耗低、成本低、设计简单、加工方便等特点,电磁超表面引起越来越多的关注。本论文以电磁超表面对电磁波幅度和相位的独立调控研究为基础,研究了微波多阶衍射光栅、微波全息成像、轨道角动量涡旋电磁波、贝塞尔涡旋电磁波以及全空域涡旋电磁波等应用,主要内容和创新点如下:首先,提出了一款可以独立控制幅度和相位的新型幅相双控单元。在较宽的频段范围内,该单元可以调制反射电磁波或者透射电磁波,并具有反（透）射率高、带宽性能好、可以独立调制幅度和相位以及实现90°线极化旋转等优点。该单元由上下两层正交的线极化栅以及中间的双缺口环构成,通过调整单元结构的尺寸和旋转角度可以分别控制反（透）电磁波的幅度和相位。然后,设计了反射型和透射型多阶衍射光栅。基于提出的幅相双控单元,设计了一款反射型、两款透射型超宽带多阶衍射光栅,证明了该单元可以完全调制反射电磁波或者透射电磁波。接着,提出了一种微波波段的全息成像方法。基于瑞利-索茉非衍射理论,并借助提出的幅相双控单元对透射电磁波幅度和相位强大的控制能力,设计了三款超表面,通过标准喇叭分别给三款透射型超表面馈电,可以在指定位置处复现出简单的字母组合、复杂的人像以及高清的校徽。最后,研究了轨道角动量涡旋电磁波、具有无衍射特性的贝塞尔涡旋电磁波以及全空域涡旋电磁波的产生技术。轨道角动量涡旋电磁波技术可以大幅度提升信道容量,我们研究了涡旋电磁波的产生技术,分析了涡旋电磁波的传播特性。然而,涡旋电磁波由于其衍射特性限制了传播距离,因此我们利用幅相双控超表面产生了具有无衍射传输特性的贝塞尔涡旋波束。最后我们创新性地提出了全空域涡旋电磁波的新方法,通过一款超表面同时产生反射涡旋波束和透射涡旋波束。
谢彦斌[7]（2017）在《高压架空输电线路在线取能方法研究》文中提出电网安全、可靠、经济、高效的运行离不开其状态的在线监测。在线监测技术的应用和推广要求为在线监测设备提供经济可靠的供电方式。目前架空输电线路在线监测技术主要是利用“太阳能+电池”的方式或者通过母线式取能线圈从导线取能的方式提供电源,但前者存在电源装置体积大、输出功率不稳定等问题,后者则只能用于高压侧设备的供电。随着我国坚强智能电网的发展,供电技术已成为制约输电线路在线监测技术发展的瓶颈之一。鉴于在线取能的方法是否可行关键在于取能功率和工程可行性,论文首先对架空输电线路周围的电磁场能量分布进行了系统的理论分析,并结合工程可行性提出了面向高压架空输电线路监测装置的在线取电方法。然后,通过建立各取能方法的等值计算电路或取电模型,等效电路等,对各方法的取能功率、影响因素等进行了分析与计算。在此基础上,针对典型交流输电线路,基于适应不同线路条件和用电需求的目的提出了取能方法的选择与控制策略;针对直流线路则提出了以提高取能功率为主要目的的取能策略。最后,分别通过取能装置的设计、制作及在工程实践中的测试与应用,或模拟试验等对各取能方法进行了分析验证。论文的主要研究工作及成果有:首先,针对典型交流架空输电线路,从线路周围的准静电场、涡旋电场和磁场特性及能量场分布的角度,对在线取能的原理和方法进行了分析,主要包括:根据导线电流较大的特点,提出可以利用CT（Current Transformer,简称CT）从导线取能;根据分段绝缘地线的拓扑结构,提出可以分别利用涡旋电场、静电场从分段绝缘地线取能;根据逐塔接地地线的拓扑结构,提出一定条件下可以利用CT从逐塔接地地线取能（其中基于地线的取能方法均系本文首次明确提出）。然后,基于各方法的等值电路或取电模型对其最大取能功率及有关因素的影响进行了分析计算,并在此基础上提出了地线取能方法的选择与控制策略。最后,针对一500 kV同塔双回输电线路,设计、制作了取能装置并在输电线路上得以测试和应用,对分段绝缘地线的涡旋感应取能和静电取能进行了分析验证。同时,通过模拟试验对逐塔接地地线的CT取能法也进行了分析验证。结果表明:采用不同的取电方式,所能获取的最大功率差异明显。以负荷电流为200 A、档距均值为400 m、分段长度为10 km的220 kV单回水平排列线路为例,其中导线CT取能功率最大可达100 W以上,地线静电取能可达56 W以上,地线涡旋感应取能可达10 W（取能回路线路长度取800 m）,而地线CT取能功率一般不超过1 W（CT内径=40 mm,外径=65 mm,高度=65 mm,μ≈1.65×104μ0）。其中,功率水平较低的方法,取能装置的运行可靠性和工程实施性等相对较好,反之亦然。因此,选择取能方法时不宜追求过高的功率水平,满足监测装置用电需求即可。此外,除了线路负荷电流和工作电压,线路结构、位置条件（如杆塔结构、导线换位、线路分支、杆塔接地电阻、馈线数量、地线自阻抗）等对地线取能功率的影响也很大（可达50%以上）,但具体影响因方法而异,因此在线取电装置的设计应考虑线路结构条件、取能位置的影响,使其取能功率最大化。鉴于取能装置容易遭受雷电的直接冲击,通过理论与仿真分析对取能装置防雷保护方案的优化、关键元件的选择与配合进行了分析计算,并通过模拟试验对优化方案进行了验证。结果表明:基于“逐级泄流”的多级浪涌保护器（Surge Protection Device,简称SPD）防雷保护方案,可使输电线路取能装置得到较佳的防雷保护,其中以SPD的“高-低”搭配方案为佳,但其动作水平不宜相差过大。针对直流高压架空输电线路,对线路周围的静电场特性进行了分析,从避免取能装置尺寸较大的角度提出了基于绝缘子泄漏电流的取能方法,并基于防雷安全和负载电压水平适当等目的对取能方法进行了优化。计算表明,本文提出的取能方法一天内可从线路取得最大约173 J的能量（泄漏电流按10μA计）。该能量水平通常可以满足在线监测装置一天内定期工作约35次（每次耗能取5 J）,即每隔40分钟左右采集、传输数据一次的用电需求。此外,综合考虑输出电压稳定、提高能量转移速度及转移效率三个因素,对直流线路取能方案中电容参数的选择与配合进行了分析,计算表明次级储能电容值应远远大于初级电容。在此基础上,基于提高取能功率、能量的目的对取能策略进行了分析,结果表明初、次级电容工作电压应尽量接近其允许上限。最后,在人工气候实验室对上述直流线路取能方法的基础、关键环节进行了实验验证,结果表明该取能方法可以重复、有效地从线路获取电能。实验中绝缘子泄漏电流及初级电容取得的能量与实际线路基本相符,进一步说明本文提出的取能方法具有可行的基础。综上所述,对于不同运行环境和各种结构的交直流输电线路,通过系统分析、优化设计并采取适当的保护措施,可实现在线取电,满足在线监测装置的功率、安全、可靠供电的要求。
郑金[8]（2017）在《涡旋电场问题归类解析》文中研究指明对有关圆形边界和正方形边界的匀强磁场随时间均匀变化激发恒定涡旋电场在导体中产生感应电动势的问题进行分析,探究这类问题的多种解答方法。
丁蕾[9]（2015）在《电磁场中电势的辨析》文中研究表明场是物理学科教学中电磁学部分的重要概念,而势是场量求解过程中常用到的"辅助"物理量。在职业学校的物理教学中,学生熟悉的都是静电场,对既有纵场也有横场的情况感到难以理解。所以对电动势和电势这两个常见的概念进行辨析,将有助于学生强化电磁场的概念。
周佳[10]（2013）在《恒定电场及涡旋电场在物理竞赛中的“应用”》文中认为恒定电场与涡旋电场是高中阶段学生除静电场外学到的另外两种电场,对于这两种电场学生了解得并不多,本文从两种电场的属性出发,讨论在高中物理竞赛中两种电场的应用。
二、一种求解涡旋电场的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种求解涡旋电场的方法（论文提纲范文）
（1）涡旋电磁波产生与接收的理论和方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 无线通信和复用技术 |
| 1.1.2 OAM的研究背景 |
| 1.1.3 OAM在无线通信复用技术中的应用 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外研究发展脉络 |
| 1.2.2 OAM波束的产生与接收及其相关应用 |
| 1.3 论文的主要研究内容和章节安排 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 论文章节安排 |
| 第二章 涡旋电磁波的基本理论与性质 |
| 2.1 电磁波的轨道角动量 |
| 2.2 涡旋电磁波基本的波束特性与接收特性分析 |
| 2.2.1 涡旋电磁波的波束特性 |
| 2.2.2 涡旋电磁波的波束接收特性 |
| 2.2.3 基于均匀圆阵列天线的激励容差分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于多环均匀圆阵列的低副瓣涡旋电磁波束产生方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 设计原理 |
| 3.2.1 多环均匀圆阵列天线模型再描述 |
| 3.2.2 基于遗传算法的阵列优化设计和两个算例分析 |
| 3.3 天线阵列仿真与测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高阶模OAM涡旋电磁波束的延展口径采样接收 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 延展口径采样接收方法的基本理论和分析 |
| 4.2.1 OAM涡旋电磁波接收问题描述 |
| 4.2.2 延展口径采样接收理论基础 |
| 4.2.3 理论算例分析 |
| 4.3 数值模型仿真和分析 |
| 4.3.1 均匀圆阵列天线数值计算模型 |
| 4.3.2 延展口径采样接收方法及相关结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 混合模OAM涡旋电磁波束的变尺度口径采样接收 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 涡旋电磁波的口径采样接收理论与分析 |
| 5.2.1 涡旋电磁波的基本性质与口径采样接收模型描述 |
| 5.2.2 涡旋电磁波的OAM模态谱分析 |
| 5.2.3 涡旋电磁波的口径采样接收理论与方法 |
| 5.3 变尺度口径采样接收理论与方法 |
| 5.3.1 基本理论与方法描述 |
| 5.3.2 数值算例分析 |
| 5.4 电磁仿真与测试以及接收分析 |
| 5.4.1 反射型人工电磁表面设计 |
| 5.4.2 基于变尺度口径采样接收的仿真结果接收分析 |
| 5.4.3 基于变尺度口径采样接收的测试结果接收分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于反射型人工电磁表面的混合模Bessel--OAM涡旋电磁波束产生方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基础理论与设计方法 |
| 6.3 电磁仿真设计与测试及相关分析 |
| 6.3.1 仿真设计与结果分析 |
| 6.3.2 天线样机测试与结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 基于反射型人工电磁表面的多馈源共口径混合多模OAM涡旋电磁波束复用产生方法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 设计原理和仿真结果分析 |
| 7.3 测试结果与分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 下一阶段工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）高频直缝焊管电磁场理论计算和数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 高频直缝焊管的生产研究现状 |
| 1.2.1 感应加热技术的发展与研究 |
| 1.2.2 高频感应焊接技术的发展 |
| 1.3 高频感应焊接技术的研究方法 |
| 1.3.1 利用数值模拟法研究电磁理论 |
| 1.3.2 利用理论计算法研究电磁理论 |
| 1.4 直缝焊管电-磁-热耦合理论计算的研究现状 |
| 1.5 课题研究的主要内容及意义 |
| 第2章 高频直缝焊管电磁场基础计算模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 直缝焊管焊缝周围磁场分布特性 |
| 2.2.1 无V形角直缝焊管焊缝周围磁场分布特性 |
| 2.2.2 有V形角直缝焊管焊缝周围磁场分布特性 |
| 2.3 电流在直缝焊管中的流动特性 |
| 2.3.1 集肤效应 |
| 2.3.2 邻近效应 |
| 2.3.3 尖端效应 |
| 2.4 感应加热电磁学理论计算基础 |
| 2.4.1 电磁感应基础理论 |
| 2.4.2 不同边界条件下电磁场的求解模型 |
| 2.5 直缝焊管焊缝处涡旋电流的磁场分布规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 无V形角直缝焊管感应加热磁场强度计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 感应线圈在无V形角焊缝处磁场分布 |
| 3.2.1 无V形角高频直缝焊管感应加热物理模型 |
| 3.2.2 感应线圈在空气-金属临界面处磁场分布 |
| 3.2.3 感应线圈临界处磁场分布假设条件 |
| 3.3 感应磁场解析公式的验证 |
| 3.3.1 数值模拟法磁场强度分析 |
| 3.3.2 理论计算法磁场强度分析 |
| 3.4 感应磁场解析公式的参数选择 |
| 3.4.1 圆弧形线圈有效加热长度m |
| 3.4.2 感应加热效率系数η |
| 3.4.3 磁场方向偏移系数τ |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 有V形角直缝焊管感应焊接磁场强度计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 感应焊接过程临界面处磁场分布 |
| 4.2.1 有V形角直缝焊管感应焊接过程物理模型建立 |
| 4.2.2 感应线圈在V形角处产生磁场分布 |
| 4.2.3 V形角处自感磁场强度分布 |
| 4.3 V形角处感应磁场解析公式验证 |
| 4.3.1 数值模拟法磁场强度分析 |
| 4.3.2 理论计算法磁场强度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 感应焊接过程磁场强度实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 感应焊接过程磁场测量实验 |
| 5.2.1 实验设备及方案 |
| 5.2.2 实验过程与数据分析 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（3）一种罩极电机的实验及相关研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究与发展状况 |
| 1.2.1 国内罩极电机的研究方法 |
| 1.2.2 国内罩极电机的发展状况 |
| 1.2.3 国外罩极电机的研究与发展状况 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 罩极电机理论基础 |
| 2.1 基本方程和算符 |
| 2.1.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.1.2 哈密顿算子 |
| 2.2 一种电磁式电机的力矩分析 |
| 2.3 感应电流 |
| 2.3.1 作用于感应电流上的力 |
| 2.3.2 涡流效应 |
| 2.4 罩极电机的基础研究 |
| 2.4.1 “罩极”材料的选择 |
| 2.4.2 常见的罩极电机结构 |
| 2.4.3 罩极电机的常见故障及排除 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 一种罩极电机实验及实验分析 |
| 3.1 一种罩极电机模型 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 实验装置介绍 |
| 3.2.2 正式实验 |
| 3.3 实验相关理论 |
| 3.3.1 未插入铝板时圆盘的感生电场和斥力分析 |
| 3.3.2 插入矩形铝板后圆盘中的矢势和电场 |
| 3.4 探究影响圆盘转速的三个变量 |
| 3.4.1 探究线圈电流有效值I与圆盘转速Ω的关系 |
| 3.4.2 探究矩形铝板的插入深度与圆形铝盘转速的关系 |
| 3.4.3 探究铝板的厚度对圆形铝盘转速的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 力矩分析 |
| 4.1 插入铝盘时,输入电流和角速度的数值分析 |
| 4.2 力矩分析 |
| 4.2.1 圆盘中的磁偶极矩 |
| 4.2.2 在没有插入板的情况下圆形铝盘的运动 |
| 4.2.3 在插入矩形铝板的情况下圆盘的启动力矩 |
| 4.2.4 阻力矩和摩擦力矩 |
| 4.3 力矩方程 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 理论分析和物理场建模仿真 |
| 5.1 长螺线管的磁场和矢势分布 |
| 5.1.1 长螺线管内部和外部的磁场分析 |
| 5.1.2 螺线管管外磁矢势的理论推导 |
| 5.2 COMSOL软件介绍 |
| 5.3 模型开发与求解设置 |
| 5.3.1 全局定义 |
| 5.3.2 组件设置 |
| 5.3.3 研究 |
| 5.4 仿真计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（4）关于一道感生电动势例题计算的思考（论文提纲范文）
| 1 问题引入 |
| 2 分析问题 |
| 2.1 使用法拉第电磁感应定律 |
| 2.2 感生电场的计算 |
| 2.3 ab导体段感生电动势的计算方法 |
| 2.4 dc导体段感生电动势的计算方法 |
| 2.4.1 弧度法 |
| 2.4.2 直接法 |
| 2.4.3 中点坐标原点法 |
| 2.4.4 线框在磁场外的感生电动势 |
| 2.5 回路感生电动势 |
| 3 结语 |
（5）拓扑磁性超快磁电效应的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 磁畴壁 |
| 1.2 磁性涡旋态 |
| 1.2.1 涡旋极化切换的研究背景 |
| 1.2.2 涡旋手征操控的研究背景 |
| 1.3 磁性Skyrmion |
| 1.4 研究动机和研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 拓扑结构动力学操控的原理探讨 |
| 2.1 Rashba自旋轨道耦合 |
| 2.2 非共线自旋序诱导的磁电耦合 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 多铁复合薄膜中Skyrmion动力学的电场调控 |
| 3.1 模型和理论探讨 |
| 3.2 Skyrmion动力学模拟 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 磁性涡旋动力学的超快太赫兹脉冲操控 |
| 4.1 模型与计算 |
| 4.1.1 模拟退火算法 |
| 4.1.2 微磁学模拟 |
| 4.2 太赫兹脉冲作用下的相图探讨 |
| 4.3 磁性涡旋极化的太赫兹脉冲操控 |
| 4.3.1 磁性涡旋极化的双次操控 |
| 4.3.2 极化的可重复性操控 |
| 4.4 磁性涡旋手征的电场操控 |
| 4.4.1 磁性涡旋手征的电场翻转 |
| 4.4.2 手征的可重复性翻转 |
| 4.5 极化及手征的同时操控 |
| 4.6 涡旋动力学的应用——自旋泵效应 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 磁性涡旋动力学中间态——包裹Skyrmion |
| 5.1 高斯激光束驱动的Skyrmion圆周跟踪运动 |
| 5.2 理论分析与模拟 |
| 5.3 包裹Skyrmion介导的磁性涡旋输运 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 参与的科研项目 |
| 致谢 |
（6）新型幅相双控超表面研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 超材料、光学变换和隐身斗篷 |
| 1.2.2 超表面全息成像 |
| 1.2.3 轨道角动量涡旋电磁波 |
| 1.3 超表面的设计方法 |
| 1.3.1 广义斯涅尔定律 |
| 1.3.2 超表面对电磁波的调控机理 |
| 1.4 本文的研究方法和结构安排 |
| 第2章 新型幅相双控单元特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单元特性分析与研究 |
| 2.2.1 单元结构的选取原因 |
| 2.2.2 单元结构和理论分析 |
| 2.2.3 单元仿真及分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 衍射光栅超表面研究与设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 衍射光栅的设计与验证 |
| 3.2.1 反射型衍射光栅的设计与仿真 |
| 3.2.2 透射型衍射光栅的设计与仿真 |
| 3.2.3 衍射光栅的加工与实验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 超表面全息成像研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超表面全息成像的设计原理 |
| 4.3 超表面全息成像的仿真与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 涡旋电磁波和高阶贝塞尔波束研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于透射型超表面的涡旋电磁波产生方法 |
| 5.2.1 涡旋电磁波的产生原理 |
| 5.2.2 涡旋电磁波的仿真与分析 |
| 5.2.3 本节小结 |
| 5.3 基于透射型超表面的贝塞尔涡旋波束产生方法 |
| 5.3.1 贝塞尔涡旋波束的产生原理 |
| 5.3.2 贝塞尔涡旋波束的仿真与分析 |
| 5.3.3 本节小结 |
| 5.4 全空域、双模态轨道角动量超表面设计 |
| 5.4.1 全空域涡旋电磁波的产生原理 |
| 5.4.2 全空域涡旋电磁波的仿真与分析 |
| 5.4.3 全空域涡旋电磁波超表面的加工与实验 |
| 5.4.4 本节小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究主要内容 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
（7）高压架空输电线路在线取能方法研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 在线取能的有关理论基础 |
| 1.2.2 在线取能的应用研究 |
| 1.2.3 国内外研究现状总结 |
| 1.3 本文的主要研究工作 |
| 2 架空输电线路在线取能方法的提出 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 在线取能原理的分析 |
| 2.3 在线取能方法的提出 |
| 2.3.1 交流线路静电场取能方法 |
| 2.3.2 交流线路涡旋电场取能方法 |
| 2.3.3 交流线路磁场取能方法 |
| 2.3.4 交流线路在线取能方法总结 |
| 2.3.5 直流线路取能方法 |
| 2.4 本章总结 |
| 3 交流架空输电线路在线取能方法的分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分段绝缘地线涡旋感应取能 |
| 3.2.1 取能电路模型 |
| 3.2.2 最大取能功率 |
| 3.2.3 取能功率影响因素分析 |
| 3.3 分段绝缘地线静电感应取能 |
| 3.3.1 取能电路模型 |
| 3.3.2 最大取能功率 |
| 3.3.3 取能功率影响因素分析 |
| 3.4 逐塔接地地线CT取能 |
| 3.4.1 地线CT取能的优势 |
| 3.4.2 物理模型 |
| 3.4.3 电路模型 |
| 3.4.4 最大取能功率 |
| 3.4.5 CT取能适用条件 |
| 3.4.6 取能功率影响因素分析 |
| 3.5 导线CT取能 |
| 3.5.1 物理模型 |
| 3.5.2 电路模型 |
| 3.5.3 最大取能功率 |
| 3.5.4 取能功率影响因素分析 |
| 3.6 取能方法的选择与控制 |
| 3.6.1 各取能方法的比较 |
| 3.6.2 取能方法的选择与控制 |
| 3.7 取能方法的应用范围 |
| 3.8 本章总结 |
| 4 直流架空输电线路在线取能方法的分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 取能方法分析 |
| 4.2.1 取能方法的提出 |
| 4.2.2 取能方法的优化 |
| 4.2.3 电容参数的选择与配合 |
| 4.2.4 取能策略 |
| 4.2.5 取能能量的估算与应用 |
| 4.2.6 相关因素的影响 |
| 4.3 本章总结 |
| 5 取能方法的验证与应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分段绝缘地线涡旋感应取能和静电取能的现场测试与应用 |
| 5.2.1 线路介绍 |
| 5.2.2 取能端口电压与功率计算 |
| 5.2.3 分段绝缘地线涡旋感应取能方案的优化设计 |
| 5.2.4 分段绝缘地线静电感应取能方案的优化设计 |
| 5.2.5 现场实测与分析 |
| 5.3 逐塔接地地线CT取能实验验证 |
| 5.3.1 实验目的和基本思路 |
| 5.3.2 实验设计 |
| 5.3.3 实验过程与结果分析 |
| 5.4 取能装置的防雷保护 |
| 5.4.1 取能装置防雷保护的必要性 |
| 5.4.2 防雷保护方案 |
| 5.4.3 元件参数的选择 |
| 5.4.4 防雷方案的优化 |
| 5.4.5 模拟试验 |
| 5.5 直流线路在线取能方法实验验证 |
| 5.6 本章总结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文的结论 |
| 6.2 后续研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 架空输电线路地线纵向电势和自阻抗的计算 |
| B 档距、杆塔接地电阻分布对节点等效电路(单侧)的影响分析 |
| C 典型架空输电线路分段绝缘地线静电取能等效电路参数分析 |
| D 试验线路杆塔相关参数表 |
| E 作者在攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| F 作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（8）涡旋电场问题归类解析（论文提纲范文）
| 一、归纳有关涡旋电场的规律及方法 |
| 1. 麦克斯韦电磁场基本理论 |
| 2. 一段含有电源电路的电势差 |
| 二、归类解答有关涡旋电场问题 |
| 1. 圆形边界的匀强磁场 |
| 2. 正方形边界的匀强磁场 |
（9）电磁场中电势的辨析（论文提纲范文）
| 一、静电场和感生电场的区别与联系 |
| 二、电路分析中的电动势与电势 |
| 三、涉及涡旋场的高考题分析 |
（10）恒定电场及涡旋电场在物理竞赛中的“应用”（论文提纲范文）
| 一、恒定电场 |
| 1. 恒定电场的基本概念 |
| 2. 恒定电场在竞赛中的应用 |
| 二、涡旋电场 |
| 1. 涡旋电场的基本概念 |
| 2. 涡旋电场在竞赛中的应用 |
| 3. 涡旋电场中的“电势”与“电势差” |
四、一种求解涡旋电场的方法（论文参考文献）
- [1]涡旋电磁波产生与接收的理论和方法研究[D]. 冯强. 西安电子科技大学, 2021
- [2]高频直缝焊管电磁场理论计算和数值分析[D]. 王瑞丹. 燕山大学, 2021(01)
- [3]一种罩极电机的实验及相关研究[D]. 彭宇. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]关于一道感生电动势例题计算的思考[J]. 张月,沈国柱,赵媛媛. 物理与工程, 2021(02)
- [5]拓扑磁性超快磁电效应的研究[D]. 于东星. 兰州大学, 2020
- [6]新型幅相双控超表面研究与应用[D]. 刘鑫. 华侨大学, 2019(01)
- [7]高压架空输电线路在线取能方法研究[D]. 谢彦斌. 重庆大学, 2017(12)
- [8]涡旋电场问题归类解析[J]. 郑金. 物理教学, 2017(05)
- [9]电磁场中电势的辨析[J]. 丁蕾. 江苏教育研究, 2015(36)
- [10]恒定电场及涡旋电场在物理竞赛中的“应用”[J]. 周佳. 物理教学, 2013(12)