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基于多物理场耦合分析的水下副边旋转阵列式LCT温升研究
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作者 程志远 刘亭亭 +2 位作者 张志芹 宋晓逸 吴海丽 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第6期2367-2377,I0028,共12页
松耦合变压器(loosely coupled transformer,LCT)是实现水下无线电能传输(wireless power transfer,WPT)的核心组件,一般需满足简易充电对位、强抗偏移能力、轻量化及低电磁辐射与温升需求。为此,首先提出一种副边旋转阵列式水下LCT结构... 松耦合变压器(loosely coupled transformer,LCT)是实现水下无线电能传输(wireless power transfer,WPT)的核心组件,一般需满足简易充电对位、强抗偏移能力、轻量化及低电磁辐射与温升需求。为此,首先提出一种副边旋转阵列式水下LCT结构,该结构配合所设计的笼状对接装置,简化充电对位同时可有效防止径向偏移,由于拾取机构采用旋转阵列式磁芯结构,极大降低了自主式水下航行器(autonomous underwater vehicles,AUV)负重,进而提高AUV的机动性与续航能力。关于水下LCT温升研究,鉴于传统三维电磁模型和传热原理难以估计水下LCT不均匀损耗与温度分布,利用COMSOL搭建水下LCT电磁-热-流多物理场耦合仿真模型,同时为实现热点分布的精准计算,建模过程中充分考虑海水涡流及外壳等相关因素对水下LCT温升的影响。仿真与实验结果表明,所建立的物理模型热点与实际测量值最大误差仅为2.13%,模型温升分布规律能够较准确反映实际情况,验证了该模型的有效性与合理性。结果可为水下LCT优化散热进而提升水下WPT系统性能、寿命及可靠性提供一定理论依据。 展开更多
关键词 水下无线电能传输 旋转阵列式松耦合变压器 多物理场耦合 热点分布 轻量化
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亚甲基蓝废水的光磁耦合降解 被引量:6
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作者 吴春笃 郑坤 +1 位作者 解清杰 白戈 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期368-372,共5页
基于光磁耦合试验系统,利用新型复合磁性光催化剂,研究亚甲基蓝废水的降解性能,并讨论磁场强度、旋转速度、反应时间以及催化剂投加量对光磁耦合反应的影响.结果表明:旋转磁场能够显著加强光催化降解亚甲基蓝效果,当磁场强度为50 m T,... 基于光磁耦合试验系统,利用新型复合磁性光催化剂,研究亚甲基蓝废水的降解性能,并讨论磁场强度、旋转速度、反应时间以及催化剂投加量对光磁耦合反应的影响.结果表明:旋转磁场能够显著加强光催化降解亚甲基蓝效果,当磁场强度为50 m T,转速为70 r·min^(-1),反应时间为120min,催化剂投加量为1.2 g·L^(-1)条件下,光磁耦合处理系统对初始质量浓度为10 mg·L^(-1)亚甲基蓝溶液的降解率为93.02%.通过对反应前后溶液的紫外-可见光扫描,发现经过光磁耦合处理系统作用反应后的溶液中,偶氮键与苯环特征峰均已消失,大部分亚甲基蓝得到有效降解. 展开更多
关键词 亚甲基蓝 旋转磁场 光催化 ZNO 光磁耦合
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超高压发电机失磁异步运行磁场分析 被引量:5
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作者 吕艳玲 戈宝军 +2 位作者 陶大军 张志强 林鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期170-175,共6页
同步发电机失磁故障对电网稳定性和发电机安全运行会产生很大影响。在中国,超高压发电机(extra high voltagegenerator,EHVG)是新型的同步发电机,其失磁后对电网的影响还处于研究阶段。为准确模拟EHVG失磁故障发生后磁场分布情况,建立了... 同步发电机失磁故障对电网稳定性和发电机安全运行会产生很大影响。在中国,超高压发电机(extra high voltagegenerator,EHVG)是新型的同步发电机,其失磁后对电网的影响还处于研究阶段。为准确模拟EHVG失磁故障发生后磁场分布情况,建立了EHVG场、路、运动直接耦合的时步有限元分析模型,以EHVG模拟样机为算例,通过试验证明该模型正确,方法可行。利用该模型对EHVG同步运行和失磁异步运行的瞬态磁场进行对比分析,得出了同步运行和稳态异步运行时气隙磁密基波幅值基本一致,而失磁异步运行时气隙磁密谐波幅值较大;且随着EHVG失磁,稳态异步运行前所带负荷的减少进入稳态异步运行时,气隙磁密谐波分量也逐渐减小,气隙合成磁密接近正弦波,为其运行提供基础数据。 展开更多
关键词 超高压发电机 失磁 场路耦合 失磁异步运行 磁密谐波
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高效双非线性平面梁单元算法研究 被引量:2
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作者 邓继华 谭平 周福霖 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期916-921,997,共7页
基于随转坐标法和场一致性原则发展了一种用于结构几何与材料双非线性分析的平面梁单元算法,并编制了相应的计算机程序。在随转坐标系下计入材料非线性,采用截面纤维积分法处理任意形状的平面梁单元截面并导出截面切线刚度矩阵,并利用... 基于随转坐标法和场一致性原则发展了一种用于结构几何与材料双非线性分析的平面梁单元算法,并编制了相应的计算机程序。在随转坐标系下计入材料非线性,采用截面纤维积分法处理任意形状的平面梁单元截面并导出截面切线刚度矩阵,并利用虚功原理得到单元切线刚度矩阵,此过程无需迭代,因而使计算效率得到很大提高;几何非线性效应则通过变量在随转坐标系与结构坐标系之间的转换得以体现。用本文方法对肘式框架的几何非线性进行分析,计算结果与试验结果吻合良好;对简支梁进行分析,在只考虑材料非线性而不考虑几何非线性情况下,本文结果和已有文献结果与解析解的误差分别为1.5%和4.2%;在考虑几何与材料双非线性情况下,本文结果和已有文献结果与ANSYS程序解的误差分别为2.9%和5.9%,与已有文献结果相比,本文所得受力后期的荷载-位移曲线更接近实际情况。 展开更多
关键词 平面梁单元 有限元分析 双非线性 场一致性 随转坐标法
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混合润滑状态下旋转唇形密封的失效机制模型 被引量:2
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作者 王少萍 张超 +2 位作者 高宝旭 刘迪 朱赟 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期178-184,共7页
为探究旋转唇形密封的失效机制,综合考虑流体、微凸体、弹性变形和温度对旋转唇形密封的影响,构建旋转唇形密封多场耦合模型,并基于多场耦合模型与关键点更新策略提出混合润滑状态下旋转唇形密封的磨损退化模型仿真方法。通过设计故障... 为探究旋转唇形密封的失效机制,综合考虑流体、微凸体、弹性变形和温度对旋转唇形密封的影响,构建旋转唇形密封多场耦合模型,并基于多场耦合模型与关键点更新策略提出混合润滑状态下旋转唇形密封的磨损退化模型仿真方法。通过设计故障模拟试验,将试验结果与仿真结果进行对比,验证了仿真方法的有效性。结果表明:唇形密封件在初期磨损速率较大,之后趋于平缓;唇尖处接触压力最大,磨损速率最大。 展开更多
关键词 混合润滑 旋转唇形密封 磨损退化 失效机制 多场耦合模型
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基于磁-流-热-固多场耦合的磁力联轴器应力形变分析
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作者 汪家琼 姜国涛 +1 位作者 王凯 钱文飞 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期475-481,共7页
为探究不同转速下磁力联轴器部件的温升和应力形变情况,基于ANSYS Workbench耦合平台,首先对其进行单向的热磁耦合,并进行温度分布分析,再对磁场与流场共同作用下的磁力联轴器结构场进行热固单向耦合分析.结果表明:隔离套的高温区域在... 为探究不同转速下磁力联轴器部件的温升和应力形变情况,基于ANSYS Workbench耦合平台,首先对其进行单向的热磁耦合,并进行温度分布分析,再对磁场与流场共同作用下的磁力联轴器结构场进行热固单向耦合分析.结果表明:隔离套的高温区域在轴向上主要对应于磁钢所在位置,并且温度向套筒两端明显递减.隔离套的较大形变区域与高温区域一致,周向上呈向外膨胀状态,轴向上呈两端递减.对于内磁转子体,应力主要集中在薄金属包封套表面且向转子内部递减.对于外磁转子体,应力主要集中在磁钢周围与转子内表面,并由内向外呈现递减趋势.此外内外磁转子体的形变量并不大,但转速对联轴器部件的温升和应力形变影响较大.随转速增大,隔离套的温升、形变与应力值最大增长约7倍,内外磁转子体的应力峰值从6.350 MPa增大到37.300 MPa. 展开更多
关键词 磁力联轴器 隔离套 多场耦合 转速 应力
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旋转磁场与水量耦合对CaCO_3结晶的影响 被引量:7
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作者 罗志强 杨庆峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期3029-3037,共9页
随着环保问题越来越得到重视,无化学药剂添加的阻垢方法也愈加引起研究者的关注。磁处理被一些研究者认为是一种无污染、低成本的物理防垢方法,但其在工业应用中的有效性和作用机制仍存在很大争议。以碳酸钙结晶体系为研究对象,新设计... 随着环保问题越来越得到重视,无化学药剂添加的阻垢方法也愈加引起研究者的关注。磁处理被一些研究者认为是一种无污染、低成本的物理防垢方法,但其在工业应用中的有效性和作用机制仍存在很大争议。以碳酸钙结晶体系为研究对象,新设计了磁场作用范围宽窄两种形式的磁处理装置,着重考察了与工业应用密切相关的处理水量与磁处理效果间的耦合关系。结果表明,当处理水量较小时,磁处理可促进碳酸钙的均相成核,使生成的晶体粒径变小数量增多,总沉积量增大,并且磁处理效果在一定转速范围内随旋转磁场转速的增加而增强。此外发现,旋转磁场与水量有明显的耦合关系:当磁处理条件不变而处理水量增大时,磁处理效果就会减弱;当处理水量一定而强化磁处理条件时,磁处理效果就会增强。先磁处理一部分溶液再逐步添加溶液进行的分步磁处理实验表明,该法可提高大水量条件下碳酸钙的去除率,使磁处理效果更为明显,同时表明了处理水量与磁场相匹配耦合的重要性。 展开更多
关键词 旋转磁场 成核 结晶 结垢 脱盐 耦合关系
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有源相控阵天线的近场校准 被引量:9
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作者 焦禹 陈文俊 《电讯技术》 北大核心 2016年第4期453-457,共5页
为实现对相控阵天线的校准,降低幅相误差和阵元失效对天线性能的影响,提出了一种考虑互耦效应的近场校准方法。在利用近场扫描法完成逐一通道校准的基础上,使用旋转矢量法进行二次校准。在应用旋转矢量法(REV)时,为使被测信号的变化明显... 为实现对相控阵天线的校准,降低幅相误差和阵元失效对天线性能的影响,提出了一种考虑互耦效应的近场校准方法。在利用近场扫描法完成逐一通道校准的基础上,使用旋转矢量法进行二次校准。在应用旋转矢量法(REV)时,为使被测信号的变化明显,将大规模相控阵天线分为中间、边缘区域进行分区校准。通过二次校准可判定阵元是否失效,提高相控阵天线的幅相一致性;通过分区校准减小阵元间互耦的影响,缩短校准时间。仿真结果表明:此方法用于大型相控阵的校准具有较高的准确性,可改善校准结果。 展开更多
关键词 相控阵天线校准 旋转矢量法 近场扫描法 互耦效应 幅相一致性
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仿生PDC齿旋转破岩时的温度场和破岩特性模拟研究 被引量:5
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作者 吴泽兵 席凯凯 +3 位作者 赵海超 黄海 张文超 杨晨娟 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期71-77,共7页
针对常规PDC钻头破岩效率低、钻头泥包和使用寿命短等问题,以穿山甲鳞片、蝼蛄爪趾、鲨鱼牙齿和扇贝壳作为仿生原型,从多个维度进行结构仿生,设计了一种新型耦合仿生PDC齿。采用有限元法、弹塑性力学等方法,建立了仿生PDC齿的破岩仿真模... 针对常规PDC钻头破岩效率低、钻头泥包和使用寿命短等问题,以穿山甲鳞片、蝼蛄爪趾、鲨鱼牙齿和扇贝壳作为仿生原型,从多个维度进行结构仿生,设计了一种新型耦合仿生PDC齿。采用有限元法、弹塑性力学等方法,建立了仿生PDC齿的破岩仿真模型,利用有限元软件ABAQUS的温度-位移耦合显式侵彻接触算法和显式动力学模块,研究了仿生PDC齿破岩过程中温度场的变化规律和破岩方式,并与常规PDC齿进行了模拟对比。模拟结果发现:仿生PDC齿与常规PDC齿在破岩时的温度传递过程存在较大差异;仿生PDC齿能够防止钻头泥包的产生,且能够减少摩擦热的集聚,避免高温热失效,延长其使用寿命;仿生PDC齿破岩速度更快,对岩石的破碎更加彻底。研究表明,仿生PDC钻头的现场适用性较好,具有较好的现场推广应用价值。 展开更多
关键词 耦合仿生 PDC齿 破岩效率 钻头泥包 旋转状态 温度场 破岩特性
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基于REOF和ESMD的降水场时空耦合分析:以山东省冬季降水为例 被引量:7
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作者 胡刚 石星军 宋慧 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2020年第6期132-139,共8页
冬季降水对于土壤墒情及作物过冬和春耕备播具有重要影响。以山东省冬季降水为例,采用REOF和ESMD相结合的方法分析了近68年来山东省冬季降水场的时空耦合特征。结果表明:从整个区域的空间变率来看,山东冬季降水呈现为整体一致、西北东... 冬季降水对于土壤墒情及作物过冬和春耕备播具有重要影响。以山东省冬季降水为例,采用REOF和ESMD相结合的方法分析了近68年来山东省冬季降水场的时空耦合特征。结果表明:从整个区域的空间变率来看,山东冬季降水呈现为整体一致、西北东南反相位及东北西南反相位3种主要分布型场结构,并以降水整体一致为主。从地域性特征来看,山东冬季降水场可以划分为3个空间模态,即东南型、北部型和西部型。3个空间模态的周期分析显示,东南型表现出较显著的准2.9年和准11.6年的周期特征;北部型表现出较显著的准2.52年和准8.29年周期变化;西部型则具有准3.63年、准6.44年和准14.50年的周期变化。从各模态的趋势项来看,以年代际波动为主导特征,并未表现出明显的线性变化趋势。该研究表明,REOF和ESMD是分析大尺度区域性气象数据时空耦合关系的有效工具,山东省冬季降水场时空耦合研究结果对于合理规划和指导山东省农业生产具有一定的科学实践意义。 展开更多
关键词 REOF ESMD 冬季降水场 时空耦合
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回转体结构飞行器热力耦合场下力学性能分析 被引量:1
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作者 赵垒 马贵春 +2 位作者 段连成 夏吝时 徐秀明 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第4期100-104,共5页
以导弹天线罩回转体结构为研究对象,采用有限元分析方法,在迎风面峰值热环境850℃、最大均布载荷0.3 MPa的极端工况下,分别求得回转体结构的温度场、静力场和热力耦合场下的变形与应力分布;同时求得该结构在不发生破坏情况下的最大安全... 以导弹天线罩回转体结构为研究对象,采用有限元分析方法,在迎风面峰值热环境850℃、最大均布载荷0.3 MPa的极端工况下,分别求得回转体结构的温度场、静力场和热力耦合场下的变形与应力分布;同时求得该结构在不发生破坏情况下的最大安全载荷。结果表明:在温度场下回转体结构表面沿径向具有较大温度梯度,回转体结构的最大应力出现在回转体结构与内部连接环轴向交界的环向位置处;温度载荷是影响回转体结构应力应变的主要因素。在保证结构完整性的情况下,回转体结构的最大安全载荷为1.0 MPa。相关研究结果可为薄壁回转体结构的地面性能试验及可靠性设计提供参考。 展开更多
关键词 回转体 飞行器 热力耦合 仿真分析 均布载荷 有限元法 温度场 热结构
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基于空间旋转磁场的全方向无人机无线电能传输系统 被引量:7
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作者 辛本钊 马秀娟 +2 位作者 蔡春伟 武帅 刘金泉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4769-4778,共10页
针对传统磁耦合式无人机无线电能传输系统存在的能量发射侧与接收侧需同向对准问题,该文提出一种基于空间旋转磁场的全方向无人机无线电能传输系统。新型磁耦合装置原边采用3个共面正六边形发射线圈,控制其激励电流幅值相等、相位互差12... 针对传统磁耦合式无人机无线电能传输系统存在的能量发射侧与接收侧需同向对准问题,该文提出一种基于空间旋转磁场的全方向无人机无线电能传输系统。新型磁耦合装置原边采用3个共面正六边形发射线圈,控制其激励电流幅值相等、相位互差120°,可在发射线圈上方生成空间旋转磁场,提供全向能量传输通道。该磁场的主磁通在水平面内旋转,与垂直于发射线圈平面的空芯接收线圈形成有效耦合,使磁场工作区域远离无人机机身。搭建实验平台,以系统能量传递功率和效率作为评价指标,验证系统应用于无人机无线电能补给的有效性。实验结果表明,在设计区域内,接收线圈旋转任意角度时,均可实现高效传能。 展开更多
关键词 无人机 无线电能传输 磁场耦合 空间旋转磁场
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多维度旋转耦合场制备Si_(3)N_(4)微球的模拟分析及试验验证 被引量:1
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作者 江虹 罗宏斌 周健震 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2021年第5期874-881,共8页
为改善多维度旋转耦合场制备Si_(3)N_(4)流动性及粒度分布的微球特性,研究了不同均化-制粒组合结构对多维度旋转耦合室内流场分布的影响,建立了Euler-Euler气固两相流模型,简化了多维度旋转耦合室物理模型,分析了不同均化-制粒组合结构... 为改善多维度旋转耦合场制备Si_(3)N_(4)流动性及粒度分布的微球特性,研究了不同均化-制粒组合结构对多维度旋转耦合室内流场分布的影响,建立了Euler-Euler气固两相流模型,简化了多维度旋转耦合室物理模型,分析了不同均化-制粒组合结构对多维度旋转耦合场制备Si_(3)N_(4)微球的流场分布影响。数值模拟结构表明,18-8均化-制粒结构具有较好的制粒效果,在其径向体积分布及轴向体积分布云图中,颗粒分布均匀,具有较好的混合效果。其中,径向分布云图中体积分布主要集中在0.77-0.78,占总面积的70%,轴向体积分布云图中,主要分布在0.70-0.80之间,占总面积的69%。试验结果表明,18-8均化-制粒组合结构制备的Si_(3)N_(4)微球具有最佳的球形度和流动性,且微球合格率达到94.3%。试验结果进一步验证了数值模拟的正确性。 展开更多
关键词 多维度旋转耦合场 Si_(3)N_(4)微球 均化-制粒组合结构 体积流场分布 速度流场分布
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