一、CALCULATION OF NONLINEAR MAGNETIC FIELDS IN CYLINDRICALLY SYMMETRIC SYSTEM（论文文献综述）
马亮[1]（2021）在《汞基人工电磁结构特性及其温度感测关键技术研究》文中研究指明物联网技术快速发展与广泛应用,对高精度高可靠性温度、湿度等目标对象动静态特性感知与测试提出了新的挑战,探索发展新型温度、湿度等动静态物理特征感知机理及实现技术已成为学术界和产业界的研究热点。温度、湿度等物理量感测灵敏度、精度、线性度等性能直接决定了物联网节点的性能和可靠性。新型人工电磁结构（又称超构材料）具有负介电常数、负磁导率、强谐振性等特征及负折射、逆Cerenkov辐射、逆Doppler效应等奇异电磁特性,由汞、镓铟合金等温度敏感性材料构成的高Q值人工电磁结构的强谐振特性高度受控于环境温度,据此机理能发展出高灵敏度、高精度、宽动态范围的人工电磁结构式温度感知器件与系统,其在军事民用各领域具有广泛的应用前景。因此,研究高Q值汞基人工电磁结构的合成机理、设计与制备方法、电磁响应特性及其温控规律的分析方法、温度感测机理与测试方法等关键技术具有重要科学意义。本文在研究汞基人工电磁结构的强谐振特性与结构尺寸、材料特性参数的规律关系基础上,建立起温度感知性能参数与人工电磁结构的谐振频率等特性参数之间的线性/非线性模型;设计了多种新型高Q值汞基人工电磁结构,仿真与实验研究了这些器件的电磁特性及温度感测性能;研制出汞基人工电磁结构式高精度温度传感器样品。本学位论文的主要研究内容及创新贡献如下:1.在研究人工电磁结构中电磁感应力与结构阻力之间的非线性耦合特性基础上,提出了基于低损耗液态介质的功率可控调谐型人工电磁结构,分析揭示出液态基人工电磁结构中电磁感应力与低损耗流体阻力之间的非线性耦合机理及动态耦合过程、平衡特性和功率可控调谐特性。测试研究了两种不同低损耗液态介质中C波段人工电磁结构单元的谐振特性及其功率可控调谐性能,测试结果表明在25d Bm～30d Bm的入射电磁波功率变化范围内具有300MHz的调谐带宽,验证了液态基功率可控调谐型人工电磁结构的工作机理及其特性分析、设计方法的有效性。2.基于液态基人工电磁结构谐振特性的功率可控调谐机理,提出了温度可控调谐型汞基人工电磁结构,设计研制出了类EIT式、反射型、非对称Fano/Torodial式、Anapole式等高Q值强谐振汞基人工电磁结构单元,测试研究了各种人工电磁结构单元的强谐振特性及其温控特性,获得S波段内Q值高达240、12°C温控范围内谐振频率最大偏移量200MHz的测试结果,其性能优于已报道的多种温度可控调谐型人工电磁结构。3.理论分析了反射型高Q值汞基人工电磁结构的吸波热效应,建立起汞基人工电磁结构中电磁波能-热能-汞柱结构势能之间的非线性耦合关系模型,对其吸波热效应进行了多物理场仿真分析和实验研究,揭示出反射型高Q值汞基人工电磁结构的吸波热效应产生机理、动态响应特性及其受控途径;测试得到在固定温度下、C波段25 d Bm～35 d Bm入射电磁波功率范围内,反射型汞基人工电磁结构的谐振频率偏移量约为30 MHz。这些研究结果为降低汞基人工电磁结构式温度传感器的测温非线性误差奠定了理论和实验研究基础。4.提出了集成低功耗宽带可调频率源、高精度信号采集及处理电路的微带线耦合式高精度汞基人工电磁结构温度传感器方案,设计研制出汞基人工电磁结构式温度传感器样品,测试研究了温度传感器样品的感测灵敏度、分辨率、动态范围等特性,获得高达1.4×10-4°C的温度分辨率,该指标远优于已报道的光波导/光纤基等高精度温度传感器。本文研究并揭示了汞基人工电磁结构的特性及其温度受控机理与调控方法,发展出汞基人工电磁结构特性及其温度感测机理的理论分析、仿真与测试验证方法,研制出汞基人工电磁结构式高精度温度传感器,这些研究成果有益于推动汞基人工电磁结构在高精度温度感测、电磁特性操控等领域的广泛应用。
刘添豪[2]（2021）在《零磁装置内高均匀度微特级磁场的实现及应用研究》文中研究表明零磁装置可屏蔽地磁场和人为磁场干扰,将内部磁场降低至n T量级。近年来,物理学家为超越粒子标准模型,在世界各地基于零磁装置开展了精密量子测量实验。该类型实验须利用线圈在零磁装置内部复现一个μT级的磁场,并且对该磁场的均匀度提出了严苛的需求。本论文以零磁装置为研究对象,旨在实现幅值在μT量级、梯度低至1 p T/cm的均匀弱磁环境,并且利用该环境开展氙原子电偶极矩测量实验。零磁装置创造的均匀n T级磁场环境是实现μT级均匀磁场的先决条件。先前关于零磁装置的研究多将重点放在内部磁场幅值的衰减,对磁场梯度鲜有关注。本文综合考虑磁场幅值与梯度,首先解析了屏蔽球壳在匀强场下的磁场分布,随后将该模型拓展至非均匀场,揭示了零磁装置对高阶梯度磁场的屏蔽效果优于匀强场的现象;考虑了孔洞对装置内部磁场环境的损害,推导了屏蔽系数与孔洞尺寸的关系式,揭示了即使在匀强场下,孔洞会在装置内部诱发磁场梯度的现象,且通过合理布局孔洞可以降低该影响;针对不可解析的方形零磁装置,利用有限元仿真分析了由于形状造成的磁场梯度以及理想磁平衡时材料剩磁产生的磁场梯度,并利用哈尔滨工业大学的预研零磁室和升级后的柏林零磁室（BMSR-2.1）对上述优化理论进行了实验验证,最终实现了梯度为1 p T/cm的n T级磁场环境,为复现均匀μT磁场环境提供了条件。微特量级的均匀磁场由零磁装置内部的复现线圈产生。由于线圈尺寸受装置大小限制,且铁磁材料会造成磁场畸变,这类磁屏蔽耦合线圈的参数须进行优化,以实现高均匀度目标磁场。本文针对高磁导率平板建立了考虑板材有限厚度特征的改进镜像法模型,提高了磁场计算精度;基于该模型,针对圆筒形和方形屏蔽装置,分别提出了内部复现磁场的近似计算模型,并且分析了其系统误差与适用范围。该模型可用于线圈间距的高效优化,使得磁屏蔽耦合效应不但没有造成磁场均匀度下降,反而提升了该值。据此本文提出一种嵌于零磁室内壁的位置可调的线圈结构与优化策略,尽可能地扩大了线圈尺寸,具有高均匀度、振动小、不占实验空间、鲁棒性强的优点。优化后的该种线圈安装在BMSR-2.1最内层中,基于超导量子干涉仪（SQUID）的测量结果表明磁场幅值在2.3μT时,中心区域10 cm磁场梯度仅为1 p T/cm。磁传感器校准技术是获得高精度磁测数据的前提,保障了高均匀度μT级磁场的实现与应用。传统的高精度校准方法需借助优良的地磁环境,常在偏远地区进行。本文利用高均匀度弱磁环境,提出了一种高效的磁传感器原位校准技术。利用蒙特卡洛仿真分析了随机噪声、数值误差和辅助信息误差的影响,据此比选了三类校准方法,结果表明标量法在实际应用可实现更低的参数误差,以及高均匀度弱磁环境相较于地面磁场环境有助于零位参数校准精度的提高。利用BMSR-2.1内部的微弱均匀磁场进行了三轴磁通门的校准,显着地降低了测量误差。此外,针对无法通过标量法校准的多通道SQUID设备,提出了一种基于高精度线圈组的校准方法,实现了304通道SQUID的校准,为量子测量实验提供了条件。高均匀度微特级磁场的核心应用领域是原子电偶极矩（EDM）测量。本文讨论了基于均匀弱磁环境的氙原子EDM测量方法,由包括哈尔滨工业大学在内的四所国际单位组成的团队在位于德国联邦物理技术研究院的平台进行了实验;着重分析了磁场均匀度对测量结果的影响,利用区块合并法分析实验数据,获得了129Xe电偶极矩的新上限值,将先前最好结果缩小到五分之一。在此基础上,本文提出了一种基于全局相位拟合的数据分析方法,利用克拉美罗界证明了该方法具有高灵敏度,应用该方法至实测数据提高了测量精度,获得了最低的129Xe电偶极矩上限值:dXe<8.3×10-28e cm,将世界记录进一步缩小了40%,验证了高均匀度μT级磁场的优势。本文提出的零磁装置内部磁场梯度系统分析方法、磁屏蔽耦合的线圈模型以及内嵌式位置可调复现线圈结构及优化策略,可实现梯度低至1 p T/cm的微特磁场环境,并且能拓展运用至各类磁屏蔽装置,可支撑隶属于国家重大科技基础设施的哈尔滨工业大学零磁装置的建设;利用该磁场环境进行磁传感器校准有望成为工业界的一种解决方案;基于该环境开展量子精密物理实验为突破现有物理框架的研究提供了一个新的窗口。
胡磊[3]（2021）在《二维及类二维光子晶体在狄拉克频率处的局域特性研究》文中提出二维材料因其独特的性质吸引了众多研究者的兴趣,其中最吸引人的特征之一是石墨烯电子能带结构中圆锥形的能带片段连接而成的奇点狄拉克点,该点处的模态密度为零,在其邻近范围内,模态密度线性衰减,色散曲线呈线性变化。近年来,由于光子晶体中的狄拉克点也具有不同寻常的色散关系,吸引了越来越多人的关注,对克莱因隧穿效应、量子震颤效应和赝扩散等行为进行了研究。同时,异于传统光子带隙或全内反射原理,狄拉克频率处的新型光局域和导光机制应运而生,这种狄拉克定域/导波模式由于具有独特的代数衰减特性,作为一种光子晶体的新颖类量子效应,将为新型光子器件、光子芯片结构、光学传感的设计增加可行性和灵活性。本文采用理论分析、数值计算和微波实验的方法,对不同波段、不同晶格类型、色散/非色散材料、二维/类二维光子晶体中狄拉克锥的性质以及狄拉克频率处的局域模和相关特性进行了深入的研究,主要研究工作和结果如下:1)电介质光子晶体狄拉克局域模式的数值模拟与实验分析。介绍具有高品质因数、代数形式的慢衰减速率以及稳定驻波特性的TE模式三角晶格光子晶体中的狄拉克频率局域模。在微小折射率差近似下分析了TM模式三角晶格光子晶体布里渊区角点处的简并性及其附近的色散特性,推导得到了TM模式下含缺陷三角晶格光子晶体所具有的与TE模式完全类似的狄拉克频率局域特性,利用数值方法计算了TM狄拉克局域模,验证了其特性,相关模拟结果与理论分析一致。讨论了蜂窝晶格、Kagome晶格、A7晶格等多种复式晶格光子晶体的狄拉克局域模式,丰富了理论的多样性,为制造优良性能的新型导波器件提供了多种选择。2)微波光子晶体谐振腔的狄拉克局域模式测试。设计了一种包含中心缺陷的二维微波光子晶体,计算了狄拉克频率下的局域模式,解释了这种模式的特殊性质,用实验测量了含缺陷和不含缺陷时光子晶体的透射谱,发现只有当引入缺陷时,狄拉克频率处才会出现谐振峰,峰值的频率不会随入射波方向的改变而改变,由于此测试中不会激发起边缘模式,因此该实验验证了一种局域模式的存在,即狄拉克频率处的局域模。虽然该实验是在微波频率范围内进行的,但根据光子晶体的比例缩放特性,这一结论可以扩展到其他电磁频段。3)金属光子晶体狄拉克局域模式的数值模拟与理论分析。推导了含损耗的金属色散介质光子晶体能带计算方法,该方法可以推广到不含损耗或包含非色散材料的光子晶体等各种简化模型。在微小折射率差近似下分析了TM模式下三角晶格金属光子晶体布里渊区角点处的简并性及其附近的色散特性,研究了光波段TM模式下含缺陷三角晶格金属光子晶体的狄拉克频率局域特性,研究了多种缺陷类型下微波金属光子晶体的TE/TM狄拉克局域特性,所有的理论结果均通过数值模拟进行了验证,理论与仿真具有良好的契合度。通过向金属介质柱光子晶体的背景中填充等离子体,实现了频率可调的狄拉克局域模。尽管金属为色散介质,介电函数依赖电磁波频率,但是通过研究可以发现,由金属介质柱构成的光子晶体谐振腔同样可以支持狄拉克频率局域模,展现出与电介质光子晶体谐振腔一样的性质,这为扩展新型器件的应用扩展提供了帮助。4)光子晶体平板狄拉克局域模式的数值模拟与理论分析。研究了平板模式与普通二维光子晶体模式间的关系,在微小折射率差近似下分析了三角晶格光子晶体平板在布里渊区角点处的简并性及其附近的色散特性,发现了在光子晶体平板中存在类TE模式的狄拉克锥,而这一狄拉克锥可以通过抬升相应二维光子晶体狄拉克锥的频率来获得。分析了平板谐振腔中的狄拉克频率局域特性,讨论了平板厚度对局域模式的影响。光子晶体平板在实际设计、加工、应用中所具有的实用性,将为新型器件的使用提供有力的支持。
宋韬[4]（2020）在《应用于增强核磁共振的连续波小型化太赫兹回旋器件研究》文中研究说明核磁共振波谱技术广泛应用于材料学、生物学、地理学等领域。它能够迅速、精确地对固体或液体分子进行研究,而且对样品没有任何破坏性。因此,在生物医学领域核磁共振波谱技术有着更加广阔的应用前景。然而,由于在常温下核自旋能级粒子数之差（极化率）非常小,核磁共振波谱技术的低分辨率和低灵敏度阻碍了它的发展。太赫兹波驱动的动态核极化核磁共振能够激发电子能级跃迁,并使电子与核发生作用,使自旋极化从稳定顺磁中心转移到原子核上,使粒子数在核自旋能级上的差值成倍数增加,核磁共振的灵敏度可增加两个量级。为了使动态核极化核磁共振谱仪最大限度的提高灵敏度,动态核极化核磁共振谱仪需要的太赫兹波的功率为20-100 W。对于300-1000 MHz的高场核磁共振波谱分析系统,动态核极化核磁共振谱仪所需要的太赫兹源的频率为200-650 GHz。太赫兹回旋管通过改变工作电压或工作磁场来实现频率的调谐能够很好地满足动态核极化核磁共振谱仪对太赫兹源频率和功率的要求。本文研究设计了应用于动态核极化核磁共振谱仪的0.5 THz频率可调回旋管,并对0.5 THz频率可调回旋管的各零部件进行优化设计,并完成了加工装配,对其进行实验测试。具体研究内容如下:1、从麦克斯韦方程组出发推导传输线方程组,分析了0.5 THz频率可调回旋管的高频特性,包括工作模式和竞争模式的冷腔场分布,谐振频率以及品质因数。2、利用回旋管的线性理论对0.5 THz频率可调回旋管的起振电流以及注波耦合系数进行研究,确定了工作磁场,电子注的引导中心半径等参数。分析了高阶纵向指数模式的起振电流。同时还对改进型多段式谐振腔的谐振频率,频率调谐范围以及品质因数进行了研究。3、基于引导中心坐标系和波导中心坐标系的自洽非线性理论,对0.5 THz频率可调回旋管进行注波互作用分析,对两种结果进行了比较。分析了0.5 THz频率可调回旋管的频率调谐过程。研究了电子注的偏离以及坡度磁场对频率可调回旋管工作频率,频率调谐范围以及注波互作用效率的影响,研究了工作电压或者工作磁场改变引起的电子注质量变化对频率可调回旋管工作频率,频率调谐范围以及注波互作用效率的影响。4、基于电子光学理论,对0.5 THz频率可调回旋管的磁控注入式电子枪进行了设计和优化,研究了工作电压或工作磁场变化对电子注质量的影响。5、完成了0.5 THz频率可调回旋管的零部件加工及整管装配。搭建了实验测试平台,对0.5 THz频率可调回旋管进行实验测试,由于超导磁体年久老化,提供的最大磁场为8.96 T,无法达到0.5 THz频率可调回旋管的工作磁场。当工作磁场由8.90 T变化到8.96 T时,工作频率479.81 GHz变化到481 GHz,频率调谐带宽为1.19 GHz,输出功率最小20 W,最大功率为380 W。
郭蓉[5]（2020）在《用于斯特林发电系统的永磁直线振荡电机设计与分析》文中研究表明随着当今世界能源形势日趋严峻,空间能源的开发备受人们关注。其中,斯特林发电系统以其燃料来源广、污染小、效率高等优点,在空间技术、太阳能应用以及热能回收等领域被广泛应用。斯特林发电系统主要由斯特林发动机以及直线发电机构成,将直线发电机与斯特林发动机相连,首先将热能转换为机械能,再通过直线发电机将机械能转换为电能,从而实现热能-机械能-电能的转换,所以,直线电机的设计是该系统的重要环节之一。鉴于直线电机自身特有的结构特点（如齿槽效应、辅助齿效应、端部效应等）,本文针对用于斯特林发电系统的永磁直线振荡电机,分别采用解析计算方法和数值分析方法进行优化设计,并对优化后的电机进行了实验测试。主要研究工作如下:1.以传统圆筒型永磁直线振荡电机为研究对象,对该直线电机基本结构以及运行原理进行了介绍,并对电机建立了解析计算模型,给出了现有电磁解析模型存在的问题。在此基础上,提出了基于极坐标转换方法的二维解析子域模型,该模型能够有效地考虑直线电机一次侧和二次侧端部效应。首先,采用极坐标转换方法对圆筒型永磁直线振荡电机建立二维子域分析模型,将该电机从圆柱坐标系下转换到极坐标系下进行求解,从而降低计算的复杂度。其次,对各求解区域列写拉普拉斯方程和泊松方程,采用精确子域法分别对各区域进行通解计算。基于该分析模型,圆筒型永磁直线振荡电机磁通密度和反电动势等电磁性能便可获得。最后,采用有限元方法以及实验验证了该等效子域模型的准确性。本文所提出的极坐标转换模型具有一定的通用性,可适用于任何结构的表贴式永磁直线电机。2.圆筒型永磁直线振荡电机由于其两端端部断开的结构,导致直线电机存在端部效应问题,过大的端部效应将影响电机平稳运行。传统抑制直线电机端部效应的方法是引入辅助齿结构,然而,对于辅助齿圆筒型永磁直线振荡电机的设计,大多数采用有限元方法进行分析,该方法能够准确地预测电机性能,但计算时间较长。本文针对此种类型电机,提出了一种基于磁场重组的方法,采用该方法能够有效地将辅助齿型直线电机齿槽效应、辅助齿影响以及端部效应全面考虑进去。首先,综合叙述了辅助齿型永磁直线电机传统计算方法,分析对比了传统方法存在的优劣性。其次,基于上述极坐标转换原理,建立辅助齿型直线振荡电机无槽情况下解析计算模型,采用该模型考虑电机两端端部效应的影响。而后,利用两步Schwarz-Christoffel变换方法对电机的辅助齿效应以及槽效应进行分析。随后,采用磁场重组技术,将上述结果进行整合,从而计算出该辅助齿型圆筒直线振荡电机的电磁性能。最后,通过与有限元分析结果和样机实验测试结果的对比,验证了所提方法的准确性。本文所提出的混合计算方法能够较好的权衡对于辅助齿型永磁直线振荡电机设计的计算时间以及计算精度,使用该方法得到的分析结果与有限元模型仿真结果非常吻合,并且与实验测量值相比偏差小于7%。因此,该方法可被视为辅助齿型直线电机初始设计过程中的有效工具。3.永磁直线振荡电机因其特有的端部效应,导致直线电机内部存在定位力问题,当电机运行在电动状态时,过大的定位力将引起电机振动,并影响系统定位精度。本文在上述辅助齿型永磁直线振荡电机的结构基础上,对该种类型电机的定位力进行优化设计。提出了一种基于弧形齿和内梯形齿相配合的新型弧形电机拓扑结构,该结构在保证电机总长度不变的情况下,能够有效地降低直线电机定位力。首先,采用傅里叶分析方法对影响直线电机定位力大小的主要参数展开研究。其次,提出一种混合优化方法对该新型弧形电机进行优化,该混合优化方法基于磁通管法和田口优化方法来确定电机的最佳结构参数。最后,通过有限元分析方法和实验对比验证了该新型弧形电机的优势。结果表明,改进后的新型拓扑电机在牺牲最小的电磁性能条件下,可将定位力有效地降低约70%。4.由于斯特林发电系统对于直线振荡电机的尺寸、动子质量具有特殊要求,本文根据设计要求,设计了一台双定子混合叠片圆筒型直线振荡电机,该电机相比于上述圆筒型直线振荡电机,体积小、结构紧凑、动子响应快,能够被很好的应用于空间斯特林发电系统中。本文首先介绍了该混合叠片双定子圆筒型直线振荡电机基本结构,并对该电机的运行原理进行了分析。而后,针对混合叠片技术进行了讨论,阐述了该电机混合叠片叠压方式,推导了不同分块数量对电机叠压系数的影响。最后,采用有限元方法对双定子直线电机电磁场进行分析,讨论了不同结构参数对电机空载电动势以及定位力的影响,从而确定出电机最终结构参数,并在此基础上,对该电机负载情况下电磁输出性能进行了研究。5.空间斯特林发电系统工作环境特殊,为了保证双定子混合叠片圆筒型直线振荡电机能够安全可靠的运行,需对其内部温度分布进行研究。首先,总结概括了电机内温度场热模型技术,分析对比了现有方法存在的优缺点。而后,提出了采用集总参数热网络方法对该双定子混合叠片圆筒型直线振荡电机进行温度场计算,通过对该电机传热路径的分析,建立了双定子电机的热网络解析计算模型。其次,对该解析模型中电机热参数以及热源进行了确定及求解,并采用该模型计算了电机连续运行2小时后稳态温度分布情况。最后,对影响电机槽内温度分布的主要因素进行了讨论,给出了不同槽满率以及加工工艺对槽内温升的影响。6.为了验证上述辅助齿型圆筒直线振荡电机和双定子混合叠片圆筒型直线振荡电机设计的合理性,本文根据上述两台电机参数,加工研制了实验样机。针对实验室现有的实验条件,搭建设计了圆筒型直线电机测试平台,对上述两台样机空载、负载、定位力以及温度分布进行了实验测试。测试结果表明:对于空载情况,辅助齿型圆筒直线振荡样机其空载反电动势、定位力基本与仿真值一致,而双定子混合叠片圆筒型直线振荡电机的实测值要略低于仿真值,主要由于双定子电机叠片结构受电机加工工艺影响较为明显,硅钢片片与片之间的缝隙以及混合叠片拼接处间隙是主要导致测量值偏低的原因。对于负载情况,辅助齿型圆筒直线振荡样机实测波形与仿真波形有少许相位偏差,其原因在于曲轴连杆装置与直线电机通过铁块连接,当电机往复振动时,铁块自身将受到往复拉力,导致曲轴连杆装置与直线电机运动速度存在轻微偏差,从而引起实验平台振动所致。双定子电机负载情况其实测波形与仿真波形基本一致,些许偏差由于变频器采用手动控制无法精确到被测频率所致。
李万路[6]（2020）在《大功率无线电能传输系统的电磁能流和生物电磁安全研究》文中进行了进一步梳理无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术可实现无直接电气接触的电能传输。早在19世纪末特斯拉等先驱就开始了对WPT技术的研究。20世纪60年代以后尤其是2007年MIT提出磁耦合谐振式无线电能传输（Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR WPT）技术之后WPT技术得到了爆发式发展。目前这项用于中、短距离用途的无线充电技术已经应用到了各个领域,但随之也面临着诸多挑战,其中,大功率充电系统的电磁安全就是个突出的问题。而当前电磁安全研究主要集中于对系统周围电磁环境的评估以及对系统采取电磁屏蔽减小漏磁场上,但这种研究还是粗浅的。随着MCR WPT技术的广泛运用,传输的功率会越来越大,随之而来的电磁安全问题也会更加严峻。因此,本文试图从电磁能量流的角度探究提高系统电磁安全水平的方法,并对大功率MCR WPT系统的电磁安全进行深入研究。主要的工作如下:（1）利用解析法分析了一般MCR WPT系统耦合器周围的电场和磁场分布,基于坡印亭矢量得到了具有线圈对齐、线圈侧向偏移以及角度旋转的三种最基本位置关系的MCR WPT系统的电磁能量流,由此提供了统一的有功和无功功率密度表达式。并发现有功功率密度主要分布在传输路径上,无功功率密度由三部分组成,同时指出π/2的电流相位差将有助于电能的传输。此外,考虑了四种基本无功功率补偿对电磁能量流的影响,提出对于在二次侧采用并联补偿的系统应使用重载使得相位差趋于π/2。（2）为提高MCR WPT系统的电磁安全性,对电流相位差为π/2的对齐MCR WPT系统耦合器的电磁能量流进行了深入分析,并提出了聚能效应的概念。首先从场的角度首次推导出了传输功率的表达式。接着由能量流结果发现有功功率密度集中在传输路径上呈现3D空心圆柱形分布,说明在传输路径附近有较大的电磁场存在进而对生物电磁安全构成威胁。于是提出了传输单位有功功率聚能效应的评价指标Rt,并基于该指标采用直接离散扫描法对内外环和盘式线圈耦合器进行了设计和优化。然后通过有限元仿真和实验验证了这两种优化的耦合器具有较好的聚能效果,在保证系统电磁安全性的前提下,可提高系统最大可允许发射功率。（3）建立了评价电动汽车MCR WPT系统生物电磁安全的复杂电磁场边值问题的数学模型;利用联合仿真技术建立了包含多种组织和器官在内的成人站（躺）姿、坐姿、儿童、以及电动汽车（含耦合器）的有限元预处理模型。考虑了多种人体电磁暴露方案,采用有限元数值分析法对发射功率为10 k W的电动汽车MCR WPT系统的电磁安全性进行了评估,并比较了成人和儿童的电磁暴露差异。最后,通过电路和电磁场理论得到了充电系统输出功率与人体电磁暴露值的对应关系,得到了该MCR WPT系统满足电磁安全要求时的最大可发射功率。（4）为解决系统最大可发射功率与人体电磁安全要求之间的矛盾,提出了四种可行的措施:（1）选择聚能效应高的优化耦合器,在充电系统传输相同功率的情况下,最大可能地减小系统漏磁场对周围环境的影响;（2）定义了系统正常工作时人员的安全距离,给出了系统工作时的安全区域与危险区域;（3）在危险区域定义了更多的子区域,并提供了人员处在这些子区域时系统的最大可发射功率的计算方法;（4）提出了一种新颖的检测系统偏移距离的方法,该方法可用于辅助电动汽车驾驶员调整电动汽车的充电位置,进而减少充电系统泄漏的电磁场。
冯陆洋[7]（2020）在《可调声子晶体板的非互易性及拓扑特性研究》文中研究表明最近,声子晶体的非互易性和拓扑特性引起了国内外专家学者的大量关注和研究,它们能极大地增强对声波的操控能力,在振动降噪、声学整流和声通信等领域具有重大的应用前景。在工程实际中,厚度有限的梁板类结构十分常见。相对于非周期方向上无限长的理想声子晶体而言,厚度有限的声子晶体板更接近这些实际结构。但是,声子晶体板的非互易性和拓扑特性却缺乏研究。另外,系统的可调性能极大地增强它们的灵活性和实际适用性,丰富有关声学器件的应用范围。因此,研究可调声子晶体板的非互易性和拓扑特性具有重要的理论意义和现实意义。本文以声子晶体板的基本理论、非互易性理论和拓扑理论等为基础,深入地研究了可调声子晶体板中的非互易性和拓扑特性。结果证明:在声子晶体板中存在非互易性、拓扑界面态和拓扑边缘态,而且这些非互易性和拓扑态具有可调特性。本文的主要研究内容和结果如下:（1）通过平面波展开法对一维可调磁弹性声子晶体板中弹性波的非互易性进行了研究。首先推导了在磁弹性相互作用下一维磁弹性声子晶体板中的自旋波和弹性波的理论,并给出用平面波展开法计算能带的过程。磁弹性波的能带表明,在空间反演对称性和时间反演对称性同时破坏的情况下,一维磁弹性声子晶体板中存在自旋波不对称的色散曲线。由于磁弹性相互作用,自旋波不对称的色散曲线导致了非互易的弹性波,这与非周期结构中的不对称传输的弹性波有明显区别。进一步,我们证明了要实现弹性波的非互易性,空间反演对称性破坏和时间反演对称性破坏缺一不可。此外,在不改变系统结构的情况下,仅改变外部静磁场的值就可以调节非互易弹性波的频率,这使得系统的灵活性得到极大增强。值得注意的是,与以前提出的依据非线性效应和动态分量方式实现的非互易系统不同,新模型是线性静态的弹性系统,具有转换效率高,可微型化和稳定性高等优点。（2）通过有限元方法对一维可调的磁弹性声子晶体板中兰姆波拓扑界面态进行了研究。首先推导了在外部静磁场作用下由磁层和非磁层交替堆叠而构成的一维磁弹性声子晶体板中兰姆波传输的基础理论,并给出了用有限元方法计算能带的过程。能带及其拓扑性质的计算结果表明:仅通过非接触、无损地调节施加在胞间和胞内磁弹性层上的外部磁场值,就能诱导拓扑相变。接着,在拓扑性质不同的两个磁弹性声子晶体板之间的界面处,观察到兰姆波拓扑界面态的存在。另外,通过改变外部磁场,不仅可以切换兰姆波拓扑界面态的存在状态,也可以连续调整兰姆波拓扑界面态的频率。更重要的是,与传统的加工成型之后不可调的拓扑声子晶体不同,在当前的系统中,仅通过改变外部磁场而无需改变结构,就可以实现兰姆波拓扑界面态位置的动态调节。（3）通过有限元方法对二维可调的声子晶体板中兰姆波自旋拓扑边缘态进行了研究。首先我们构建了具有可移动三明治圆柱的声子晶体板,并给出计算相应能带的方法。能带及其拓扑性质的计算结果表明:通过向上或向下移动三明治圆柱可以诱导赝自旋轨道耦合效应,从而导致自旋拓扑相变。接着,在由拓扑性质不同的声子晶体板连接而成的超胞界面处,证明了兰姆波自旋拓扑边缘态的存在。进一步,在全波模拟的结果中,观察到了兰姆波受拓扑保护的单向传输以及兰姆波自旋拓扑边缘态免疫缺陷的鲁棒性。最后,我们证明了系统中兰姆波自旋拓扑边缘态频率和传输路径的动态可调性,这为设计新型可调的功能器件提供了可能。（4）通过有限元方法对二维可调的声子晶体板中多模式同频段兰姆波谷拓扑边缘态进行了研究。首先我们构建了具有可移动三明治柱的声子晶体板。能带及其拓扑性质的计算结果表明:通过选择性移除三明治柱可以诱导谷拓扑相变。接着,在由谷拓扑性质不同的声子晶体板连接而成的超胞界面处,证明了兰姆波谷拓扑边缘态的存在。进一步,在全波模拟的结果中,观察到了兰姆波受拓扑保护的单向传输以及兰姆波谷拓扑边缘态免疫缺陷的鲁棒性。最后,我们证明了系统中兰姆波拓扑传输路径的动态可调性。总之,本文系统地研究了可调声子晶体板的非互易性和拓扑特性,推导了相应的理论和计算方法,并证明了可调的弹性波非互易性和兰姆波拓扑界面态、兰姆波拓扑边缘态。主要的创新点总结如下:1)在外部静磁场作用下的一维线性磁弹性声子晶体板中,首次实现了可调的非互易弹性波,这为设计转换效率高、可微型化和稳定性高的非互易装置提供了重要方案;2)在不改变系统结构而仅通过改变可控的外磁场值情况下,在一维磁弹性声子晶体板上,实现了磁场诱导可调的兰姆波拓扑界面态,而且这种调节是非接触、无损且智能化的;3)提出一个相对简单的可调声子晶体板,实现了兰姆波的自旋拓扑边缘态,而且拓扑传输路径可以动态调节;4)提出了一种可调的声子晶体板,并在这一平台上,实现了多模式同频段兰姆波谷拓扑边缘态和兰姆波传输路径的动态调节,这增强了系统携带声信息的能力和传递信息的安全性,扩大了实际应用范围。本文的研究为实际工程中的振动降噪控制和声功能器件的开发奠定了极其重要的理论基础。
曹燕燕[8]（2020）在《相位梯度超构光栅异常衍射特性及新型光学器件设计》文中研究指明如何自由操控光/电磁波的传播、散射和波前等,以及揭示光与物质相互作用的新机理,一直是光学基础研究领域的前沿热点之一。在过去数十年中,超构材料/超构表面为实现这一目的提供了新的思路和材料基础,为新型波场调控研究开辟了新的天地。特别是“渐变超构表面”,其核心思想是在界面上引入随空间变化的局域“突变相位”,使光在界面上发生反射/折射时满足“广义斯涅尔定律”。突变相位概念为操控光的传播提供了新的维度。然而,由于始终存在阻抗不匹配的问题,因此大部分基于广义斯涅尔定律的新型光学器件的目标功能（如异常折射）效率不高。同时,在诸多相位梯度超构表面中也都观察到了高级次衍射现象,但是其遵循的衍射规律和物理机制尚不完全清楚。针对前沿研究中存在的诸多问题,本论文重点围绕“相位梯度超构光栅”（Phase-gradient metagrating,PGM）,开展深入而系统的研究。PGM 是一种厚度为 一个波长左右的非超薄超构表面,在一定程度上避免了阻抗不匹配的问题。同时和超构表面相比,PGM结构相对简单,便于理论解析,为研究相位梯度超构表面中高级次衍射规律、揭示内在的物理机制,提供了一个很好的研究对象,也为操控光的传播提供了新的思路。本论文从构建PGM出发,研究和揭示了 PGM中新的衍射规律和物理机制,进而发现了新的自由度来操控电磁波的异常衍射特性。在此基础上,构建了一系列基于PGM的新型光学器件,实现了一系列光学新现象。具体内容如下:一、奇偶性相关的异常衍射规律及物理机制设计并研究了透射型的PGM,发现在较宽的入射角范围内,PGM均具有近乎完美的异常透射/反射特性。从多重反射的效应出发,揭示了 PGM中复杂的衍射机制,发现了一种全新的光栅衍射规律。这一新的衍射规律可以解释之前的研究中观察到的高级次的衍射现象。研究发现PGM的超晶胞内单元个数m可以作为一个新的自由度来调控电磁波的传播,通过改变单元个数m的奇偶性,可以使得高级次的出射波在异常透射通道和异常反射通道之间进行转换,并且这种现象具有很强的鲁棒性。在实验上也验证了这一新的衍射规律的正确性。二、整数m相关的损耗诱导的角度不对称衍射及物理机制研究对象从厄米光学系统（无损耗）到非厄米光学系统（有损耗）。在前面揭示的新的衍射规律的基础上,发现有损耗的PGM中存在角度不对称吸收现象,且不对称吸收的程度与超晶胞内单元个数m有关。我们建立了一个直观的物理图景,得到了角度不对称吸收特性关于m的半解析表达式,并且解释了角度不对称吸收现象的物理机制:在高级次衍射时,界面突变相位会导致电磁波在PGM内部发生多次的全内反射,一旦PGM中存在损耗,那么多次的反射会引起更多的能量耗散,从而导致不对称衍射现象。三、新型相位梯度超构光栅器件的设计及物理特性利用发现的新规律、新物理,设计了一系列新型光学功能器件。本章重点介绍两个例子。（1）基于局域法布里-珀罗（FP）共振的新型介质超构光栅。在亚波长金属槽阵列中填充不同高度的同种电介质材料,研究发现:当电磁波在介质内部发生局域FP共振时,相邻单元的透射相位差相等并且自动满足PGM所需的突变相位。同时透射相位差与介质材料的介电常数之间也存在一一对应的关系。我们验证了该器件的性能,可以实现高效率的波前调控。（2）特定入射角度选择透射的新型超构光栅。把突变相位概念引入零折射率材料中,构建新型波场调控器件。研究发现:在某些情况下,只有当入射光以特定的倾斜角度入射时,才能发生透射,具有高效率的单角度选择透射特性。由于零折射率材料的特殊性,该器件还可以实现单角度的电磁波聚焦和多端口单角度的波束发射。四、多功能相位梯度超构光栅器件的设计及物理特性基于PGM中异常衍射和不对称衍射的规律,设计了两种新型多功能相位梯度超构光栅器件。（1）多功能回射器件。经过数值模拟,我们验证了该器件可以实现高效率的三通道回射功能、准回射功能和镜面反射功能。通过改变器件的周期可以调整回射角度,以及准回射和镜面反射的入射角范围。（2）多功能多通道涡旋波轨道角动量转换和吸收器件。通过理论解析和数值模拟,我们发现对于拓扑荷数为l的入射涡旋波,该器件可以使反射涡旋波的拓扑荷数转换为σ;而对拓扑荷数为-l的入射涡旋波,又可以实现高效率吸收,并且该器件对多个不同的l和-l都有类似的效果。我们也得到了l与σ之间的关系式。
黎河山[9]（2020）在《中场开放式超导MRI梯度线圈设计》文中认为磁共振成像作为一种高效、无损伤的成像技术,在医疗领域的应用日益广泛,开放式超导MRI以其较高的场强逐渐成为开放式MRI的研发方向。超导MRI相比于永磁MRI,其结构中线圈水平外侧存在更多的铁磁材料,若直接应用目标场法设计梯度线圈,将会引起严重的涡流问题。为了减小梯度线圈所引起的超导MRI的涡流,在保证梯度磁场的线性度的前提下同时兼顾成像速度,提出了新的梯度线圈设计方法。首先,将电流密度函数傅里叶展开为三角级数的形式。在成像区域中设置均匀分布的目标点,根据所要产生的梯度磁场确定磁感应强度Bz,由毕奥-萨伐尔定律推导出积分方程并反求出电流密度函数的展开系数,从而确定电流密度函数。为达到减小涡流的目的,在梯度线圈外设置一对屏蔽线圈,并对梯度线圈以及屏蔽线圈的水平外侧的磁感应强度大小进行限制。其次,为了验证设计的可行性,由毕奥-萨伐尔定律计算了x轴上梯度磁场分布、屏蔽平面以及水平外侧的磁感应强度分布。取梯度磁场线性度和梯度线圈电感作为性能参数,比较了不同展开阶数时的性能参数,得到了电流阶数改变时梯度磁场线性度与线圈电感的变化,确定合适的电流密度展开阶数。在确定了电流密度函数后,通过流函数法计算得到线圈绕组。数值仿真结果表明,在选取了合适的电流密度展开阶数后,所提出方法设计出的线圈所产生的梯度磁场最大非线性度为4%,线圈电感为0.49m H,屏蔽平面及水平外侧磁感应强度最大值小于0.3m T,所设计出的线圈系统具有较高的梯度磁场线性度以及较好的屏蔽效果。
李文强[10]（2020）在《磁场中旋转圆板磁-气弹性非线性动力学》文中指出近些年来,新兴导电、导磁材料为主的高新设备方兴未艾,针对多物理场中高速旋转的导电、导磁弹性结构的动力学研究已成为一个引人关注的研究领域。然而,由于实际研究对象的结构以及所处环境复杂,众多与之相关磁弹性力学、磁弹性振动以及多物理场耦合动力学等基础理论还处于发展与完善中,即使是多物理场中最基本的梁、板、壳等结构的非线性动力学现象以及规律,还有待继续探索和深入。本文通过建立空气-磁场中旋转运动圆板的磁-气弹性动力学模型,研究这类结构磁-气-力耦合关系以及复杂非线性动力学行为内在机理和规律。依据薄板大挠度基本理论、气动弹性力学理论、旋转阻尼理论以及电动力学相关原理,考虑离心力和旋转效应的影响,推导出旋转板的动能、势能以及外力虚功表达式,通过哈密顿变分原理推导出旋转圆板磁-气弹性动力学方程。研究旋转运动导电圆板磁-气弹性线性固有振动及强迫振动问题。基于KirchhoffLove线性板假设,选取级数形式的振型函数,采用伽辽金法得出旋转导电圆板磁-气弹性轴对称振动线性振动微分方程,分析不同边界条件下磁场、转速、气动参数、几何尺寸、强迫激励参数对系统固有频率特性、幅频特性以及稳定性的影响。研究周边夹支与简支边界条件下旋转运动导电圆板磁-气弹性主共振、分岔及混沌问题。考虑板的几何非线性因素,选取Bessel函数形式的振型函数,采用伽辽金法推导旋转圆板磁-气弹性轴对称非线性强迫振动微分方程,并分别采用多尺度法和平均法进行求解,得到对应边界条件下系统主共振时的稳态运动状态方程以及解的稳定性判据。通过幅频响应曲线、振幅-参数变化关系等数值结果,阐述系统非线性振动特性及规律,并分析系统的稳定性;绘制周边简支边界条件下不同控制参数对应非稳态运动分岔图、最大李雅普诺夫指数谱,揭示系统中分岔、混沌等复杂非线性动力学现象产生机理。研究旋转运动圆板磁-气弹性轴对称多模态交互及Hopf分岔。考虑圆板模态间组合关系和离心力的影响,给出旋转圆板磁气弹性多模态交互微分方程组,利用多尺度法并结合极坐标变换推导出系统主共振下的多模态交互调制方程组,并讨论激发系统单模态与多模态交互的条件以及对应振动模式下稳态解的稳定性判据。分析磁感应强度、气动参数、转速以及激励力等对系统单模态响应特性与多模态交互特性的影响,讨论以磁感应强度、转速以及激励为控制参数时,多模态交互响应中出现的Hopf分叉失稳、倍周期间跳跃以及混沌演化规律。研究旋转运动圆板磁-气弹性非轴对称主-内联合共振。考虑陀螺效应的影响,给出了系统非线性2-DOF陀螺系统的微分方程组,利用多尺度法以及陀螺系统可解条件,推导出系统主共振作用下3:1内共振调制方程组,并根据系数方程Jacobian矩阵特征根的性质判断解的稳定性。通过数值算例,讨论磁感应强度与转速对系统本征频率的影响,以及激励频率和激励力幅值对主共振-3:1内共振联合作用下系统稳定性的影响,揭示几何非线性圆板结构因陀螺效应-磁-力耦合作用下出现Hopf分岔失稳以及阵发性响应的作用机理。
二、CALCULATION OF NONLINEAR MAGNETIC FIELDS IN CYLINDRICALLY SYMMETRIC SYSTEM（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、CALCULATION OF NONLINEAR MAGNETIC FIELDS IN CYLINDRICALLY SYMMETRIC SYSTEM（论文提纲范文）
（1）汞基人工电磁结构特性及其温度感测关键技术研究（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 人工电磁结构技术研究进展 |
| 1.2.1 调幅型人工电磁结构技术 |
| 1.2.2 调相型人工电磁结构技术 |
| 1.2.3 调极化方式型人工电磁结构技术 |
| 1.2.4 多参量调控型人工电磁结构技术 |
| 1.3 可控调谐型人工电磁结构技术研究进展 |
| 1.3.1 固态可控调谐型人工电磁结构技术 |
| 1.3.2 液态可控调谐型人工电磁结构技术 |
| 1.4 基于人工电磁结构的感知技术研究进展 |
| 1.4.1 基于常规人工电磁结构的感知技术 |
| 1.4.2 基于谐振型人工电磁结构的感知技术 |
| 1.5 本论文的主要贡献与创新 |
| 1.6 本论文的结构安排 |
| 第二章 人工电磁结构理论基础 |
| 2.1 电磁理论基础 |
| 2.2 人工电磁结构特性的分析理论 |
| 2.2.1 等效媒质分析理论 |
| 2.2.2 传输线分析理论 |
| 2.2.3 等效电路分析理论 |
| 2.3 汞基人工电磁结构特性的仿真与实验研究方法 |
| 2.3.1 汞基人工电磁结构特性的仿真方法 |
| 2.3.2 汞基人工电磁结构的制备方法 |
| 2.3.3 汞基人工电磁结构特性的测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 液态基可控调谐型人工电磁结构特性研究 |
| 3.1 液态基人工电磁结构单元 |
| 3.2 液态基人工电磁结构特性的受控机理研究 |
| 3.2.1 电磁感应力产生机制及特性研究 |
| 3.2.2 电磁感应力-液体阻力互作用效应研究 |
| 3.3 液态基人工电磁结构的可控电磁响应特性研究 |
| 3.3.1 液态基人工电磁结构的可控电磁响应特性仿真研究 |
| 3.3.2 液态基人工电磁结构的可控电磁响应特性实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 汞基人工电磁结构特性及温控机理研究 |
| 4.1 汞基双开口谐振环的电磁特性研究 |
| 4.1.1 汞基双开口谐振环设计及理论分析 |
| 4.1.2 汞基双开口谐振环电磁特性仿真分析 |
| 4.2 高Q值汞基人工电磁结构设计及其温控特性研究 |
| 4.2.1 类EIT式汞基人工电磁结构设计及其温控特性研究 |
| 4.2.2 反射型汞基人工电磁结构设计及其温控特性研究 |
| 4.2.3 非对称式汞基人工电磁结构设计及其温控特性研究 |
| 4.2.4 Anapole式汞基人工电磁结构设计及其温控特性研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 汞基人工电磁结构吸波热效应特性研究 |
| 5.1 汞基人工电磁结构的吸波热效应机理研究 |
| 5.1.1 汞基人工电磁结构吸波热效应能量耦合机理 |
| 5.1.2 汞基人工电磁结构的电磁加热机理研究 |
| 5.1.3 汞基人工电磁结构的热传控机理研究 |
| 5.2 汞基人工电磁结构的吸波热效应特性仿真研究 |
| 5.2.1 汞基人工电磁结构电磁吸波率仿真 |
| 5.2.2 汞基人工电磁结构电磁热转化率仿真 |
| 5.2.3 汞基人工电磁结构电磁热耗散率仿真 |
| 5.2.4 汞基人工电磁结构的吸波热效应特性分析 |
| 5.3 汞基人工电磁结构的吸波热效应特性实验研究 |
| 5.3.1 汞基人工电磁结构的吸波热效应特性测试平台搭建 |
| 5.3.2 汞基人工电磁结构的吸波热效应特性测试与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 汞基人工电磁结构式温度传感器设计及其特性研究 |
| 6.1 微带线耦合的汞基人工电磁结构式温度传感器特性研究 |
| 6.1.1 馈电耦合结构简介 |
| 6.1.2 非对称Fano型汞基人工电磁结构式温度传感器特性研究 |
| 6.1.3 Anapole式汞基人工电磁结构式温度传感器特性研究 |
| 6.2 汞基人工电磁结构式温度传感器设计及特性研究 |
| 6.2.1 汞基人工电磁结构式温度传感器设计 |
| 6.2.2 汞基人工电磁结构式温度传感器性能测试研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）零磁装置内高均匀度微特级磁场的实现及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的与意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 高均匀度微特级弱磁环境实现技术研究现状 |
| 1.2.1 磁屏蔽技术 |
| 1.2.2 高均匀度弱磁复现线圈 |
| 1.3 高均匀度微特级磁场环境应用研究现状 |
| 1.3.1 矢量磁传感器校准技术 |
| 1.3.2 粒子固有电偶极矩测量 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 零磁装置内部磁场分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 匀强磁场激励下球形屏蔽磁场解析 |
| 2.2.1 全区域磁场分布理论推导 |
| 2.2.2 屏蔽机理及屏蔽系数分析 |
| 2.3 非均匀磁场激励下球形屏蔽解析 |
| 2.3.1 纬向多级磁场屏蔽效果分析 |
| 2.3.2 线圈磁场屏蔽效果分析 |
| 2.3.3 屏蔽系数测试规范分析 |
| 2.4 孔洞对屏蔽性能影响解析 |
| 2.4.1 单孔洞理想磁屏蔽磁场解析 |
| 2.4.2 含多孔洞有限磁导率球壳屏蔽系数的解析 |
| 2.4.3 含孔洞球壳的共振效应分析 |
| 2.5 长方体零磁装置屏蔽性能分析 |
| 2.5.1 基于有限元法的内部磁场分析 |
| 2.5.2 磁场分析理论实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 零磁装置高均匀度复现线圈的建模与优化策略 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双侧高磁导率平板磁场解析 |
| 3.2.1 含单侧平板圆形线圈建模 |
| 3.2.2 改进多重镜像法与双重镜像法 |
| 3.3 圆柱型磁屏蔽筒内圆形线圈磁场建模 |
| 3.3.1 基于双重镜像法的屏蔽圆筒近似模型 |
| 3.3.2 近似模型误差分析及线圈优化 |
| 3.4 有限厚度的方形磁屏蔽室内线圈建模 |
| 3.4.1 基于镜像法的线圈半解析模型的建立 |
| 3.4.2 基于有限元解的模型误差分析及实验验证 |
| 3.5 内嵌式位置可调方形线圈结构 |
| 3.5.1 线圈间距优化设计 |
| 3.5.2 实际非理想因素影响分析 |
| 3.5.3 基于绕组位置微调的磁场优化策略 |
| 3.5.4 基于原子核自旋的原位磁场梯度验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于高均匀度弱磁环境的磁传感器校准方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 矢量磁传感器校准方法与性能分析 |
| 4.2.1 磁传感器线性输入输出模型的建立 |
| 4.2.2 三类典型磁传感器校准算法比较 |
| 4.2.3 基于仿真数据的校准参数不确定度分析 |
| 4.3 基于典型磁场环境的磁传感器校准误差综合分析 |
| 4.3.1 典型磁场环境特性分析 |
| 4.3.2 磁场低频漂移及空间梯度的影响分析 |
| 4.3.3 基于蒙特卡洛法的综合校准误差分析 |
| 4.4 基于均匀弱磁环境的磁传感器校准方法研究 |
| 4.4.1 基于蒙特卡洛的校准方法比选研究 |
| 4.4.2 基于BMSR-2.1 的实验验证 |
| 4.4.3 基于高精度线圈阵列的多通道磁力仪校准方法及实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于微特级均匀磁场的 129Xe电偶极矩测量 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 氙原子电偶极矩测量实验原理 |
| 5.2.1 塞曼效应与斯塔克效应 |
| 5.2.2 自旋交换光泵极化及自旋弛豫 |
| 5.2.3 共磁力仪原理 |
| 5.3 氙原子电偶极矩测量方案及数据特性 |
| 5.3.1 氙原子电偶极矩实验方案及流程 |
| 5.3.2 氙原子电偶极矩实验平台及数据特性 |
| 5.4 基于全局相位拟合的EDM数据分析方法 |
| 5.4.1 连续相位估计 |
| 5.4.2 全局相位拟合法 |
| 5.4.3 理论克拉美罗方差下限 |
| 5.5 基于蒙特卡洛分析的数据分析方法验证 |
| 5.5.1 仿真数据生成方法 |
| 5.5.2 机械振动噪声影响分析 |
| 5.5.3 共磁力仪频率漂移影响分析 |
| 5.6 Xe EDM数据分析结果 |
| 5.6.1 随机误差分析 |
| 5.6.2 系统误差分析 |
| 5.6.3 新上限的物理意义 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）二维及类二维光子晶体在狄拉克频率处的局域特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 二维材料 |
| 1.1.1 二维材料简介 |
| 1.1.2 石墨烯 |
| 1.2 光子晶体 |
| 1.3 狄拉克锥 |
| 1.3.1 二维材料狄拉克锥 |
| 1.3.2 光子晶体狄拉克锥 |
| 1.4 论文的研究内容及结构安排 |
| 2 光子晶体的基本性质与研究方法 |
| 2.1 光子晶体的理论基础 |
| 2.1.1 光子晶体中的波动方程 |
| 2.1.2 比例缩放法则 |
| 2.1.3 时间反演对称性 |
| 2.1.4 模式对称性 |
| 2.2 光子晶体的数值计算方法 |
| 2.2.1 平面波展开法 |
| 2.2.2 时域有限差分法 |
| 3 二维电介质光子晶体的狄拉克局域模式 |
| 3.1 TE偏振狄拉克局域模 |
| 3.1.1 布里渊区角点的简并性 |
| 3.1.2 布里渊区角点附近的线性色散关系 |
| 3.1.3 狄拉克频率处的模式分析 |
| 3.1.4 狄拉克频率处的缺陷局域模 |
| 3.1.5 基模品质因数 |
| 3.1.6 高阶模式 |
| 3.2 TM偏振狄拉克局域模 |
| 3.2.1 TM偏振下光子晶体的狄拉克锥 |
| 3.2.2 TM偏振下光子晶体的狄拉克频率局域模 |
| 3.3 复式晶格光子晶体狄拉克局域模 |
| 3.3.1 蜂窝晶格光子晶体的狄拉克频率局域模 |
| 3.3.2 Kagome晶格光子晶体的狄拉克频率局域模 |
| 3.3.3 A7 晶格光子晶体的狄拉克频率局域模 |
| 3.4 微波光子晶体狄拉克局域模的实验研究 |
| 3.4.1 二维微波光子晶体谐振腔的设计 |
| 3.4.2 实验过程和结果分析 |
| 4 二维金属光子晶体的狄拉克局域模式 |
| 4.1 二维金属光子晶体的能带计算 |
| 4.1.1 TM模式 |
| 4.1.2 TE模式 |
| 4.1.3 二维金属光子晶体能带特征 |
| 4.2 二维金属光子晶体的狄拉克频率局域模 |
| 4.2.1 金属光子晶体中的狄拉克点 |
| 4.2.2 TM偏振下光子晶体的狄拉克频率局域模 |
| 4.3 微波金属光子晶体狄拉克频率局域模的研究 |
| 4.3.1 TM模式 |
| 4.3.2 TE模式 |
| 4.3.3 实验方案 |
| 5 类二维光子晶体平(薄)板的狄拉克局域模式 |
| 5.1 光子晶体平板的能带计算 |
| 5.2 光子晶体平板模式与相应二维光子晶体模式的关系 |
| 5.3 光子晶体平板中的狄拉克频率局域模 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（4）应用于增强核磁共振的连续波小型化太赫兹回旋器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 应用于动态核极化核磁共振的频率可调太赫兹回旋管 |
| 1.3 应用于动态核极化核磁共振的频率可调回旋管国内外发展现状 |
| 1.4 本文的主要贡献与创新 |
| 1.5 论文章节安排 |
| 第二章 频率可调回旋管高频特性与线性理论分析 |
| 2.1 传输线方程组 |
| 2.2 边界条件 |
| 2.3 0.5 THz频率可调回旋管腔体结构设计与竞争模式分析 |
| 2.4 注波耦合系数 |
| 2.5 起振电流 |
| 2.5.1 起振电流的化简 |
| 2.5.2 高阶纵向指数模式的起振电流 |
| 2.6 多段式谐振腔 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 频率可调回旋管自洽非线性理论 |
| 3.1 电子运动方程 |
| 3.2 引导中心坐标系中的自洽非线性理论 |
| 3.3 波导中心坐标系中的自洽非线性理论 |
| 3.4 频率可调回旋管自洽非线性分析 |
| 3.4.1 两种坐标系中注波互作用方程结果对比 |
| 3.4.2 0.5 THz频率可调回旋管自洽非线性模拟 |
| 3.4.3 电子注质量对频率可调回旋管的影响 |
| 3.4.4 电子注的偏离对频率可调回旋管的影响 |
| 3.4.5 坡度磁场对频率可调回旋管的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 频率可调回旋管磁控注入式电子枪 |
| 4.1 电子光学系统基本理论 |
| 4.1.1 电子光学系统中的静电场分布 |
| 4.1.2 电子光学系统中的静磁场分布 |
| 4.1.3 圆柱坐标系中的电子运动与轨迹方程 |
| 4.2 磁控式电子枪中的绝热压缩过程 |
| 4.3 磁控注入式电子枪参数的初步确定 |
| 4.4 通电线圈磁场拟合 |
| 4.5 0.5 THz频率连续可调回旋管磁控注入式电子枪的设计与优化 |
| 4.6 0.5 THz频率连续可调回旋管磁控注入式电子枪的参数 |
| 4.7 0.5 THz频率连续可调回旋管磁控注入式电子枪电子注质量的分析 |
| 4.8 0.25 THz频率连续可调回旋管磁控注入式电子枪的设计优化 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 0.5THZ频率可调回旋管实验测试 |
| 5.1 0.5 THz频率可调回旋管输出窗片的设计 |
| 5.2 0.5 THz频率可调回旋管的装配 |
| 5.3 实验测试系统 |
| 5.3.1 0.5 THz频率可调回旋管功率测试系统 |
| 5.3.2 0.5 THz频率可调回旋管频率测试系统 |
| 5.3.3 长脉冲电源调试 |
| 5.3.4 钛泵电源调试 |
| 5.4 0.5 THz频率可调回旋管实验研究 |
| 5.4.1 超导磁体励磁比测量 |
| 5.4.2 0.5 THz频率可调回旋管电子回轰测试 |
| 5.4.3 0.5 THz频率可调回旋管输出功率测试结果 |
| 5.4.4 0.5 THz频率可调回旋管频率测试结果 |
| 5.5 实验结果分析 |
| 5.5.1 二次谐波实验结果分析 |
| 5.5.2 基波实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）用于斯特林发电系统的永磁直线振荡电机设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景、意义及目的 |
| 1.2 斯特林发电系统国内外研究现状 |
| 1.2.1 斯特林发电系统国外研究现状 |
| 1.2.2 斯特林发电系统国内研究现状 |
| 1.3 直线电机国内外研究现状 |
| 1.3.1 直线电机基本结构及分类 |
| 1.3.2 直线电机国外研究现状 |
| 1.3.3 直线电机国内研究现状 |
| 1.4 直线电机设计分析方法 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 基于子域模型圆筒型永磁直线振荡电机磁场解析 |
| 2.1 TLPMOG电机结构 |
| 2.2 TLPMOG电机等效解析模型 |
| 2.3 TLPMOG电机磁场分析计算 |
| 2.3.1 TLPMOG电机永磁体模型 |
| 2.3.2 TLPMOG电机求解区域磁场通解方程 |
| 2.3.3 TLPMOG电机各求解区域边界条件 |
| 2.4 TLPMOG电机电磁力和反电动势计算 |
| 2.5 TLPMOG电机有限元仿真及实验验证 |
| 2.5.1 TLPMOG电机有限元仿真验证 |
| 2.5.2 TLPMOG电机实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于磁场重组方法辅助齿型圆筒直线振荡电机磁场分析与研究 |
| 3.1 Aux-TLPMOG电机磁场解析方法概述 |
| 3.2 MFRC方法介绍 |
| 3.3 基于MFRC法磁场基本分析 |
| 3.3.1 Aux-TLPMOG电机结构 |
| 3.3.2 Aux-TLPMOG 电机磁场分析 |
| 3.4 Aux-TLPMOG电机有限元验证及实验测试 |
| 3.4.1 考虑辅助齿及末端效应无槽磁场分布 |
| 3.4.2 MFRC方法有限元仿真验证 |
| 3.4.3 MFRC方法实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 永磁直线电机定位力优化设计 |
| 4.1 AIL-PMLM电机结构 |
| 4.2 PMLM定位力产生机理 |
| 4.2.1 傅里叶方法分析齿槽力 |
| 4.2.2 傅里叶方法分析边端力 |
| 4.3 AIL-teeth PMLM优化设计 |
| 4.3.1 AIL-teeth PMLM弧形齿高度优化 |
| 4.3.2 基于Taguchi法 AIL-teeth PMLM电机内梯形齿优化 |
| 4.4 AIL-PMLM有限元及实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 基于混合叠片双定子圆筒型直线振荡电机设计 |
| 5.1 HL-DSTLOG电机基本结构与工作原理 |
| 5.1.1 HL-DSTLOG电机基本结构 |
| 5.1.2 HL-DSTLOG电机运行原理 |
| 5.2 HL-DSTLOG电机混合叠片技术研究 |
| 5.2.1 硅钢片叠片原理 |
| 5.2.2 TLPMOG电机不同叠片方式讨论 |
| 5.2.3 HL-DSTLOG电机混合叠片技术 |
| 5.2.4 HL-DSTLOG电机混合叠片参数分析 |
| 5.3 HL-DSTLOG电机电磁参数确定 |
| 5.3.1 HL-DSTLOG电机设计参数 |
| 5.3.2 HL-DSTLOG电机主要参数 |
| 5.3.3 HL-DSTLOG电机电磁负荷选择 |
| 5.3.4 HL-DSTLOG电机永磁体参数 |
| 5.4 HL-DSTLOG电机电磁场分析 |
| 5.4.1 HL-DSTLOG有限元模型 |
| 5.4.2 HL-DSTLOG电机磁场分析 |
| 5.4.3 HL-DSTLOG电机空载感应电动势 |
| 5.4.4 HL-DSTLOG电机定位力分析 |
| 5.4.5 HL-DSTLOG电机结构参数 |
| 5.4.6 HL-DSTLOG电机负载电磁特性分析 |
| 5.4.7 HL-DSTLOG电机铁心损耗分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 HL-DSTLOG电机温度场分析 |
| 6.1 热传导基本定律 |
| 6.1.1 温度场的数学模型 |
| 6.2 电机温度场热模型技术概述 |
| 6.2.1 数值分析技术 |
| 6.2.2 集总参数热网络 |
| 6.3 HL-DSTLOG电机LPTN模型构建 |
| 6.3.1 LPTN方法基本原理 |
| 6.3.2 HL-DSTLOG电机热传导路径 |
| 6.3.3 HL-DSTLOG电机求解区域划分 |
| 6.3.4 HL-DSTLOG电机LPTN模型建立 |
| 6.4 HL-DSTLOG电机LPTN模型热参数计算 |
| 6.4.1 LPTN热网络模型导热热阻计算 |
| 6.4.2 LPTN热网络中对流传热热阻计算 |
| 6.5 LPTN网络中节点损耗分布 |
| 6.5.1 HL-DSTLOG电机内发热热源计算 |
| 6.5.2 HL-DSTLOG电机节点损耗分布 |
| 6.6 HL-DSTLOG电机温度场结果分析 |
| 6.6.1 HL-DSTLOG电机稳态温度分布 |
| 6.7 电机温度场影响因素分析 |
| 6.7.1 槽满率影响 |
| 6.7.2 绕组浸漆影响 |
| 6.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 圆筒型永磁直线振荡电机实验研究 |
| 7.1 TLPMOG发电机测试平台 |
| 7.1.1 TLPMOG发电机电磁性能测试平台 |
| 7.1.2 TLPMOG发电机定位力测试平台 |
| 7.1.3 TLPMOG发电机温度场测试平台 |
| 7.2 Aux-TLPMOG电机实验测试 |
| 7.2.1 Aux-TLPMOG电机实验样机 |
| 7.2.2 Aux-TLPMOG电机电磁性能测试 |
| 7.3 HL-DSTLOG电机实验 |
| 7.3.1 HL-DSTLOG样机加工 |
| 7.4 HL-DSTLOG电机性能测试 |
| 7.4.1 HL-DSTLOG发电机空载测试 |
| 7.4.2 HL-DSTLOG发电机负载测试 |
| 7.4.3 HL-DSTLOG电机定位力测试 |
| 7.5 HL-DSTLOG电机温升测试 |
| 7.5.1 电机温升测试 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 工作展望 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（6）大功率无线电能传输系统的电磁能流和生物电磁安全研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 研究电磁能量流和生物电磁安全的意义 |
| 1.2 国内外研究MCR WPT系统电磁安全性现状 |
| 1.2.1 MCR WPT系统电磁能量流的研究现状 |
| 1.2.2 MCR WPT系统对生物电磁安全影响的研究现状 |
| 1.3 存在与需要解决的问题 |
| 1.4 论文的主要研究和创新性 |
| 1.4.1 论文的主要工作 |
| 1.4.2 创新性工作 |
| 2 磁耦合谐振式无线电能传输系统的基础理论 |
| 2.1 电路模型 |
| 2.2 二端口网络模型 |
| 2.3 基于耦合模理论的传输模型 |
| 2.4 基于电磁场理论的传输模型 |
| 2.4.1 MCR WPT系统的电磁场计算方法 |
| 2.4.2 MCR WPT系统周围存在异物时的电磁场分析 |
| 2.5 耦合器线圈自感与互感的分析 |
| 2.5.1 空心线圈电感的计算方法 |
| 2.5.2 非线性电感的计算方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 磁耦合谐振式无线电能传输系统的电路模型与能量流 |
| 3.1 MCR WPT系统的电路结构 |
| 3.1.1 无功功率补偿拓扑对系统能量传输的影响 |
| 3.1.2 系统传输效率的实验验证 |
| 3.2 三种MCR WPT系统的能量分布特性 |
| 3.2.1 Rx相对Tx有水平偏移的MCR WPT系统的能量分布 |
| 3.2.2 Rx相对Tx存在角度旋转的MCR WPT系统的能量分布 |
| 3.3 MCR WPT系统能量流的仿真验证 |
| 3.4 三种耦合器有功功率密度的分布特点 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 磁耦合谐振式无线电能传输系统的聚能效应分析 |
| 4.1 对齐系统能流密度的分析 |
| 4.2 耦合器聚能效应分析 |
| 4.2.1 MCR WPT系统传输空间电能与磁能的构成比例 |
| 4.2.2 聚能效应评价方式的改进 |
| 4.3 耦合器的优化 |
| 4.4 优化耦合器的聚能效应验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 磁耦合谐振式无线电能传输系统的生物电磁安全评估 |
| 5.1 电动汽车MCR WPT系统的电磁场定解问题 |
| 5.2 人体有限元预处理模型的建立 |
| 5.2.1 站姿人体建模 |
| 5.2.2 坐姿有限元预处理模型 |
| 5.2.3 人体组织、器官的电特性 |
| 5.3 电动汽车有限元预处理模型的建立 |
| 5.3.1 车身有限元预处理模型 |
| 5.3.2 完整的电动汽车有限元预处理模型 |
| 5.4 电动汽车MCR WPT系统的电磁环境仿真与实验验证 |
| 5.4.1 参数设置 |
| 5.4.2 仿真分析和实验验证 |
| 5.5 电动汽车MCR WPT系统附近生物体的电磁暴露 |
| 5.5.1 成人和儿童模型在不同位置时的整体电磁暴露分析 |
| 5.5.2 人体各关键器官的电磁暴露 |
| 5.5.3 人体接触底盘的电磁暴露评估 |
| 5.5.4 猫的电磁暴露 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 磁耦合谐振式无线电能传输系统的电磁安全防护 |
| 6.1 不同耦合器周围人体电磁暴露的比较 |
| 6.2 安全距离的设置 |
| 6.3 危险区的功率控制策略 |
| 6.4 耦合器偏移引起电磁泄漏的检测方法 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结 |
| 7.1 论文研究的主要成果 |
| 7.2 需进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.主要符号及缩写对照表 |
| B.博士研究生期间发表的论文 |
| C.博士研究生期间申请的专利 |
| D.博士研究生期间参与的项目 |
| E.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（7）可调声子晶体板的非互易性及拓扑特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理符号含义对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 声子晶体的概述 |
| 1.2.1 声子晶体的简介 |
| 1.2.2 声子晶体的计算方法 |
| 1.2.3 声子晶体的应用 |
| 1.2.4 声子晶体板与声子晶体的关系 |
| 1.3 声子晶体的研究进展 |
| 1.3.1 声子晶体的非互易性 |
| 1.3.2 声子晶体的拓扑特性 |
| 1.4 本文的研究目的和主要研究内容 |
| 第2章 一维可调声子晶体板的非互易性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型及理论 |
| 2.2.1 一维声子晶体板的模型 |
| 2.2.2 磁弹性理论 |
| 2.2.3 能带理论 |
| 2.2.4 平面波展开法 |
| 2.3 非互易性 |
| 2.3.1 一维磁弹性声子晶体板的非互易性 |
| 2.3.2 对称性破坏与非互易性 |
| 2.4 非互易性的调节 |
| 2.5 不对成称传输与非互易性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 一维可调声子晶体板的拓扑界面态 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型及理论 |
| 3.2.1 模型 |
| 3.2.2 磁弹性理论 |
| 3.2.3 有限元法 |
| 3.3 能带结构及拓扑特性 |
| 3.4 拓扑界面态及其性质 |
| 3.5 拓扑界面态的可调性 |
| 3.5.1 拓扑界面态存在的可调性 |
| 3.5.2 拓扑界面态频率的可调性 |
| 3.5.3 拓扑界面态位置的可调性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 二维可调声子晶体板的自旋拓扑边缘态 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型及理论 |
| 4.3 能带结构及自旋拓扑相变 |
| 4.4 自旋拓扑边缘态及其性质 |
| 4.5 自旋拓扑边缘态的可调性 |
| 4.5.1 自旋拓扑边缘态频率的可调性 |
| 4.5.2 自旋拓扑边缘态传输路径的可调性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 二维可调声子晶体板的谷拓扑边缘态 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型及理论 |
| 5.3 能带结构及谷拓扑相变 |
| 5.4 谷拓扑边缘态及其性质 |
| 5.5 谷拓扑边缘态的可调性 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）相位梯度超构光栅异常衍射特性及新型光学器件设计（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超构材料 |
| 1.2 相位梯度超构表面 |
| 1.3 表面等离激元和亚波长金属光栅 |
| 1.4 厄米与非厄米光学系统 |
| 1.5 本论文的意义和主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 奇偶性相关的异常衍射及物理机制 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 相位梯度超构光栅的理论模型 |
| 2.3 异常衍射的物理机制及新的衍射规律 |
| 2.4 奇偶相关的异常透/反射转换现象 |
| 2.5 理论解析和实验验证 |
| 2.6 异常衍射现象的鲁棒性 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 m相关的损耗诱导的不对称衍射及物理机制 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 相位梯度金属超构光栅的理论模型 |
| 3.3 单元个数m相关的角度不对称吸收现象 |
| 3.4 角度不对称吸收的物理机制及半解析表达式 |
| 3.5 角度不对称吸收的理论解析验证 |
| 3.6 影响角度不对称吸收的有关变量 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 新型相位梯度超构光栅器件设计及物理特性 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 基于局域法布里-珀罗共振的新型介质超构光栅器件 |
| 4.2.1 介质超构光栅器件的理论模型 |
| 4.2.2 介质超构光栅中的局域法布里-珀罗共振现象 |
| 4.2.3 高效率波前调控特性及其物理机制 |
| 4.2.4 数值模拟验证 |
| 4.3 单角度选择透射的新型零折射率超构光栅器件 |
| 4.3.1 零折射率超构光栅的理论模型 |
| 4.3.2 单角度选择透射效应及数值模拟验证 |
| 4.3.3 单角度选择透射效应的物理机制 |
| 4.3.4 零折射率超构光栅的应用扩展 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 多功能相位梯度超构光栅器件设计及物理特性 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 多功能高效率大角度回射器件 |
| 5.2.1 多功能回射器件的理论模型 |
| 5.2.2 多功能回射效应 |
| 5.2.3 高效率大角度回射效应 |
| 5.2.4 数值模拟验证 |
| 5.3 多功能多通道高效率涡旋波角动量转换和吸收器件 |
| 5.3.1 涡旋波角动量转换和吸收器件的理论模型 |
| 5.3.2 多通道涡旋波角动量转换效应及数值模拟验证 |
| 5.3.3 多通道高效率涡旋波吸收效应及数值模拟验证 |
| 5.3.4 多通道涡旋波角动量转换和吸收的衍射规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 攻读博士学位期间公开发表的论文和科研成果 |
| 致谢 |
（9）中场开放式超导MRI梯度线圈设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.1.1 磁共振成像发展历史 |
| 1.1.2 磁共振成像基本原理 |
| 1.1.3 磁共振成像系统组成 |
| 1.1.4 梯度线圈 |
| 1.1.5 梯度线圈设计方法 |
| 1.1.6 研究意义 |
| 1.2 相关研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 磁共振系统中梯度线圈设计理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传统目标场法理论基础 |
| 2.3 改进目标场法理论基础 |
| 2.4 梯度线圈性能指标 |
| 2.4.1 最大非线性度 |
| 2.4.2 涡流 |
| 2.4.3 振动噪音 |
| 2.4.4 线圈电感 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超导MRI双平面梯度线圈设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 梯度线圈设计 |
| 3.2.1 电流密度系数计算 |
| 3.2.2 流函数确定梯度线圈轮廓 |
| 3.2.3 梯度磁场线性度检查 |
| 3.2.4 梯度线圈电感计算 |
| 3.3 屏蔽线圈设计及水平外侧涡流优化 |
| 3.3.1 电流密度系数计算 |
| 3.3.2 水平外侧涡流优化 |
| 3.3.3 电流密度展开阶数P及绕组轮廓确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 实验结果 |
| 4.1 梯度线圈 |
| 4.1.1 电流密度展开阶数确定 |
| 4.1.2 梯度线圈绕组 |
| 4.2 屏蔽线圈 |
| 4.2.1 电流密度展开阶数确定 |
| 4.2.2 线圈绕组及额外屏蔽平面线性度检查 |
| 4.2.3 屏蔽线圈缩小原因 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（10）磁场中旋转圆板磁-气弹性非线性动力学（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 旋转圆板动力学研究 |
| 1.2.1 旋转圆板非线性动力学 |
| 1.2.2 旋转圆板气动弹性动力学 |
| 1.3 磁弹性动力学问题研究 |
| 1.4 非线性多模态交互研究方法 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 旋转圆板磁-气弹性非线性动力学方程 |
| 2.1 磁场中旋转圆板能量关系 |
| 2.1.1 动能 |
| 2.1.2 应变势能 |
| 2.1.3 外力虚功 |
| 2.2 旋转导电圆板磁-气弹性动力学方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 旋转圆板磁-气弹性线性振动 |
| 3.1 磁-气弹性轴对称振动微分方程 |
| 3.1.1 轴对称振动控制方程 |
| 3.1.2 自由振动 |
| 3.1.3 强迫振动 |
| 3.2 算例分析 |
| 3.2.1 自由振动 |
| 3.2.2 强迫振动 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 周边夹支旋转圆板磁-气弹性主共振 |
| 4.1 磁-气弹性非线性强迫振动微分方程 |
| 4.2 多尺度法求解与稳定性分析 |
| 4.2.1 多尺度法求解 |
| 4.2.2 稳定性分析 |
| 4.3 算例分析 |
| 4.3.1 振动幅值随频率变化 |
| 4.3.2 振动幅值随磁感应强度变化 |
| 4.3.3 振动幅值随激励力变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 周边简支旋转圆板磁-气弹性主共振及分岔特性 |
| 5.1 磁-气弹性非线性振动微分方程 |
| 5.2 平均法求解与稳定性分析 |
| 5.2.1 平均法求解 |
| 5.2.2 稳定性分析 |
| 5.3 算例分析 |
| 5.3.1 振动幅值随频率变化 |
| 5.3.2 振动幅值随磁感应强度变化 |
| 5.3.3 分岔与混沌分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 旋转圆板磁-气弹性多模态交互及Hopf分岔 |
| 6.1 旋转圆板磁-气弹性非线性无量纲振动微分方程 |
| 6.2 多尺度法求解 |
| 6.2.1 非线性多模态调制方程组 |
| 6.2.2 非耦合解 |
| 6.2.3 耦合解 |
| 6.3 算例分析 |
| 6.3.1 单模态振动特性 |
| 6.3.2 多模态交互 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 旋转圆板磁-气弹性非轴对称主-内联合共振 |
| 7.1 旋转圆板磁-气弹性2-DOF非线性陀螺系统 |
| 7.2 多尺度法解耦求解 |
| 7.3 算例分析 |
| 7.3.1 退化模态的本征频率特性 |
| 7.3.2 主共振-3:1内共振联合共振 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
四、CALCULATION OF NONLINEAR MAGNETIC FIELDS IN CYLINDRICALLY SYMMETRIC SYSTEM（论文参考文献）
- [1]汞基人工电磁结构特性及其温度感测关键技术研究[D]. 马亮. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]零磁装置内高均匀度微特级磁场的实现及应用研究[D]. 刘添豪. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]二维及类二维光子晶体在狄拉克频率处的局域特性研究[D]. 胡磊. 合肥工业大学, 2021(02)
- [4]应用于增强核磁共振的连续波小型化太赫兹回旋器件研究[D]. 宋韬. 电子科技大学, 2020
- [5]用于斯特林发电系统的永磁直线振荡电机设计与分析[D]. 郭蓉. 东南大学, 2020(02)
- [6]大功率无线电能传输系统的电磁能流和生物电磁安全研究[D]. 李万路. 重庆大学, 2020
- [7]可调声子晶体板的非互易性及拓扑特性研究[D]. 冯陆洋. 湖南大学, 2020
- [8]相位梯度超构光栅异常衍射特性及新型光学器件设计[D]. 曹燕燕. 苏州大学, 2020(06)
- [9]中场开放式超导MRI梯度线圈设计[D]. 黎河山. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [10]磁场中旋转圆板磁-气弹性非线性动力学[D]. 李文强. 燕山大学, 2020(01)