关键词： 电磁学   专利   知识产权保护   研究   中国  

ISBN: (纸本)9787517841845

摘要： 本书从磁场能穿透非磁性材料传递动力这一科学现象的应用研究开始，结合作者参加相关课题的研究和核心技术的突破及系列专利的开发，来讲述一种从应用基础研究到知识产权保护及系列产品上市的创新历程。此后作者从电化学模型和原理出发讲述多学科互补互鉴攻克系列单一学科难以解决的难题的方法。在新世纪的科研中作者结合亲历课题，讲述了计算机辅助设计、分析、制造及机器视觉和显示技术在提高创新效率和水平方面的应用体会。发明创新从想法到办法及知识产权保护，作者以实例阐述了亲身历程，以供广大工程技术人员和理工科大学生作参考。

关键词： 电磁感应   自感电动势   磁通量   线圈电阻   自感系数  

摘要： 很多学生都知道感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,但却经常认识不到其与线圈电阻的关系,导致对一些电磁感应现象的理解不到位。本文从自感电动势与线圈电阻的关系入手,深入分析自感现象,并辨析自感电动势的三个公式,强调大学电磁学理论知识对高中物理教学的指导意义。

关键词： VSI   不平衡补偿装置   SPWM调制   动态相量法   动态功率补偿  

摘要： 目前低压配电网中广泛存在着三相不平衡现象,为此,本文采用了一种基于动态功率调节的低压配电网三相不平衡的治理方法,该治理方法主要是通过电压源型逆变器(Voltage Source Inverter,简称“VSI”)来实现三相负载的动态功率补偿,而动态功率输出则采用直接电流控制,并对VSI的SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)调制环节采用开关函数及动态相量法进行简化建模。最后,通过在Matlab/Simuilink仿真平台进行仿真验证,结果表明,本文所采用的不平衡治理装置的简化模型及其所采用的控制方式十分有效,三相不平衡治理效果明显。为了进一步验证本文中提出的三相不平衡治理方法的有效性及工程实际应用价值,研发出基于VSI的不平衡补偿装置的样机并实际挂网运行,经过对挂网运行采集到的真实数据分析,表明加装该不平衡补偿装置治理后的台区三相不平衡度显著降低,通过真实案例验证了本文所提的三相不平衡治理方法的有效性。

关键词： 载人潜水器   水下无人平台   信息交互   光学   电磁学  

摘要： 深海潜水器是海洋勘探中一个非常重要装备平台,它们可以装备着各类检测和采样设备潜入到深海或大洋底层,完成探测和采样等任务。现阶段我国深海探测装备众多,并且是由多家单位研制而成,这些单位在选取能源、信号、数据等接口时无统一定则,装备单一运行时并无不妥,但集中运行时存在接口不匹配、无法发挥最大能效甚至在某些频段存在相互干扰问题。无论是深海资源环境勘察研究还是深远海搜救等国家安全保障任务,均迫切需要载人无人不同类型水下移动平台协同作业,因此需要尽快开展多目标水下通用信息传输技术研究。本文针对上述现象开展载人潜水器-水下无人平台信息交互系统研究,主要工作如下:研究分析载人潜水器基本特征及其信息交互技术,为载人潜水器-水下无人平台信息交互系统中的声学系统设计打下基础;研究分析水下无人平台及其信息交互技术,为载人潜水器-水下无人平台信息交互系统中的光学和电磁学水下接驳系统设计奠定基础;通过上述研究发现现有交互技术都是针对潜水器与母船或者岸基的信息传输技术,水下无人平台与载人潜水器的信息交互技术还较为少见。开展载人潜水器-水下无人平台信息交互系统平台设计,在载人潜水器上搭载多种通信机,包括水声通信机,光信号发射接收器,电磁通信器,可满足与其他水下平台实现不同方式的通信;开展声学信息交互系统设计、光学信息交互系统设计和电磁学信息交互系统设计,将3种水下通信方式集成在一起,便于载人潜水器与水下无人平台的信息交互;开展信息交互系统软件设计,简化多源信息交互系统操作。进行光学信息交互系统地面试验和水下试验,验证光学通讯系统通讯效果,试验测得该LED光通讯系统在该混浊水域通讯的速度为120kbit/s,传输的最大通信距离为1.9m;进行电磁学信息交互系统地面试验和水下试验,改进了电磁线圈设计,使之更加适应实际应用条件,试验结果表明该系统在海水中传输速度为2200kbit/s,传输距离为31cm,表明通讯系统具备良好的通讯性能指标,较好的满足了基于载人潜水器与水下无人平台的通讯要求。

关键词： 电磁学  

ISBN: (纸本)9787502852481

摘要： 本书为《地震危险性判定技术方法系列丛书》的一个分册, 共七章, 第一章为地震电磁学概述。第二章主要介绍了地电场干扰处理及地电场优势方位角法。第三章主要介绍了地震地磁日变化异常分析方法。第四章介绍了地震地磁扰动异常的分析方法。第五章介绍了直流视电阻率法异常分析方法。第六章介绍了磁测深视电阻率异常分析方法。第七章简要介绍与本手册有关的地磁分析软件。

关键词： 高中物理教学   生活化策略   电磁学  

摘要： 在高中物理教学过程中引入生活化教学方法,可以帮助学生降低知识理解难度,培养学生的知识运用能力。文章将以高中物理电磁学教学为例,在分析生活化教学必要性的基础上,研究其具体教学实施策略。包括生活化的情景创设、问题探究、实验教学和课外实践等,以期为高中物理教学提供参考。

关键词： 高中物理教材   解释结构模型   比较研究  

摘要： 中学物理教材结构展示了由教材开发者选取的汇聚成书的来自于物理学科内外的各种要素的建构方式。它体现了教材开发者的物理教育理念及其对物理学科和学生心理的理解。分析教材结构,可以使教材使用者更好地理解教材和使用教材。当我们分析的构成教材内容的要素繁芜冗杂,且各要素不具有简单的层级特征,或者说它们之间的前后关系不太明确时,试图通过一般的方法直接求出各级要素之间的形成关系是很困难的。应用解释结构模型来分析教材结构可以使得要素层级化和链条化。本研究选择鲁科版高中物理教材和英国CIE A-Level物理教材的电磁学部分进行分析与比较。该研究可以显现两国中学物理课程体系和物理教育理念的共同性和差异性,由此也可以为我国中学物理教材的发展提供有益的启示。本研究应用解释结构模型分析教材结构的具体步骤如下:（1）提取要素;（2）建立要素上下位关系;（3）将要素关系形成图转换为邻接矩阵;（4）计算可达矩阵;（5）计算要素层级;（6）绘制要素层级有向图。在分别分析了电场、电流、磁场和电磁感应四个电磁学模块的基础上,本研究进而从要素选取,起始要素安排,终了要素安排,要素链四个方面分别比较了中英两套教材的电磁学结构。基于对两套教材电磁学结构的比较,分别从如下四个方面得出结论:（1）教材内容选取的异同性:（1）教材内容选取都重视基础性与前沿性;（2）鲁科版教材内容选取侧重理论性;（3）CIE版教材内容选取侧重应用性;（2）教材内容编排组织的异同性:（1）两版教材的编排组织都力图实现物理学科逻辑顺序与学生心理顺序的统一;（2）鲁科版教材突出严整性;（3）CIE版教材突出灵活性;（3）教材内容编写风格的异同性:（1）两版教材都体现以学生为主体的编写风格;（2）鲁科版侧重以学生为主体的在教师引导下的探究学习式的编写风格;（3）CIE版侧重以学生为主体的自主学习式的编写风格;（4）从物理学科核心素养的角度审视两版教材的不同侧重:（1）两版教材都重视物理学科核心素养的体现;（2）鲁科版教材更加侧重科学探究与科学态度与责任;（3）CIE A-Level教材更加侧重物理观念与科学推理。基于研究结论,得到如下启示:（1）合理的中学物理教材结构应当实现社会结构,物理学科逻辑结构与学生心理结构的统一;（2）优质的高中物理教材应当体现包含物理观念、科学推理、科学探究、科学态度与责任在内的物理学科核心素养;（3）中学物理教材既是物理知识的载体,也是科学实践的指南。

关键词： 物理学科核心素养   合理建模   电磁学  

摘要： 本文首先分析国外对核心素养的研究历程,以及国内学者对核心素养的研究情况,了解核心素养的研究现状。其次,从高中物理学科核心素养、2017版《普通高中物理课程标准》和17版物理教科书中电磁学内容,这三个方面展开理论研究,为核心素养指导电磁学合理建模提供理论依据。最后,剖析物理建模的特点,并通过问卷调查的形式掌握现阶段高中生物理建模能力的情况,提出适应学生合理建模能力发展的具体教学方案。

关键词： 军校   大学物理   电磁学   教学改革  

摘要： 大学物理作为军队院校工科各专业学员重要的必修课程,对培养高素质的军队专业技术人才起着不可替代的作用。本文结合当前军校大学物理电磁学教学中的困境,分析教学对象、教学内容和教学模式三个方面存在的新情况,从教学目标定位、思维体系优化、教学过程实施入手,对面向军校的大学物理电磁学教学进行了深入细致的思考与探讨。

关键词： 间断伽辽金法(DGM)   GPU并行   NS方程   直接间断伽辽金(DDG)  

摘要： 间断伽辽金法是一种高精度的数值求解算法,吸收了有限体积法单元独立、并行度高以及有限元法任意高阶基函数的特点。为了充分发挥其高并行度的优势,使得间断伽辽金法的实用价值更高,本文将针对电磁学和流体力学领域研究间断伽辽金法的GPU并行计算技术,并开发相应的求解器。本文以通用的守恒律方程出发,推导出间断伽辽金法的基本公式,并在四面体非结构网格上推导了四面体体积坐标的偏导、积分、数值积分,导出了两种基于体积坐标的基函数。之后采用CUDA GPU并行编程模型,设计了基于数组结构体的并行数据结构以及间断伽辽金GPU并行计算通用的算法框架,在这个框架下,结合了网格生成、导入、结果输出模块。本文开发了使用公式法生成间断伽辽金计算矩阵的时域电磁学求解器和使用数值积分法生成间断伽辽金计算矩阵的流体力学求解器。时域电磁学求解器可以使用一阶和二阶基函数来求解含有理想导体边界、吸收边界的时域电磁问题。流体力学求解器则采用Roe数值通量离散对流通量,以一种近年研究较多的直接间断伽辽金(DDG)来离散粘性通量,实现无粘流和粘性流的求解计算。通过谐振腔和平面波算例,本文验证了GPU并行的DGM时域电磁学求解器的正确性。经过测试,GPU并行版本能够实现相对于CPU单核串行版本达到一阶19倍、二阶159倍的加速比,大幅提高了计算效率。通过圆柱、小球、NACA0012、ONERA M6、DLR-F6等算例,本文验证了GPU并行DGM流体力学求解器在流体力学领域的无粘流、定常流、非定常流上的正确性,同时,经过测试,在无粘流和粘性流计算上,GPU并行版本能够实现相对于多核CPU OpenMP并行版本最高分别达100倍和148倍的加速比,大幅提高了流体力学仿真的效率。