电磁仿真

摘要： 针对航空发动机电子控制器电磁防护需求,开展了机箱屏蔽效能仿真方法研究,对原理样机进行测试验证,提出了宽频屏蔽效能测试方法,并与仿真结果进行对比,仿真误差小于15 dB。通过本次研究,形成了具有工程指导意义的机箱屏蔽效能仿真方法以及扫频测试数据后处理方法。

摘要： 金属异物混入无线充电系统中时,不仅会影响系统的传输效率,严重时甚至会导致火灾等安全事故的发生。文中提出了一种基于阻抗变化的主动式金属异物检测方案,通过在无线电能传输系统发射线圈表面添加一层检测线圈阵列并给检测线圈施加激励源,解决了被动式检测方案无法实现掉电情况下检测的难题;对检测线圈的结构进行设计,与传统的检测线圈方案进行了对比,解决了传统检测方案的检测盲区问题;对检测线圈回路的谐振频率选取原则进行了探讨,选取偏离谐振点的频率,提高了检测灵敏度。通过搭建有限元仿真模型,研究了检测线圈方案对不同类型金属异物的检测效果。实验结果表明,不同类型金属异物混入无线电能传输系统中时,所设计的检测方案能有效地检测出金属异物的存在。

摘要： 这里首先分析了电磁驱动器工作原理,使用Maxwell软件对电磁驱动器建模并对通电线圈进行电磁仿真和动力学仿真得到通电线圈的运动规律,从而证明了以电磁驱动器作为动力源驱动机器鱼的可行性。基于读表法编写了用于控制电磁驱动器运动的正弦波程序,并结合驱动电路完成控制系统设计。最后完成电磁驱动机器鱼结构细节设计并开展水下游动实验,得出不同电压幅值和频率下机器鱼实验平台游动参数。

摘要： 传统电磁吸力悬浮采用气隙反馈实现闭环控制,而气隙传感器具有体积大、造价高、安装复杂等缺点。提出了一种通过磁场与电流观测气隙,使用观测气隙进行闭环反馈的电磁吸力悬浮方法。通过理论分析和仿真研究了气隙与磁场和电流间的函数关系;设计分析了磁场测量点的位置;利用函数关系进行气隙观测。实测数据表明:通过磁场与电流观测气隙,所得结果与实测气隙吻合,该方法可以用于闭环反馈。从理论上分析了观测拟合系数对闭环系统稳定性的影响。最后通过试验实现了7 mm处的稳定悬浮。

摘要： 对于大型储罐焊缝缺陷自动化检测,爬壁机器人需完成自动化全方位扫查。针对储罐爬壁机器人在不同运行工况下的受力状态,建立爬壁机器人力学模型,分析获得不下滑、不纵向倾覆、不横向侧翻以及复合状态下失稳状态危险点,应用Maxwell软件对永磁吸附轮受力状态进行仿真与优化设计,使之满足吸附要求。同时,设计具有辅助吸附功能的编码轮结构,在反馈位置信息的同时,补充安全吸附力的裕度,以增加其越障和抗失稳能力。最后,依据设计模型制造出爬壁机器人本体并进行测试实验,实验结果证明该机器人能在各种危险点处实现带负载稳定全向驱动运行。

摘要： 针对电动拖拉机车内电磁辐射干扰源多、电磁环境复杂的问题,提出一种多软件联合仿真的方法.首先在Hypermesh中对三维模型进行几何处理,建立有限元模型,然后基于电磁辐射基本理论在HFSS和FEKO中建立主要干扰源的等效电磁模型,最后在软件FEKO中对某款电动拖拉机车内电磁辐射性能做了仿真分析,得到了100~550 MHz电动拖拉机车身的表面电流分布规律和驾驶舱内驾驶人员头部、胸部和脚部的电场强度分布情况.结果表明:拖拉机车身的表面电流具有局部突出的特性,在250 MHz左右车身前部表面电流最大,其值为0.50 A·m^(-1);在450 MHz左右驾驶舱后部表面电流最大,其值为0.42 A·m^(-1);拖拉机车内在脚部附近的电场强度最大,其值为1.79 V·m^(-1),对应频率为122 MHz.

摘要： 在微波工程的教学中,往往会遇到课程理论性强、计算公式繁多所导致的理论和实际的微波器件设计无法联系起来的问题。针对这一问题,本文创新性地应用全波电磁仿真软件设计出适合该课程的实践教学环节:在课程中借助计算机辅助教学的方法,使用仿真软件进行微波器件的设计与仿真,实时获得各类参数,通过加工测试,验证仿真设计的正确性,最终辅助了课程教学。该教学改革方法提升了学生对微波器件的实际设计能力,改善了传统教学法所遇到的问题。结果表明,通过全波电磁仿真软件的应用,该课程的平均分相较往年有较大提升,取得了不错的教改效果。

摘要： 以某型号微波加热装置为代表,根据传输线多重反射原理和小反射原理,提出了一种改善微波加热装置打火问题的新方法:首先对微波传播路径上的波导管结构进行优化,研究微波加热装置波导管结构参数对每一阶段反射系数的影响,找到影响每一阶段反射系数的最优参数,组成一个反射最小的波导管结构,再利用凸包对微波加热装置的整体阻抗进行匹配,从而达到改善微波加热装置打火问题的目的。进一步的测试研究证实了该方法对微波加热装置打火问题改善的有效性。

摘要： 近年来研究发现,在高场及超高场磁共振成像(MRI)中,高介电材料在提高磁共振射频线圈性能,以及增强图像信噪比方面具有极大的应用潜力.当前高介电材料研究主要集中于其对磁共振图像信噪比的改善,但对于高介电材料几何结构,以及其对发射场分布均匀度影响的研究不多.本研究利用电磁仿真的方法定量分析了1.5 T下,高介电材料几何结构对水模感兴趣区内发射效率均值和发射场B^(+)_(1)均匀度的影响.结果表明,高介电材料的几何结构对B^(+)_(1)均匀度会产生较大影响;比较了不同几何结构的高介电衬垫之后发现,加入四等分圆筒状高介电衬垫后,感兴趣区内发射效率提升最高,同时B^(+)_(1)均匀度也保持良好.该结果对高介电材料应用于MRI具有重要的参考价值.

摘要： 本文以SMA型微带连接器为例,介绍了微带类连接器模块化测试方法,通过电磁仿真对其可行性进行了验证。

摘要： 相比于传统立方星,平台-载荷分离式微小卫星具有平台通用性强、载荷更换灵活的特点.然而,由于星体对天线辐射的遮挡,这种卫星结构对测控天线的合理布局提出挑战.本文以频段分别为UHF和VHF的两副偶极子天线为例,通过改变天线间距及天线仰角,比较三维远场增益方向图和天线间隔离度,使得天线全向辐射尽可能均匀且相互弱耦合,从而满足星地链路电平预算要求.HFSS电磁仿真结果表明,在UHF/VHF天线对角对称布局下,增加天线间距有助于提高隔离度,其值低于-20dB,调整天线仰角有助于增大全向最低增益,其值高于-8.5dB.

摘要： 针对接收模式下电大尺寸加罩天线系统的电磁仿真,提出了一种基于全波法与高频法结合的混合积分方程/修正型表面积分+多层快速多极子算法(IE/MSI+MLFMA).在保证计算精度及满足工程需要的前提下,解决了单纯的全波法求解计算时间长、计算效率低的问题,实现了对电大尺寸加罩天线系统的快速、高效仿真.

摘要： 雷电对飞机的飞行安全构成严重威胁,机载天线作为飞机的外部突出的结构件,较易成为雷击附着点.当闪电击中天线时,与天线相连的电缆一端可能产生短时的电压瞬态,并且造成元件故障及设备误动作和损坏.本文采用电磁仿真与实验相结合的方式,对飞机雷电实验中的“外部安装硬件的注入瞬态试验”方法进行了研究,分析了机载天线由于雷电流附着而被注入电压电流时,其与飞机组件相连的导线中的诱导电压和电流.本文的工作为进一步开展飞机外部结构件的雷电效应研究及机载设备的雷电防护研究提供了一定的基础.

摘要： 电磁脉冲能通过天线、线缆、孔洞缝隙等途径,耦合非常高的能量进入电子设备,造成严重威胁.本文针对以太网数据通信端口的电磁脉冲防护问题,在介绍了传输线理论的基础上使用软件分别对平行双导线和双绞线进行了电磁仿真,设计了电磁脉冲防护模块,并通过实验验证了其良好的电磁脉冲防护性能.

摘要： 简要介绍了一台低压箔绕的干式双分裂变压器在用能量法进行短路阻抗的仿真过程中出现的仿真值与实测值存在较大误差的情况.通过查找原因并重新调整模型后,仿真结果与实测值吻合,证明了对仿真误差分析的合理性.通过对该实例的分析和总结,可为同行技术人员在研究相似情况下的变压器电磁仿真提供借鉴.

摘要： 研究了牵引发电机的结构设计,并在Ansoft Maxwell2D软件中建立了发电机瞬态场仿真模型,对发电机空载工况和负载工况的电磁场仿真分析,分析表明该发电机电磁方案设计合理可行.

摘要： 本文通过模拟仿真分析了一种新型可重构海水天线发射特性.文章主要利用仿真软件CST分析了海水天线长度、直径、馈电结构及海水盐度和电导率对天线的回波损耗、频率漂移和天线辐射效率等特性的影响.通过比较分析,提出一种可实用的三个频段海水天线设计参数.在实践上、尤其在舰船天线设计方面具有指导意义和应用价值.

摘要： 随着计算机技术的不断发展,在航空领域开始大量采用电磁仿真软件分析机载天线布局问题,具有成本低、效率高的特点,能通过计算机将抽象的电磁场问题转化为形象的图像、数表显示,获得量化的计算结果.本文对机载天线布局提出了采用电磁仿真软件的设计方法，使用电磁仿真软件能够将抽象的电磁场问题转化为形象的图像、数表显示，从而获得量化的计算结果。通过仿真分析工作，可为机载天线布局提供重要参考，省去实际状态下的大量试验工作，大大减小机载系统设计的工作量。

摘要： 本论文以交错双栅慢波结构为基础,设计了一种中心工作频率为220GHz的改进型交错双栅慢波结构,这种慢波结构适用于毫米波带状电子注行波管.使用三维电磁仿真软件计算得到了该新型慢波结构的归一化相速,轴向耦合阻抗以及衰减常数.最后,研究了有20个周期结构以及输入输出装置的行波管电路的传输系数.研究结果表明:这种新型慢波结构具有较宽的工作频带,是一种有潜力的新型带状注慢波器件.

摘要： 计算机技术的日益发展使得高性能电磁模拟在民航、军事等领域应用越来越广泛,而只有保证了建模与仿真的置信度,电磁模拟仿真才具有实际应用价值和意义.验证和确认(Verification and Vali-dation,V&V)是置信度评估的重要手段,随着评估手段的日益客观化和科学化,不确定度量化和传播是目前V&V研究的主要核心方向.由于复杂电磁模型不确定源种类繁多,类型各异,面临超大计算量的问题,致使不确定度量化的本地化过程具有挑战性.本文针对复杂电磁模型验证与确认的瓶颈问题,紧密结合复杂电磁模型不确定源的特点,开展不确定源的量化分析研究,采用非嵌入式多维多项式混沌方法研究电磁模型仿真输入参数不确定引起的相关输出响应量的不确定度,并兼顾数值稳定性.在此基础上应用于电磁领域模型的置信度评估,促进高性能数值模拟在电磁领域的大规模集成及应用.

摘要： 本发明公开了属于电力系统仿真技术领域的一种电磁、机电暂态混合仿真电磁侧系统等效方法。该方法适用于商业电磁暂态仿真平台；包括步骤：提取的各接口母线处的电压基波正序相量与电流基波正序相量；计算出接口处机电侧向电磁侧注入有功P与无功Q；将P、Q、接口正序电压幅值U、各接口电压间相角差，作为接口k处的等值信息传递给的机电暂态仿真平台；构造出相应迭代系数矩阵，用于机电暂态仿真节点电压的迭代求取。该方法能够有效减小电磁侧等值模型给机电暂态仿真所带来的仿真误差，特别是对故障期间机电侧系统机电暂态仿真精度具有明显的提高作用。

摘要： 本发明提供的电磁暂态仿真方法和电磁暂态仿真装置，涉及电磁暂态仿真技术领域。其中，方法包括：将多个子系统中的任意一个作为目标子系统，获取该目标子系统在当前时刻边界的戴维南等值阻抗矩阵和戴维南等值电压源，并获取各其它子系统在当前时刻边界的戴维南等值电压源；根据获取的戴维南等值阻抗矩阵和戴维南等值电压源计算当前时刻的联络线电流向量；根据所述联络线电流向量计算得到各子系统当前时刻的节点电压向量，并根据各节点电压向量计算所述目标子系统的内部电气量。通过上述方法，可以改善现有的电磁暂态仿真技术中存在的计算量大或精度低的问题。

摘要： 本发明公开了一种复杂电磁环境下雷达电磁态势感知仿真测试方法及系统，该方法包括：构建复杂电磁环境下雷达中频回波信号生成模型，并将其表示为第一matlab函数；构建环境感知算法模型，并将其表示为第二matlab函数；将所述第一matlab函数、所述第二matlab函数与QT框架进行混合编程；在QT框架下，基于多线程处理模式，在次线程中利用第一matlab函数生成雷达中频回波信号，并利用所述第二matlab函数对雷达中频回波信号进行处理，得到仿真结果；对所述仿真结果进行显示并保存。本发明提供的方法成本较低，复现手段灵活且能够进行极限情况测试，有助于提升雷达抗干扰能力。

摘要： 本发明公开了一种复杂电磁环境中人体吸收电磁能量的数值仿真方法，主要解决复杂电磁环境下现有方法难以评估人体吸收电磁能量情况的问题。包括：1)建立复杂电磁环境几何模型并对其进行面剖分；2)根据面剖分得到的信息，采用一致性绕射理论获取人体所在位置处的电场强度；3)建立高精度人体几何模型并对其进行面剖分；4)采用相同电场强度的平面波照射人体；5)利用并行多层快速多极子算法获取人体模型内部的电场分布；6)利用电场分布计算模型内部的比吸收率，得到整个人体模型的SAR分布。本发明能够对人员在复杂电磁环境中吸收能量的情况进行剖析，快速获取精确的仿真数据，为复杂电磁环境下人员吸收电磁能量的评估提供可靠依据。

摘要： 本发明提供一种电磁‑机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法和装置，所述计算方法包括：在电磁暂态侧模拟计算n个电磁暂态仿真步长dt，依次得到电磁暂态侧接口处的单步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn，n是非零正整数；利用所述电磁暂态侧接口处在交互步长dT的起始时刻的基波功率P0和所述交互步长dT中各所述单步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn，计算得到电磁暂态侧接口功率交互步长dT与电磁暂态仿真步长dt之间满足dT＝n×dt。本发明能够有效减小电磁暂态侧向机电暂态侧的接口交互的误差，使得混合仿真对机电暂态过程大步长计算结果尽可能地接近全电磁暂态小步长仿真结果，提高了仿真准精度。

摘要： 本发明涉及一种用于高速开关阀电磁铁优化的多场耦合电磁仿真方法。该方法根据高速开关阀的性能目标设计电磁铁基本结构，构建有限元仿真模型，将模型中的线圈激励与实际驱动电路耦合，电磁热特性与材料温升特性耦合，并通过全局微分方程，将流场力等外部力模型与有限元计算的电磁力结合起来求解衔铁运动状态；根据铁磁材料试件的实际磁滞回线求解Jiles‑Atherton磁滞模型参数，从而设置有限元模型磁滞特性；运用参数化扫描分析参数对电磁铁性能的影响。本发明考虑了软磁材料的真实磁滞特性，结合多场耦合方法实现更准确的电磁仿真，有效解决了高速开关阀中高速电磁铁的设计优化问题。

摘要： 本发明公开一种基于人工智能的电磁仿真方法及其电磁大脑。本发明将工程结构所对应的几何、物理、激励三类数据放入全波电磁计算求解器中，可得到该工程结构对应的S参数信息，然后组成训练数据集导入卷积神经网络进行离线训练。将待分析的新型结构电子器件加入到数据服务器中，无需再使用计算速度缓慢的全波电磁仿真方法，而以几何、物理、激励作为输入，以散射S参数作为输出，使用训练好的卷积神经网络进行电磁性能分析，得到对应的散射S参数结果。与现有的全波电磁仿真软件相比，本发明一旦完成卷积神经网络训练，就无需依靠全波电磁场求解器就能得到仿真结果，所以在计算效率上比现有软件提高千倍以上。

摘要： 本发明属于仿真预测方法技术领域，具体涉及一种电磁频谱管控车辆电磁环境仿真预测方法，包括下列步骤：对车载天线电磁辐射特性进行仿真；对车辆进行建模并导入CST仿真软件模型修复；对车辆天线进行加载；对车辆进行仿真设置；基于混合求解电磁仿真算法进行求解；对车辆防护前后电磁环境进行仿真预测。本发明能够快速定位电磁频谱管控车可能存在电磁耦合路径和电磁薄弱环节，精准预测车载大功率天线对车内电磁环境的影响，得出防护前后车内电磁环境结果，为车辆电磁兼容性设计提供支撑。克服以往采用调研、借鉴以往项目经验的手段分析可能存在的薄弱环节导致后续的电磁防护存在过防护或欠防护的问题。

摘要： 本发明涉及一种用于高速开关阀电磁铁优化的多场耦合电磁仿真方法。该方法根据高速开关阀的性能目标设计电磁铁基本结构，构建有限元仿真模型，将模型中的线圈激励与实际驱动电路耦合，电磁热特性与材料温升特性耦合，并通过全局微分方程，将流场力等外部力模型与有限元计算的电磁力结合起来求解衔铁运动状态；根据铁磁材料试件的实际磁滞回线求解Jiles‑Atherton磁滞模型参数，从而设置有限元模型磁滞特性；运用参数化扫描分析参数对电磁铁性能的影响。本发明考虑了软磁材料的真实磁滞特性，结合多场耦合方法实现更准确的电磁仿真，有效解决了高速开关阀中高速电磁铁的设计优化问题。

摘要： 本发明公开一种基于人工智能的电磁仿真方法及其电磁大脑。本发明将工程结构所对应的几何、物理、激励三类数据放入全波电磁计算求解器中，可得到该工程结构对应的S参数信息，然后组成训练数据集导入卷积神经网络进行离线训练。将待分析的新型结构电子器件加入到数据服务器中，无需再使用计算速度缓慢的全波电磁仿真方法，而以几何、物理、激励作为输入，以散射S参数作为输出，使用训练好的卷积神经网络进行电磁性能分析，得到对应的散射S参数结果。与现有的全波电磁仿真软件相比，本发明一旦完成卷积神经网络训练，就无需依靠全波电磁场求解器就能得到仿真结果，所以在计算效率上比现有软件提高千倍以上。