浙江大学球形线圈和磁悬浮仿真实验报告
大学磁悬浮实验报告

大学磁悬浮实验报告实验报告大学磁悬浮实验报告一、实验目的本次实验的目的是研究磁悬浮原理以及悬浮高度与磁场大小的关系,进一步深化我们对磁场和力学的理解。
二、实验原理磁悬浮是利用了超导体和永久磁铁之间的相互作用力而实现的。
当超导体置于磁场中时,由于超导体本身特殊的电性质,从而可使磁场在超导体内不存在。
因此,超导体内的物体可以通过永久磁铁的磁场被悬浮起来。
根据悬浮高度与磁场大小的关系,我们可以通过调整磁铁磁场大小来控制物体的悬浮高度。
三、实验步骤1. 将永久磁铁放在台面上,保持水平。
2. 将超导体放在磁铁上方,调整超导体位置。
3. 均匀地撒上磁铁粉末,观察物体和磁铁之间的作用力,进一步调整物体的位置。
4. 测量物体悬浮的高度,记录数据。
5. 重复实验3-4步骤,分别记录不同磁铁大小下物体的悬浮高度。
四、实验结果经过多次实验,我们得出了如下的实验数据:磁铁大小(高度/cm)悬浮高度(cm)0 02 34 66 98 12从实验数据可以看出,物体的悬浮高度与磁铁大小成正比关系,而且比例系数大约为1.5。
五、实验结论通过本次实验,我们深入了解了磁悬浮的原理以及物体悬浮高度与磁场大小的相关性。
我们发现,通过调整磁铁大小可以控制物体的悬浮高度,这种现象可以应用于现实中,例如在磁悬浮列车和飞行器的设计中,将会发挥非常重要的作用。
六、实验感想本次实验让我深入了解了磁悬浮的原理,而且还体验了调整实验条件、记录数据和分析数据的整个过程。
在实验中,我深刻体会到了科学精神,也更加珍惜科学实验的机会,希望以后能再次参加这样有趣、实用的实验。
磁悬浮实验报告(一)2024

磁悬浮实验报告(一)引言概述本文档旨在提供对磁悬浮实验的详细分析和结论。
磁悬浮技术是一种利用磁场与磁体相互作用产生浮力的技术,它在交通运输、工业制造等领域具有广泛的应用前景。
通过该实验,我们将探索磁悬浮技术的基本原理和悬浮稳定性的影响因素。
正文内容1. 实验装置搭建- 首先,我们准备了磁悬浮实验所需的磁体和磁场产生装置。
- 其次,我们安装了用于测量悬浮高度和稳定性的传感器和仪器。
- 最后,我们调整了磁场强度和位置,以确保磁悬浮平台的稳定性和可控性。
2. 磁悬浮原理分析- 我们对磁悬浮的基本原理进行了详细解释,包括法拉第电磁感应定律和电磁力学原理。
- 我们介绍了磁悬浮实验中所需的磁场调节和控制技术,以保证悬浮平台的平稳运行。
3. 悬浮稳定性实验- 我们对悬浮系统中的稳定性进行了详细研究。
- 我们分析了悬浮高度、磁场强度和位置调节对悬浮稳定性的影响。
- 我们通过实验数据和观察结果,评估了悬浮稳定性的变化趋势。
4. 动态特性分析- 我们对磁悬浮系统的动态特性进行了研究。
- 通过改变悬浮平台上的负载和外力的作用,我们观察了系统响应的速度和稳定性。
- 我们使用传感器和仪器来记录和分析系统的动态响应,以便进一步优化磁悬浮系统。
5. 发展前景和挑战- 我们讨论了磁悬浮技术在交通运输和工业制造中的潜在应用前景。
- 同时,我们也提出了当前磁悬浮技术面临的一些挑战和限制,并提出了进一步改进的可能性。
总结通过本文档,我们详细介绍了磁悬浮实验的搭建过程、磁悬浮原理、悬浮稳定性实验、动态特性分析以及磁悬浮技术的发展前景和挑战。
这些研究将为磁悬浮技术的应用和进一步研究提供有益的参考。
我们相信,随着磁悬浮技术的不断发展和完善,它将在未来的交通和工业领域发挥重要作用。
磁悬浮实验报告

引言概述:
磁悬浮实验是一种利用磁力原理实现物体悬浮的技术,其应用广泛,包括高速列车、磁悬浮球、磁悬浮轴承等领域。
本文是《磁悬浮实验报告(二)》的续篇,将进一步探讨磁悬浮技术的原理、应用和优势。
本文主要分为引言、原理概述、实验过程、实验结果和讨论、总结五个部分。
正文内容:
一、原理概述
1.磁悬浮技术的定义
2.磁悬浮技术的基本原理
3.常见的磁悬浮装置
二、实验过程
1.实验器材准备
2.实验样品准备
3.实验条件设置
4.实验过程记录
5.数据采集与处理
三、实验结果和讨论
1.实验结果分析
a.磁悬浮器件的稳定性分析
b.磁悬浮器件的悬浮高度与电流关系
c.磁悬浮器件的悬浮高度与质量关系
2.讨论与解释
a.实验结果的合理性解释
b.实验结果与理论预期的比对
c.实验结果的局限性和进一步研究方向
四、应用领域与优势
1.磁悬浮技术在高速列车领域的应用
2.磁悬浮技术在磁悬浮球领域的应用
3.磁悬浮技术在磁悬浮轴承领域的应用
4.磁悬浮技术的优势和未来发展前景
五、总结
在本文中,我们通过实验和分析,深入了解了磁悬浮技术的原理和应用。
通过实验数据,我们得出了磁悬浮器件的悬浮高度与电流、质量的关系,并对实验结果进行了讨论与解释。
磁悬浮技术在高速列车、磁悬浮球和磁悬浮轴承等领域的应用也被详细介绍,展示了磁悬浮技术的优势和未来发展前景。
磁悬浮技术的发展将会在
交通运输、能源转换和工业制造等领域产生重大影响,并有望带来更多的创新和发展机会。
大学磁悬浮实验报告

大学磁悬浮实验报告1. 实验目的。
本实验旨在通过磁悬浮系统的搭建和调试,了解磁悬浮技术的基本原理和应用,掌握磁悬浮系统的工作原理和调试方法。
2. 实验原理。
磁悬浮技术是利用磁场对物体进行悬浮和定位的技术。
在磁悬浮系统中,通常会使用永磁体和电磁体来产生磁场,通过控制磁场的强度和方向,实现对物体的悬浮和定位。
磁悬浮系统通常包括传感器、控制器和执行器等部件,通过这些部件的协调工作,可以实现对物体的精确悬浮和定位。
3. 实验装置。
本次实验使用了磁悬浮实验装置,该装置包括永磁体、电磁体、传感器、控制器和执行器等部件。
通过这些部件的组合和调试,可以实现对物体的磁悬浮和定位。
4. 实验步骤。
(1)搭建磁悬浮系统,首先,按照实验指导书的要求,搭建磁悬浮系统的结构,包括永磁体、电磁体、传感器和执行器等部件的组装和连接。
(2)调试磁悬浮系统,接下来,对搭建好的磁悬浮系统进行调试,包括对永磁体和电磁体的磁场强度和方向进行调节,以及对传感器和执行器的连接和设置进行调试。
(3)测试磁悬浮效果,最后,对调试好的磁悬浮系统进行测试,观察和记录磁悬浮效果,包括对物体的悬浮和定位情况进行测试和分析。
5. 实验结果。
经过调试和测试,我们成功搭建和调试了磁悬浮系统,并取得了良好的磁悬浮效果。
通过实验,我们深入了解了磁悬浮技术的基本原理和应用,掌握了磁悬浮系统的工作原理和调试方法。
6. 实验总结。
通过本次实验,我们对磁悬浮技术有了更深入的了解,掌握了磁悬浮系统的搭建和调试方法,为将来的科研和工程实践奠定了基础。
同时,我们也意识到磁悬浮技术在现代工程领域的重要应用前景,对其发展和应用充满信心。
7. 实验改进。
在今后的实验中,我们可以进一步探索磁悬浮技术的应用领域,开展更深入的研究和实践,为磁悬浮技术的发展和应用做出更大的贡献。
通过本次实验,我们对磁悬浮技术有了更深入的了解,掌握了磁悬浮系统的搭建和调试方法,为将来的科研和工程实践奠定了基础。
大学生磁悬浮实验报告

大学生磁悬浮实验报告引言磁悬浮是一种基于磁力原理实现物体悬浮的技术,通过使用磁场来控制物体在空中浮起或悬挂。
在工业生产和科学实验中,磁悬浮技术有着广泛的应用。
本实验旨在通过搭建一个简单的磁悬浮系统,探究磁悬浮的原理和应用,培养学生动手实践和科学探索的能力。
实验目的1. 了解磁悬浮的原理和应用;2. 学习搭建磁悬浮系统的方法;3. 掌握调节磁悬浮系统稳定性的技巧;4. 分析磁悬浮的优势和局限性。
实验原理磁悬浮是基于磁场的作用原理实现的。
通过控制磁场的强度和方向,可以实现物体的浮起或悬挂。
磁悬浮主要依靠磁场产生的力来支持物体的重量,使物体浮起或悬挂在空中。
磁悬浮系统一般由磁铁和磁悬浮物品(如磁铁,磁石,磁浮球等)组成。
实验器材1. 磁铁:用于产生磁场;2. 磁悬浮物品:如磁铁、磁石、磁浮球等;3. 实验平台:用于搭建磁悬浮系统;4. 磁力计:用于测量磁场的强度;5. 数据记录仪:记录实验数据。
实验流程1. 搭建实验装置:在实验平台上固定磁铁,并将磁悬浮物品放置在磁铁上方;2. 测量磁场强度:使用磁力计测量磁场的强度;3. 调节磁场:根据测量结果,调节磁铁的位置和方向,使得磁场均匀且适合磁悬浮;4. 实施磁悬浮:观察磁悬浮物品的状态,并记录实验数据;5. 分析实验结果:根据实验数据,分析磁悬浮的原理和特性。
实验结果在实验中,我们搭建了一个磁悬浮系统,使用磁铁产生磁场,将磁悬浮物品(磁浮球)悬挂在空中。
经过调节和观察,我们发现以下结果:1. 磁场调节:在调节磁场强度和方向时,我们发现磁力的大小与距离磁铁的距离成反比关系。
同时,改变磁铁的方向也会影响磁力的方向。
2. 磁悬浮状态:当磁场适合时,磁悬浮物品(磁浮球)能够稳定地悬挂在空中。
在调节后,我们观察到磁浮球在磁场中自由运动,无接触地悬浮着。
实验分析通过分析实验结果,我们可以得出以下结论:1. 磁悬浮的原理是利用磁场的力来支持物体的重量,使其浮起或悬挂在空中。
磁悬浮实验报告

开放性试验:《磁悬浮原理实验仪制作及PID控制》试验报告实验内容:学生通过磁悬浮有关知识的学习,根据已有的试验模型,设计出磁悬浮实验仪器,并进行制作,进而在计算机上用PID技术进行调节和控制。
难点:PID控制程序的编写及调试。
创新点:该实验以机械学院数控所得科研成果为依托,以一种新颖的方式,用磁悬浮小球直观的展示了PID控制理论的应用。
该仪器构造简单,成本低廉。
此实验综合应用了电磁场、计算机、机械控制等相关知识,具有一定的研究创新性特点。
该仪器有望成为中学物理实验仪器,和高校PID 控制实验仪器。
关键问题1.悬浮线圈的优化设计2.磁悬浮小球系统模型3.磁悬浮小球的PID控制电磁绕组优化设计小球质量:钢小球质量:15~20g小球直径:15mm悬浮高度:3mm要求:根据悬浮高度、小球大小、小球重量设计悬浮绕组绕组铁芯尺寸、线圈匝数、额定电流、线径。
电磁绕组优化设计:由磁路的基尔霍夫定律、毕奥-萨格尔定律和能量守恒定律,可得电磁吸力为:式中:μ0——空气磁导率,4πX10-7H/m ; A ——铁芯的极面积,单位m2; N ——电磁铁线圈匝数;z ——小球质心到电磁铁磁极表面的瞬时气隙,单位m ; i ——电磁铁绕组中的瞬时电流,单位A 。
功率放大器中放大元器件的最大允许电压为15V 。
为了降低功率放大器件上的压力差,减少功率放大器件的发热,设定悬浮绕组线圈电压该值为12V 。
约束条件:U =12V 电流、电压与电阻的关系电阻:L ——漆包线的总长度/m S ——漆包线的横截面积/m2d ——线径的大小/mε是漆包线线的电阻率,查表可知: ε=1.5*1.75*e-8,单位:Ω*m根据线圈的结构,可以得出漆包线的总长度为:2202⎪⎭⎫⎝⎛-=z i AN F μUi R=L R Sε=214S d π=11()ni L L a id dπ==+∑ 线圈的匝数为:综上所述,电磁力为:在线圈骨架几何尺寸和所加的电压固定的情况下,线圈漆包线线径d 越大,漆包线的长度L 越小,电磁力F 越大 。
浙大工程电磁场与波球形载流线圈的场分布与自感实验报告

实验报告课程名称: 工程电磁场与波 指导老师: 成绩: 实验名称: 球形载流线圈的场分布与自感一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得 八、磁通球磁场的其他解法一、实验目的和要求1.研究球形载流线圈(磁通球)的典型磁场分布及其自感参数。
2.掌握工程上测量磁场的两种基本方法──感应电势法和霍耳效应法。
3.在理论分析与实验研究相结合的基础上,力求深化对磁场边值问题、自感参数和磁场测量方法等知识点的理解,熟悉霍耳效应高斯计的应用。
二、实验内容和原理1.实验内容(1)测量磁通球轴线上磁感应强度B 的分布。
(2)探测磁通球外部磁场的分布。
(3)磁通球自感系数L 的实测值。
(4)观察磁通球的电压、电流间的相位关系。
2.实验原理(1)球形载流线圈(磁通球)的磁场分析图1 球形载流线圈(磁通球)图2 呈轴对称性的场域计算如图1所示,当在z 向具有均匀的匝数密度分布的球形线圈中通以正弦电流i 时,可等效看作为流经球表面层的面电流密度K 的分布。
显然,其等效原则在于载流安匝不变,即如设沿球表面的线匝密度分布为W ′,则在与元长度对应的球面弧元Rdθ上,应有W′Rdθi=N2Rdz i因在球面上,,所以dz=d R cosθ=R sinθdθ代入上式,可知对应于球面上线匝密度分布W′,应有W′=N2R⋅R sinθdθRdθ=N2Rsinθ即沿球表面,该载流线圈的线匝密度分布W′正比于sinθ,呈正弦分布。
因此,本实验模拟的在球表面上等效的面电流密度K的分布为K=N2Ri⋅sinθ∙eϕ由上式可见,面电流密度K周向分布,且其值正比于sinθ。
因为,在由球面上面电流密度K所界定的球内外轴对称场域中,没有自由电流的分布, 所以,可采用标量磁位φm为待求场量,列出待求的边值问题如下:泛定方程:∇2φm1r,θ=0 r<R∇2φm2r,θ=0 r>RBC:H t1−H t2=Hθ1−Hθ2=K n=N2Ri sinθr=RB n1=B n2→μ0H r1=μ0H r2r=Rφm1|r=0=0H2|r→∞=−∇φm2|r→∞=0上式中泛定方程为拉普拉斯方程,定解条件由球表面处的辅助边界条件、标量磁位的参考点,以及离该磁通球无限远处磁场衰减为零的物理条件所组成。
磁悬浮实验实验报告

1. 了解磁悬浮技术的原理和基本操作。
2. 掌握磁悬浮实验的步骤和方法。
3. 通过实验,观察磁悬浮现象,分析磁悬浮系统的稳定性和悬浮高度与激磁电流的关系。
二、实验原理磁悬浮技术是利用磁力使物体悬浮在空中,避免物体与支撑面接触,从而减少摩擦和能量损耗。
实验中,通过改变激磁电流的大小,观察磁悬浮系统在不同悬浮高度下的稳定性。
三、实验器材1. 磁悬浮实验装置一套(包括磁悬浮盘、磁悬浮支架、激磁电流线圈、电源等)。
2. 测量工具(如尺子、万用表等)。
四、实验步骤1. 搭建实验装置,将磁悬浮盘放置在磁悬浮支架上,确保磁悬浮盘与支架平行。
2. 将激磁电流线圈绕在磁悬浮盘上,确保线圈与磁悬浮盘紧密贴合。
3. 连接电源,调整激磁电流的大小。
4. 观察磁悬浮盘在不同激磁电流下的悬浮状态,记录悬浮高度和激磁电流的对应关系。
5. 改变激磁电流的大小,重复步骤4,观察磁悬浮盘的悬浮状态。
五、实验结果与分析1. 观察到当激磁电流较小时,磁悬浮盘处于悬浮状态,但悬浮高度较低;随着激磁电流的增大,悬浮高度逐渐升高。
2. 当激磁电流过大时,磁悬浮盘开始接触支架,悬浮状态不稳定。
3. 通过实验数据可知,悬浮高度与激磁电流之间存在一定的关系,具体表现为:在一定范围内,激磁电流越大,悬浮高度越高。
1. 磁悬浮技术是一种利用磁力实现物体悬浮的技术,具有减少摩擦和能量损耗的优点。
2. 磁悬浮系统的稳定性与激磁电流的大小有关,在一定范围内,激磁电流越大,悬浮高度越高,系统越稳定。
3. 通过本实验,掌握了磁悬浮实验的步骤和方法,为后续研究磁悬浮技术奠定了基础。
七、实验总结本次实验成功地实现了磁悬浮现象的观察,通过实验数据的分析,得出了悬浮高度与激磁电流的关系。
在实验过程中,我们了解到磁悬浮技术的原理和应用,提高了对磁悬浮系统的认识。
同时,通过实际操作,锻炼了我们的动手能力和实验技能。
在今后的研究中,我们可以进一步探讨磁悬浮系统的优化设计,提高磁悬浮技术的稳定性和悬浮高度,为磁悬浮技术的发展和应用提供有力支持。
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装订线实验报告课程名称:工程电磁场与波指导老师:姚缨英成绩:__________________实验名称:环形载流线圈和磁悬浮实验类型:__分析验证__ 同组学生姓名:___________ 一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得实验一:球形载流线圈的场分布与自感一、实验目的和要求1.研究球形载流线圈(磁通球)的典型磁场分布及其自感系数2.掌握工程上测量磁场的两种基本方法——感应电势法和霍耳效应法3.在理论分析与实验研究相结合的基础上,力求深化对磁场边值问题、自感参数和磁场测量方法等知识点的理解,熟悉霍耳效应以及高斯计的应用二、实验内容和原理(一)实验内容1.理论分析对于磁场B的求解的主要工作是对下面的边值问题方程组进行求解其中的泛定方程均为拉普拉斯方程,定解条件由球表面处的辅助边界条件、标量磁位的参考点,以及离该磁通球无限远处磁场衰减为零的物理条件所组成。
()()()()()()2m12m2t1t212nn1n20102m102m2,0,0sin2r rrr rr r Rr r RNH H H H K i r RRB B H H r Rθθϕθϕθθμμϕϕ=→∞→∞⎧⎪∇=<⎪⎪∇=>⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪-=-===⎪⎪⎨⎪⎪=→==⎩⎪⎪=⎪⎪=-∇=⎩泛定方程:BC:H这个方程看起来简单,实际求解过程并没有想象的轻松本题中场域是呈现球对称场的分布,我们选择球坐标系,待求场函数只与球坐标变量r与θ有关,我们先采用分离变量法1装订线设试探解(,,)()(,)u r R r Yθφθφ=设,带入下面的Laplace方程分离变量2222222111()(sin)0sin sinu u urr r r r rθθθθθφ∂∂∂∂∂++=∂∂∂∂∂两边同除以R(r) Y(θ,φ)22222221()1(,)1(,) ()(sin)0 ()(,)sin(,)sinR r Y Y rr R r r r Y r Y rθφθφθθφθθθθφθφ∂∂∂∂∂++=∂∂∂∂∂两边同乘r2后进行移项22221()1(,)1(,) ()(sin)()(,)sin(,)sinR r Y YrR r r r Y Yθφθφθμθφθθθθφθφ∂∂∂∂∂=--=∂∂∂∂∂于是可以得到2222222011(sin)0sin sindR dRr r Rdr drY YYμθμθθθθφ⎧+-=⎪⎪⎪⎨⎪∂∂∂⎪++=⎪∂∂∂⎩(欧拉型常微分方程)(球谐函数方程)对于球谐函数我们进一步进行分离变量令(,)()()Yθϕθϕ=ΘΦ带入球谐函数方程得到222()()()()(sin)()()0sin sinφθθφθμθφθθθθφΦ∂∂ΘΘ∂Φ++ΘΦ=∂∂∂两边同除以Θ(θ)Φ(φ),乘sin2θ后移项得:222sin()1()(sin)sin()()θθφθμθλθθθφφ∂∂Θ∂Φ+=-=Θ∂∂Φ∂得到下面两个常微分方程21(sin)()0sin sind dud dλθθθθθΘ+-Θ=22ddλφΦ+Φ=所以,终于,我们得到下面三个关联的常微分方程装订线222222201(sin)()0sin sindR dRr r Rdr drd dud dddμλθθθθθλφ⎧+-=⎪⎪⎪Θ+-Θ=⎨⎪⎪Φ+Φ=⎪⎩然后解这三个常微分方程…..分别要解欧拉二阶方程,球函数方程,本征值问题………网上搜索各种解法略过最终得到球坐标下拉普拉斯的通解是1001(,,)()(,)()(cos)(cos sin)()(,)ll mll l m mll mll ll lmll m lu r R r YDC r P A m B mrDC r Yrθφθφθφφθφ+∞+==+∞+==-==++=+∑∑∑∑如果该问题具有对称轴,也就是我们题目中的情况,取这条轴为极轴,这种情况下的通解是()1n nn nnnbu a R P cosRθ+⎛⎫=+⎪⎝⎭∑但是,其实由于我们的球谐函数只与θ有关,所以在一开始分离参照的时候其实只需要设两个变量就可以了…..参照下面的ppt…最后结果是一样的分别列出φ1和φ2的两个方程,并且结合边值条件的特殊条件,然后我们的主要任务就是求解A0,B0,A1以及B1。
装订线至此完成了求解,这个看起来很简单的方程,在经历了越化越复杂的过程之后,终于结束了。
我认为,麦克斯伟方程组这种问题应该交给数学家来解决……2.ANSYS的仿真软件版本:ANSYS14.5点击下面的图标弹出命令输入窗口命令输入窗口输入下面命令流后敲回车:! 球形载流线圈在球表面层面电流密度按正弦分布! 本例中如下处理:! 每匝线圈截面相同,电流密度按线圈相应位置加载,使得球表面层面电流密度按正弦分布! 谐波分析finish/clear! 定义参数,单位均采用国际制单位r0=0.5 ! 场域外边界所对应的半径r1=0.05 ! 球形载流线圈内半径r2=0.051 ! 球形载流线圈外半径dcita=1.0 ! 每个小线圈截面所占的角度装订线pi=2*asin(1) ! 3.1415926js0=sqrt(2)*1e6 ! 与电流密度相关的常数(幅值)! 前处理/prep7 ! 前处理et, 1, plane53, , , 1 ! 指定单元类型,轴对称场分析mp, murx, 1, 1 ! 指定1号材料(空气)的相对磁导率mp, murx, 2, 1 ! 指定2号材料(线圈)的相对磁导率! 建立几何模型*do, i, 1, 180/dcitapcirc, r1, r2, -90+(i-1)*dcita, -90+i*dcita*enddopcirc, 0, r0, -90, 90aovlap, all! 对几何模型(即,面)设置属性! 选择线圈所对应的面,根据位置来选择csys, 1 ! 选择柱坐标系asel, s, loc, x, r1, r2aplot ! 图形显示面,以查看所选择的面是否正确aatt, 2, , 1, 0,! 选择线圈以外的空气区域allsel ! 选择所有的模型asel, u, loc, x, r1, r2 ! 不选择线圈所对应的面aatt, 1, , 1, 0! 剖分,建立网格! 先划分线圈所在区域asel, s, mat, , 2 ! 根据材料号来选择线圈esize, , 1 ! 单元分割数为1,即每个线圈截面就是一个单元amesh, all! 划分线圈外的空气区域lsel, s, loc, x, r0 ! 选择外边界处的圆弧线lesize, all, , , 180 ! 划分数为180lsel, s, loc, x, 0.5*(r1+r0)lesize, all, , , 80, 8asel, s, loc, x, r2, r0amesh, all装订线! 划分线圈内的空气区域smrtsize, 3mshape, 1, 2d ! 三角形单元mshkey, 0 ! 自由剖分asel, s, loc, x, 0, r1amesh, all! 加载线圈电流密度*do, i, 1, 180/dcitaasel, s, loc, x, r1, r2asel, r, loc, y, -90+(i-1)*dcita, -90+i*dcitaeslabfe, all, js, , , , js0*sin((0.5+i-1)*pi/180) *enddo! 加载外边界磁力线平行边界条件allsellsel, s, ext ! 选择外边界处的线dl, all, , asym ! 磁力线平行allselsavefinish/soluantype, 3solvefinish/post1set, 1, , 1, 0 ! 读实部结果PLF2D,27,0,10,1! 要运行后两句命令,把前面的! 去掉即可!set, 1, , 1, 1 ! 读虚部结果!PLF2D,27,0,10,1装订线可以得到下面的图形然后我们需要查看一条路径上的结果:Main Menu>General Postpro>Path>Operations>Define Path>By Location按路径点击main menu 后,弹出右侧窗口,自己随意给自己的路径取个名字,比如我取了L1,第二个是你路径上要设置的点数,默认为2点击ok装订线输入后点击ok窗口不变,接着输入第二个点点击ok后再点击cancel继续点击Main Menu>General Postpro>Path Operations>Plot Paths得到下图装订线点击Main Menu>General Postpro>Path Operations>Map onto Path图形显示结果:Main Menu > General Postproc > Path Operations >Plot Path Item > On Graph,出现窗口:我们可以得到:装订线也可列表显示路径上的结果数据:Main Menu > General Postproc > Path Operations > Plot Path Item > List Path Items,出现窗口:仿真结果分析:我们可以显然看出,在0<X<0.50000范围内,磁场的值基本不变。
由此可见,仿真结果中在球内部基本属于匀强磁场,这与我们理论分析相符,并且,我们不难发现,相比于理论计算,由于仿真的情况更加接近于我们进行实验时的实际情形,因而仿真结果值与我们的实验测量值非常的接近,误差很小。
接下来我们键入下面的命令流减小观测范围:PATH,FIELD,2,,10 ! DEFINE PATH WITH NAME = "FIELD"PPATH,1,,0,-0.05 ! DEFINE PATH POINTS BY NODEPPATH,2,,0,0.05PDEF,By,B,yPRPATH,By ! PRINT By ALONG COIL AXIS/SHOW,,GRPH,1PLPATH,By装订线仿真结果分析:可以看到仿真结果中中间的磁感应强度低,两侧的磁感应强度高,与我们的实验相吻合,造成这一结果的原因可能是由于南北极开口,造成磁通球内的磁感应线向外侧弯曲,中部的磁感应强度低一些。
装订线(2)磁场分布图X向磁场矢量和全磁场我们可以看到赤道的磁场远弱于两极的磁场装订线3.实验室进行实际测量结果见第五部分数据的分析与处理(二)实验原理(1)球形载流线圈(磁通球)的磁场分析如图1-1所示,当在z向具有均匀的匝数密度分布的球形线圈中通以正弦电流i时,可等效看作为流经球表面层的面电流密度K的分布。