断裂力学的数值计算方法的研究现状与展望

介绍了当前用于断裂力学研究的多种数值计算方法。详细分析了有限元法、边界元法、无网格法、数值流形方法和小波数值方法等计算方法的特点及其在断裂力学研究中的应用现状，并探讨了断裂力学数值计算方法研究的发展趋势．     

计算方法例题解析

例 1　已知x =π =3 14 15 92 6… ,求近似值x1=3 14 2 ,x2 =3 14 2 8的误差限、准确数字或有效数字。解　由 Δx1=3 14 2 - 3 14 15 92 6… <0 0 0 0 4 1ε1=12 × 10 -2由定义知x1是具有 4位有效数字的近似值 ,x2 是准确到10 -2 位的近似数。若只给出近似数x ,x为四舍五入得到的有效数 ,则可直接求出误差限和有效数字。例 2　求近似数x =0 2 4 80 × 10 2 的误差限和有效数字。解　因x=0 2 4 80× 10 2 为有效数 ,其误差限 :ε1=12 × 10 -4× 10 2 =12 × 10 -2它是具有 4位有效数字的近似数。例 3　已知近似数a=1 2 86 4 ,b =0 6 35…     

均匀旋转带电体轴线上的磁场分布

分析了均匀旋转带电圆柱体、球体、椭球体在轴线上的磁场分布，介绍它们计算方法，以加深对此问题的理解。     

计算磁偶极子磁场的一种方法

对磁偶极子作环境等效处理，应用互易定理，给出了确定磁场空间分布的一种方法。     

妙用动态圆解析磁场的边界问题

题1 在xOy面内有大量质量为m，电量为e的电子，从坐标原点O不断以相同速率v0沿不同方向射入1象限．如图1(a)所示，现加一垂xOy面向内磁感应强度为B的匀强磁场．要求这些电子穿过磁场都能平行于x轴且沿x沿正向运动，求符合该条件磁场的最小面积，(不考虑电子间的相互作用)     

数值计算方法教学方法研究

数值计算方法研究用计算机求解各种数学问题的数值计算理论与方法,是数学类专业和工科类专业的一门重要基础课程。本文研究了数值计算方法教学中存在的一些问题。     

横向磁场磁通反向直线电机的等效磁路模型分析

针对横向磁场磁通反向直线电机内部磁场分布复杂、电机设计困难的问题,提出适用于该电机的等效磁路模型,从而提高了电机设计效率。首先,分析该电机的磁路结构,建立电机的磁网络拓扑图,并基于磁路法推导出电机1个最小磁路单元的回路方程组;进而,采用直线段和圆弧作为磁路的近似路径,计算在不同位置时,比磁导的表达式,推导电机电压方程以及推力表达式;最后,为了进一步验证理论分析的正确性,设计并研制了1台实验样机。通过与三维有限元结果、样机实验结果的对比分析,发现所提出的磁路模型计算得到的磁链,比有限元结果高出2.5%,反电势基波幅值比实验结果高出11%,在线性区间内推力计算值与实验结果误差在9%以内。本文所提出的横向磁场磁通反向直线电机的等效磁路模型可以有效地应用在该类电机电磁设计的初步阶段,以确定电机的主要尺寸参数。     

电解食盐水在磁场中旋转的演示实验

一、实验装置如图1所示,培养皿中放入食盐水,在其中心放一个圆柱形电极,沿边缘内壁放一个圆环形电极,把它们分别与电池的两极相连.为了使实验能进行多次对比,并且使现象明显,采用如下做法:(1)用学生电源,以方便改变电压;(2)食盐水的浓度达到饱和,且食盐水的量不超过容器容积的2/3为宜;(3)为了清晰观察水的运动方向,可在水中放入很轻的悬浮物,如花粉、泡沫颗粒等,通过悬浮物的运动来观察水的运动情况.二、实验现象通电后,食盐水的液面会逐渐旋转起来.如果调换电源的正负极,液体旋转的方向也会与原来相反.如果将磁铁翻过来放置,即调换磁场的方向,液面旋转的方向也会相反.同时两     

数值计算方法课程的教学改革研究

针对数值计算方法课程特点,分析了传统教学中存在的问题,从改变教学观念、改革教学内容、课堂授课方式、上机实验课和期末考核等方面进行了探讨。     

Finite Element Method Based on Equivalent Magnetic Energy Method for Computation of 2D Nonlinear Eddy Current Field

lintroductionInrecent20years,owingtotilerapiddevelopnlentofco.nputertechnology,tiletiniteelenlent1netnodforstndyingelectronlagneticfieldwasdevelopedti.onltheoreticalconlputationtoconnnercialsoftwarepackageinvestigation,towardstiledirectionofCAD,andgradnan…     

电场E和磁场B与参照系的关系研究

从普通物理角度出发,通过特例,导出了同一电磁场在不同参照系中电场E和磁矛B之间的关系。避免了较复杂的数学推导和电磁场张量的四维运算.     

带电粒子在电场中运动的分析方法

运用运动学、动力学、功能关系、电磁学、矢量的分解与合成等知识,探讨了带电粒子在电场中运动的分析方法.     

计算感生电场的一种有效方法

对变流螺绕框激发的感生电场进行了计算、分析和讨论 ,提出了求解由匀变磁场所激发的感生电场的普遍方法     

电机旋转磁场教学中的几个问题

针对电机旋转磁场教学中的几个关键知识点进行分析，指出一些学生在学习过程中容易产生混淆的时间角速度和空间角速度、每极磁势、相矢图、谐波电势频率等概念．     

关于对磁场本质的猜想

人们从电和磁的对称性想到 ,电荷有单独存在的 ,而磁单极子有没有单独存在的呢 ?能否找到它们 ,这一直是人们孜孜以求的梦想 ,因为如能找到它们 ,则电磁理论将更加完美 ,对称 但一切都不如人愿 ,人们寻遍了地球每个角落 ,甚至在太空中也未能找到 ,促使我想到是否根本就不存在磁单极子 经过分析 ,我发现凡磁场产生的作用可归结为电场的作用 ,磁场就是电场的另一种形式 ,磁性也就是电场所表现出的一种性质 ,干脆说磁场就是一种电场 ,这样更揭示了电和磁有密切联系的本质原因 ,这和大统一理论框架是一致的     

3D Magnetic Field Computation of a Permanent MagnetDisc-Type Generator Using Scalar Potential Method

The three-dimensional magnetic field of a permanent magnet (PM) disc-type generator is analyzed by the scalar potential method. In the analysis the permanent magnets are taken as magnetic charges. Hexahedron element meshes are automatically generated by a pre-processing program developed by the authors. The flux density is computed by a 3D scalar potential method program. Based on the finite element analysis the induced emf, current, armature reaction effects and electromagnetic torque of the disc machine are all calculated.     

表面棱边单元法求解三维电磁场问题

提出了表面棱边单元方法并应用它求解任意形状物体的三维电磁场散色问题.首先根据物体剖分得出表面区域的几何特性,推导出表面棱边单元法的基本公式.该方法保持了普通棱边单元法的基本特性,维持变量的切向分量连续.然后用复合积分方程来模拟普通介质的电磁场散色问题,应用所提出的方法离散积分方程,并且对奇点问题采用特殊的处理方法.最后用该方法计算圆柱体以及四方体的在不同介质条件下的电磁场散色问题,对所得的数值解进行测试,并与其他数值方法解相比较,结果表明该方法行之有效.     

电场及磁场的对称性分析

利用对称性的概念和矢量场的对称性分析计算方法,讨论了某些具有对称性的带电体场及载流体场的计算,特别是对其中的重点和难点问题进行了详细的分析和论证。对称性方法可以使具有对称性的场的计算问题的物理图像清晰,简化计算,易于理解。     

Calculating magnetic shielding effectiveness for high-power dc comparator by magnetic circuit method

Magnetic shielding is very important in the design of a high-power dc comparator. This paper addressed the application of magnetic circuit method to calculate the magnetic shielding effectiveness of high-power dc comparators when an external radial magnetic field is added. The mathematical relationship between the magnetic shielding effectiveness and the parameters of the magnetic shielding body were obtained. To verify the validity of the calculation method, we developped a procedure to measure the magnetic shielding effectiveness of the magnetic body by measuring the induction voltage of the detection winding instead of the magnetic intensity at a point in the magnetic shielding body, making the manipulation much easier. The result calculated with the magnetic circuit method turns out to be closer to the measured one compared with that calculated with a conventional algorithm proposed by Ren, suggesting that the magnetic circuit method is an applicable tool for estimating the toroidal cavity magnetic shielding effectiveness of a heavy current comparator when a radial magnetic field is added.