阵列涡流成像技术数值仿真及应用
涡流阵列传感器半解析模型的直接FFT构建方法
丁 华 ， 宇 廷 ， 金 强 ， 何 杜 张海 威 ， 黎 明 伍
（ 军工 程 大 学工 程 学 院 ， 安 ７ ０ ３ ） 空 西 １０ ８
摘 要 ： 针对分布式激励源涡流阵列传感器半解 析模 型的构建 问题 ， 出了传 感器半解 析模 型的直接 Ｆ Ｔ构建方 法。该方 提 Ｆ
法首先通过虚拟采样 和 Ｆ Ｔ得 到传感器导线界面处线 电流密度 的傅 里叶变换 系数 ， Ｆ 然后根据 层状介质 空间 中场量傅里 叶变 换系数传递关系 ， 经反 Ｆ Ｔ得到场量的空间分布。建模 过程和数值计算结果表 明此方法不仅 简化了半解析模 型的建立过 程 ， Ｆ 而且直接将激励源导线宽度考虑在建模过程之 中， 提高 了建模 精度 ； 建立 了该 传感器 的应 用物理模 型 ， 数值仿 真结果表 明该 传感器对其周 围介质空 间的电磁属性较 为敏感 ， 可望将该类 型的传感器运用于金属结构的在线监测之中 。
ｃ ｒｅ ｔｄ ｉｅ ｓ ｎｓ ｒ ｗａ ｕｉ ， ｎ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｓ ｈ ｔ ｔ ｅ ｏ ｓ ｓ ｎ ｉ ｖ ｔ ｔ ｌ ｃｒ ｍａ ｎ ｔ ｏ ｒｉｓ ｕ ｒ ｎ ｒｖ ｅ ｏ ｓ ｂ ｌ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｈｅ ｓ ｎｓ ｒ ｉ ｅ ｓｔ ｅ ｏ ｈｅ ｅｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｐｒｐｅｔｅ ｉ ｃ ａ ｏ ｎｄ， ｃ ａ ｓ ｔ ｅ ｓ ｂ ｔ ｎｉ ｌａ ｐ ｉａ ｉｎ ｐ ｔ ｎ ｉｌｏ ｈ ｎ ｉ ｎｔ ｒｎ ｆｍｅａｌｃ ｓｒ ｃｕｒ ． ｒｕ ｗｈｉｈ ｍｅ ｎ ｈ ｕ ｓａ ｔ ｐ ｌｃ ｔ ｏｅ ｔａ ｎ ｔ ｅ ｏ ｌ ａ ｏ ｎｅ ｍｏ ｉ ｉ ｇ ｏ ｔｌｉ ｔ ｔ ｅ ｏ ｕ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｄ ｙ ｃ ｒｅ ｔａ ａ ｅ ｓ ｒ ＦＦ ｄｉｔｉ ｕ ｅ ｕ ｅ ｔｄ ｉｅ； ｅ — ｎ ｌ ｔ ｄ ｌ ｅ ｄ ｕ ｒｎ ｒ ｙ ｓ ｎ ｏ ； Ｔ； ｓｒｂ ｔ ｄ ｃ ｒ ｎ ｒｖ ｓ ｍｉａ ａｙ ｉ ｍｏ ｅ ｃ
ANSYSMaxwell涡流场分析案例教学内容
ANSYSMaxwell涡流场分析案例教学内容ANSYS Maxwell涡流场分析案例教学内容一、引言ANSYS Maxwell是一款强大的电磁场仿真软件，可以用于分析和优化电磁设备和系统。
其中，涡流场分析是ANSYS Maxwell的重要功能之一。
本文将介绍涡流场分析的基本原理和案例教学内容，帮助读者快速上手并应用于实际工程问题。
二、涡流场分析原理涡流场分析是基于安培定律和法拉第电磁感应定律的原理。
当导体材料中有变化的磁场时，会产生涡流。
涡流产生的原因是磁场的变化导致电场的环路产生感应电动势，从而在导体内部产生电流。
涡流的大小和分布情况与导体材料的电导率、磁场的强度和频率等因素有关。
三、案例教学内容1. 涡流场分析基本操作- 创建新项目：打开ANSYS Maxwell软件，点击“File”菜单，选择“New”，输入项目名称并选择适当的单位。
- 导入几何模型：点击“Geometry”菜单，选择“Import”选项，导入需要分析的几何模型文件。
- 定义材料属性：点击“Materials”菜单，选择“Assign/Edit Material Properties”选项，根据实际情况定义导体材料的电导率等属性。
- 设置边界条件：点击“Boundaries”菜单，选择“Assign/Edit Boundary Conditions”选项，设置边界条件，如电流密度、电压等。
- 运行仿真：点击“Solve”菜单，选择“Analyze All”选项，运行涡流场仿真。
- 结果分析：点击“Results”菜单，选择“Postprocess”选项，查看涡流场分布情况，并进行必要的后处理操作。
2. 涡流场分析案例- 案例1：电感器的涡流损耗分析在电感器中，由于交流电磁场的存在，会产生涡流损耗。
通过对电感器进行涡流场分析，可以评估涡流损耗的大小，并优化电感器的设计。
具体步骤如下：1) 导入电感器的几何模型。
2) 定义电感器材料的电导率。
电涡流传感器的仿真与设计
电涡流传感器的仿真与设计电涡流传感器是一种基于电磁感应原理的传感器，具有非接触、高精度、高灵敏度等优点，因此在工业、科研、医疗等领域得到广泛应用。
本文将介绍电涡流传感器的仿真与设计，包括其原理、应用和未来发展。
电涡流传感器的工作原理是利用电磁感应原理，当一个导体置于变化的磁场中时，导体内部会产生感应电流，这种电流被称为电涡流。
电涡流的大小和方向取决于磁场的变化，因此，通过测量磁场的变化，可以推导出被测物体的位置、速度、尺寸等参数。
在进行电涡流传感器的设计和应用之前，通常需要进行仿真和验证。
本文将介绍如何使用仿真工具进行电涡流传感器的设计和验证。
需要搭建一个包含激励源、传感器和数据采集器的电路。
激励源用于产生磁场，传感器用于感测磁场的变化，数据采集器用于采集传感器的输出信号。
激励电源的配置应根据传感器的工作频率、功率和电压等参数进行选择。
通常，激励电源的频率与传感器的谐振频率一致，以获得最佳的测量效果。
将传感器与数据采集器连接，使得传感器能够感测到磁场的变化并将输出信号传输给数据采集器。
数据采集器应选择具有较高灵敏度和分辨率的型号，以保证测量结果的准确性。
运行仿真程序并分析仿真结果，以验证设计的可行性和有效性。
可以通过调整激励电源的参数、传感器的位置和方向等来优化仿真结果，并分析各种情况下传感器的响应特性和测量误差。
在完成仿真后，可以开始进行电涡流传感器的硬件和软件设计。
电路设计应考虑传感器的供电、信号的放大和滤波、抗干扰措施等因素。
可以根据仿真结果来选择合适的元件和电路拓扑结构，以满足传感器在不同情况下的性能要求。
根据应用场景的不同，选择合适的传感器类型和材料。
例如，对于高温环境，应选择能够在高温下正常工作的传感器；对于需要测量非金属材料的场景，可以选择使用高频激励源来减小对非金属材料的感测误差。
根据电路设计和传感器选择的结果，编写数据采集器的程序。
程序中应包括信号的读取、处理、存储和传输等功能，以便将传感器的输出信号转换为有用的测量结果。
电涡流传感器的仿真与设计
电涡流传感器的仿真与设计一、本文概述随着科技的飞速发展，传感器技术作为现代工业、自动化控制以及科研实验等领域中不可或缺的一环，其重要性日益凸显。
电涡流传感器作为一种非接触式测量工具，因其高精度、快速响应和广泛的应用范围，受到了广泛关注。
本文旨在深入探讨电涡流传感器的仿真与设计，以期为其在实际应用中的优化和改进提供理论支持和实践指导。
本文首先将对电涡流传感器的基本原理进行阐述，包括电涡流效应的产生机制以及传感器的工作原理。
在此基础上，我们将对电涡流传感器的仿真技术进行深入分析，探讨如何利用仿真软件对传感器性能进行预测和优化。
接着，本文将重点讨论电涡流传感器的设计要点，包括线圈结构、信号处理电路、屏蔽措施等方面，以期提高传感器的测量精度和稳定性。
本文还将关注电涡流传感器在不同应用场景下的性能表现，如高温、高湿、强电磁干扰等恶劣环境下的适应性。
通过实际案例分析，我们将对传感器的性能进行客观评估，并提出针对性的改进措施。
本文将展望电涡流传感器未来的发展趋势，探讨新技术、新材料在传感器设计中的应用前景。
通过本文的研究，我们期望能够为电涡流传感器的仿真与设计提供一套系统的理论框架和实践方法，推动传感器技术的不断发展和创新。
二、电涡流传感器的基本原理电涡流传感器，作为一种非接触式的测量工具，其基本原理基于法拉第电磁感应定律和电涡流效应。
当交变电流通过传感器线圈时，会在其周围产生交变磁场。
当这个磁场靠近导电材料（如金属）表面时，会在材料内部感应出电涡流。
电涡流的大小和相位与磁场强度、材料电导率、磁导率以及传感器与材料之间的距离有关。
电涡流传感器通过测量这个交变磁场与电涡流之间的相互作用，从而实现对材料性质或位置的测量。
具体来说，当传感器与被测物体之间的距离发生变化时，电涡流的大小和相位也会相应变化，进而引起传感器线圈的电感、阻抗或电压的变化。
通过测量这些电气参数的变化，可以实现对被测物体位置、材料电导率等物理量的测量。
大学生创新训练计划项目清单南京航空航天大学电子信息
大学生创新训练计划项目清单南京航空航天大学电子信息2011年大学生创新训练计划项目清单序号项目名称负责人指导教师挂靠单位立项等级1 小型家用风力发电机的研发薛康范钦珊航空宇航学院省级2 基于ANSYS的矮塔斜拉桥最优布索方式研究王靖森王法武航空宇航学院省级3 基于智能材料的微型扑翼飞行器研究邓欣珂昂海松航空宇航学院省级4 新概念风扇推进翼无人飞行器设计叶舟唐正飞航空宇航学院省级5 航空发动机燃烧室智能化设计系统研究唐兰雷雨冰能源与动力学院省级6 低噪声排气消声器设计贾骁李舜酩能源与动力学院省级7 应用于新能源发电领域的微网供电决策优化技术研究周雪妍罗运虎自动化学院省级8 耦合传输线单元构成EMI滤波器的模型建立及其试制沈湛王世山自动化学院省级9 智能直流光伏发电模块研究王烨谢少军自动化学院省级10 基于计算机视觉的人行横道智能交通信号灯朱磊徐贵力自动化学院省级11 Micro-Inverters并网逆变器功率解耦电解电容可靠性的研究李鑫张之梁自动化学院省级12 矩阵式交流电双向功率流变换器的研究雷家兴周波自动化学院省级13 宽带ADC系统的设计、仿真与调试王龙潘明海电子信息工程学院省级14 透明光载无线收发模块的研制朱贝贝潘时龙电子信息工程学院省级15 实施普法规划的一些最佳方案研究龚元汪晓虹电子信息工程学院省级16 基于全局视觉的可重构机器人系统左方睿赵东标机电学院省级17 集成化mini居室设计研究张怡雯朱杰栋机电学院省级18 高性能cBN涂层刀具的制备机理及应用基础研究赵家延左敦稳机电学院省级19 基于电沉积法制备高效Pt/Si-NWs/Ag阵列光催化薄膜张兴淼姬广斌材料科学与技术学院省级20 磁性磨料的制备及其性能研究秦静雅郑勇材料科学与技术学院省级21 航空联盟内部互补式航线网络研究喻斐朱金福民航学院省级22 基于FPGA的音频信号数字化光纤实验系统的设计与实现钱皓杨雁南理学院省级23 新型实用热循环取暖装置的研究尹华山孙立理学院省级24 基于宏微观博弈的中国民航机场建设运营研究刘菁媛陈晔经济与管理学院省级25 南京市交通网络现状分析及其优化研究江雪松党耀国经济与管理学院省级26 校园媒体存在的合理性及运营机制贾豇豪陆珩瑱经济与管理学院省级27 我国个人所得税征收现状调查及其改革方案的实证研究王安咏孙涛经济与管理学院省级28 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飞翼布局无人舰载机自主着舰控制与仿真技术研究何涛陈永亮，龚正，沈宏良航空宇航学院校一般85 风力机叶片损伤的声发射实时在线检测方法张陈力子邓宗白航空宇航学院校一般86 氯盐对钢筋混凝土腐蚀机理及抑制技术研究鞠向伟高培伟航空宇航学院校一般87 掺膨胀剂混凝土变形和安定性研究赵洁高培伟，耿飞航空宇航学院校一般88 基于横流风扇流动控制的旋翼反扭矩系统牛金宇高亚东航空宇航学院校一般89 平面全风向风速传感器研制孙亚辉顾蕴松航空宇航学院校一般90 飞行器软着陆回收模式的环境适应性研究张志超何欢航空宇航学院校一般91 飞机雷击防护研究潘潇胡挺航空宇航学院校一般92 投放/发射式无人旋翼飞行器李晓华李建波航空宇航学院校一般93 基于复合材料蜂窝结构的可变机翼性能研究陈方林智育航空宇航学院校一般94 可控的枫叶种子：单桨叶旋翼飞行器的设计与制作李梦佳罗东明，唐正飞航空宇航学院校一般95 防冰融雪机场跑道的探索研究宫维佳麻海燕航空宇航学院校一般96 拉杆孔周变形及裂纹的检验方法研究黄薇孙伟航空宇航学院校一般97 蜂窝夹层结构渗水测试研究宋逸孙占久航空宇航学院校一般98 基于流动控制技术的推进翼飞行器飞控系统设计与仿真徐飞唐正飞航空宇航学院校一般99 适合下一代飞行器主动涡流发生器的研制刘强王成鹏，顾蕴松航空宇航学院校一般100 金属加筋板的失稳规律及筋条布局优化研究王杨王法武，唐敢航空宇航学院校一般101 特殊梁理论及有限元验证王司文王立峰航空宇航学院校一般102 可变体风轮设计张广成王同光航空宇航学院校一般103 大型民机主起落架三维收放机构设计谷长河魏小辉航空宇航学院校一般104 制备超低渗透性混凝土的探索性试验汪中吴瑾航空宇航学院校一般105 阻力伞拉直过程的多刚体模型和阻尼弹簧模型的数值研究侯斌徐常悦航空宇航学院校一般106 地铁盾构管片十五模型设计、制作极其承载能力退化规律郑肇鑫余红发航空宇航学院校一般107 客机多舱密封式分离逃生系统周晓波余莉航空宇航学院校一般108 典型航空复合材料结构光纤冲击/振动智能检测技术研究朱竑祯曾捷航空宇航学院校一般109 典型振动环境下机翼结构寿命的实时监测王海涛张方航空宇航学院校一般110 大型民机双作动筒式前轮转弯机构布局与结构设计蔡佳圻张明航空宇航学院校一般111 水平轴风力机增升技术研究高俊张震宇航空宇航学院校一般112 足球运动轨迹的理论模拟和初步试验研究何龙招启军航空宇航学院校一般113 复合材料细观计算力学参数化建模软件研发吴新海周储伟航空宇航学院校一般114 模型飞机闪电/高强辐射场防护研究沈文静朱国鸣航空宇航学院校一般115 涵道平尾桨飞行器张具培朱清华航空宇航学院校一般116 汽车油耗检测信号的无线传输和接收装置研究王骋陈国平2 能源与动力学院校一般117 某型空气涡轮起动机改型设计赵晓春黄国平能源与动力学院校一般118 手动挡汽车防溜车的自动驻车装置研究段博文金智林能源与动力学院校一般119 智能车辆自主转向于制动装置设计李小龙金智林，毛建国能源与动力学院校一般120 变曲率流道的进气道粒子分离器一体化方案研究左逢源雷雨冰能源与动力学院校一般121 面向无人概念车的仿人转向控制器设计樊凯亮毛建国，沈峘能源与动力学院校一般122 基于FPGA的灾后搜救机器人主动视觉系统设计杨瑞沈峘能源与动力学院校一般123 基于目标层联合多学科综合的电动汽车多材料结构车身轻量化技术研究黄东王春燕能源与动力学院校一般124 一种新型的发动机超级过载供电电源关键技术研究朱一骁曾庆喜能源与动力学院校一般125 力与位移耦合控制的电动轮汽车差速助力转向机理研究孙培坤赵万忠能源与动力学院校一般126 基于局域网的药品进销存管理系统刘胜南陈春晓自动化学院校一般127 大脑组织分层体网格建立及变形技术的研究彭娴璐陈春晓自动化学院校一般128 室内环境下小型无人直升机飞行控制系统设计129 基于物联网的远程家电智能开关系统王洪林陈谋自动化学院校一般130 人体整形的三维数据获取与几何实体重构技术研究张月黄凤玲自动化学院校一般131 骨折固定件植入手术的安装仿真及基于Rhino的二次开发软件实现王程坤黄凤玲自动化学院校一般132 基于反步自适应方法的小卫星规避过程的姿态容错控制成婧姜斌自动化学院校一般133 基于铁轨压力的逆磁致伸缩效应换能器技术研究左莹李开宇自动化学院校一般134 航拍图像去雾技术研究与实现王子瑞李鹏3 自动化学院校一般135 椎弓根螺钉植入路径上组织光电监测特征识别因子研究刘高李韪韬自动化学院校一般136 基于叶酸修饰的功能化碳纳米管对肝癌肿瘤细胞的靶向技术研究王静，高凡李韪韬自动化学院校一般137 无人机飞行控制系统的最小系统研究及其试制张博闻梁焜自动化学院校一般138 实时跟踪采集数据与实时绘制数据关系图相关研究139 基于ARM微控制器的三屏数数码相框研制王晖刘剑慰自动化学院校一般140 基于CAN总线的智能通用型显控通讯卡的研制唐婷婷罗运虎自动化学院校一般141 基于单片机的智能服装舒适度微型控制器的研制卞金梁罗运虎自动化学院校一般142 基于铁轨监测的自供电无线传感网络路由协议研究徐传敬石玉自动化学院校一般143 脉冲涡流阵列成像技术及其在多层铝合金飞机蒙皮的腐蚀检测应用研究房广江王海涛自动化学院校一般144 基于计算机视觉的罐装车罐体体积的快速测量方法的研究耿永生王海涛自动化学院校一般145 中性笔管的循环利用方案设计王岳王晶，陆宁云自动化学院校一般146 基于SiC JFET的高压直流固态功率控制器关键技术研究梅金晖王莉自动化学院校一般147 基于PID控制的小车速度最优算法秦剑华王莉自动化学院校一般148 纯硬件搭建的三相无刷电机控制器盛田田王晓琳自动化学院校一般149 基于计算机视觉的人脸高清晰抓拍与身份智能识别技术150 基于物联网的中高压架空输配电网故障监测系统研制葛士建姚敏自动化学院校一般151 基于变换图像的运动载体相对信息获取张斌锋曾庆化自动化学院校一般152 高速铁轨在线无损探伤试验台监控系统研制蔡博赵敏自动化学院校一般153 基于超声波的防撞报警器的研究程娇娇周鑫自动化学院校一般154 光纤流量检测系统的设计曹吉康朱永凯自动化学院校一般155 光学相干层析成像系统内窥探头的设计研究张明伟朱永凯自动化学院校一般156 雨量传感器的控制系统研究夏团结朱永凯自动化学院校一般157 基于分布式压缩感知的传感网研究戴一冕胡文电子信息工程学院校一般158 宽带自调频信号源张宇胡文电子信息工程学院校一般159 基于80C52单片机的电子导盲手杖谢云璇胡志忠电子信息工程学院校一般160 规模可扩展自组织网络动态时分接入协议的实现与分析陈天文雷磊电子信息工程学院校一般161 面向高实时业务的无线ad hoc网络CSMA/CA 接入协议的实现与分居行波雷磊电子信息工程学院校一般162 基于Java的手机wap平台多点移动定位技术开发吴欢刘方电子信息工程学院校一般163 战斗机编队联合攻击战场环境可视化设计与仿真余登高潘明海电子信息工程学院校一般164 SAR干扰技术软件仿真平台梁媚蓉宋晓勤电子信息工程学院校一般165 扰码规划和优化工具的研究与实现梁庚宋晓勤电子信息工程学院校一般166 SAR图像相干斑抑制与分割技术研究秦阳吴一全电子信息工程学院校一般167 基于分布式压缩感知的MIMO雷达建模与仿真刘颖张劲东电子信息工程学院校一般168 温室大棚智能光照控制系统曹沐昀郑步生电子信息工程学院校一般169 教室电器智能化节能控制系统的研究于茜卜林森机电学院校一般170 “天使之翼”——隐含于生活用品中的高楼逃生装置设计蓝蔡平陈炳发机电学院校一般171 仿人机器人失稳再平衡的通用方法研究汤柏蕴李成刚机电学院校一般172 低亚表面损伤光学元件的超精密抛光研究罗海军李军5 机电学院校一般173 BDDE应急水处理装置研制王品付卢文壮机电学院校一般174 活塞式高精度微位移传感器的设计李尖陆永华机电学院校一般175 生猪屠宰劈半机器人研究童欣马万太机电学院校一般176 可重构飞机构件制造夹具设计与制造徐园平唐敦兵机电学院校一般177 基于电磁行波驱动的物料输送线的设计及构建周建华臧铁钢机电学院校一般178 内齿轮精密高效电解加工工艺技术研究余旭东赵建社机电学院校一般179 点式玻璃幕墙节点设计王腾朱杰栋机电学院校一般180 面向智能超磁致伸缩执行器的自感知机理研究及实现房成朱玉川机电学院校一般181 基于DSP的超磁致伸缩执行器驱动与控制系统研制季超朱玉川机电学院校一般182 磨擦辅助电铸制造过程的实时观测试验研究王澍龙朱增伟机电学院校一般183 石墨烯改性聚合物材料的制备及其电致伸缩性能研究陈沁雪陈田材料科学与技术学院校一般184 稀土掺杂锰氧化物庞磁电阻效应的研究马丁冯晓梅材料科学与技术学院校一般185 大功率白光LED封装荧光粉涂覆技术张宇傅仁利材料科学与技术学院校一般186 层状双氢氧化物（LDH）主客体化合物制备与可见光催化活性研究潘瑾黄现礼材料科学与技术学院校一般187 单分散Fe3O4纳米粒子的合成与性能研究沈裕峰姬广斌材料科学与技术学院校一般188 聚变堆第一壁材料温度场及热结构初步分析刘军良贾文宝，黑大千材料科学与技术学院校一般189 Ti2AlNb O相合金表面等离子渗碳及其摩擦磨损性能研究殷凯梁文萍材料科学与技术学院校一般190 钇锶变质Mg-Zn-Si基耐热镁合金组织结构与高温蠕变性能研究闫明阳刘劲松材料科学与技术学院校一般191 一种基于辐射灭菌技术的纸质文物保护新方法沙晓豪汤晓斌材料科学与技术学院校一般192 家用简易型放射性物质扫描报警器薛明汤晓斌材料科学与技术学院校一般193 新型低Pt燃料电池催化剂的制备及性能研究霍大磊佟浩材料科学与技术学院校一般194 轨道交通车体部件用铝合金的搅拌摩擦焊研究刘仪王少刚材料科学与技术学院校一般195 PZT压电陶瓷表面化学镀NiCo合金工艺及其性能研究马雪岭王寅刚，冯晓梅材料科学与技术学院校一般196 k-cor夹层结构的制备及其性能表征朱艺敏肖军材料科学与技术学院校一般197 滚动轴承磨损试验机的机电液一体化系统研制袁锴蔡景民航学院校一般198 航空发动机整机振动可视化三维图形仿真系统开发汤淼陈果民航学院校一般199 基于Petri网的多跑道机场动态滑行路径优化研究徐新星姜雨民航学院校一般200 完善南京禄口国际机场航空危险品运输体系吕文燕徐月芳民航学院校一般201 流控策略建模及其在流量管理中的适用性比较研究柴政豪张颖7 民航学院校一般202 终端区扇区优化技术杨舒羽赵征民航学院校一般203 民用飞机二次电源的数字PWM控制技术研究钱戈周洁敏民航学院校一般204 民航多电飞机应急电源配电技术研究陈蛟周洁敏民航学院校一般205 民用飞机发电机励磁系统调节与控制技术研究郭晓坤周洁敏民航学院校一般206 关于核反应堆结构的物理研究王茜李晋斌理学院校一般207 基于实时车流量的低成本导航系统张狄潘琦理学院校一般208 股票的复杂网络建模与分析研究李同奋陈永洲经济与管理学院校一般209 我国上市公司会计行为异化与优化曹小燕仇冬芳经济与管理学院校一般210 高校多校区运作模式下资源优化配置问题研究——基于学生角度陈静楚岩枫经济与管理学院校一般211 基于战场环境的无人机“情景-应对”航迹规划泛函博弈模型研究金鑫方志耕经济与管理学院校一般212 基于灰色评价模型的COMAC大型客机营销策略研究廖志华耿弘经济与管理学院校一般213 探索当代纺织品服装行业的“民工荒”姜晓运黄伟如经济与管理学院校一般214 江苏省产学研现状分析及网络化合作模式研究姚军菅利荣经济与管理学院校一般215 江苏省大学生创业内外部环境因素分析毕然江可申经济与管理学院校一般216 基于校友资源的就业智能服务网络宋凯伦李珊经济与管理学院校一般217 大学生社交网路使用现状调研——以南京地区高校为例魏悦羚刘益平经济与管理学院校一般218 江苏省创业投资宏观环境与微观机制研究杨燕陆珩瑱经济与管理学院校一般219 如何提高个人网上银行及手机银行的客户体验，开展电子银行的体验饶斌马静经济与管理学院校一般220 基于iTunes U的高校信息推送模式研究——以南航为例刘刚毅米传民经济与管理学院校一般221 大学生投资理财素质全面培养研究梁苗苗任慈经济与管理学院校一般222 大学生志愿者管理机制研究与实践郭洋任慈经济与管理学院校一般223 基于移动商务智能的企业信息综合查询。
钢棒阵列涡流探伤技术
钢棒阵列涡流探伤技术阵列涡流技术是近十多年出现的一项新的涡流检测技术，它是通过涡流检测线圈结构的特殊设计，并借助于计算化的涡流仪强大的控制和处理功能，实现对金属材料的快速、有效地检测。
阵列涡流用于钢铁企业生产检验的主要优点表现在：① 一个完整的探头由多个独立的线圈排列而成，对于不同方向的线性缺陷具有一致的检测灵敏度；② 探头覆盖区域较大，检测效率比常规涡流点探头大很多倍；③ 具有点探头的高灵敏性，但在检测钢棒时不需要探头旋转，省却了复杂的旋转头装置。
1 阵列涡流探伤技术原理阵列涡流技术与传统的涡流检测技术相比，主要不同点在于阵列涡流探头是由多个独立工作的线圈构成，这些线圈按照特殊的方式排布，且激励线圈与接收线圈之间形成两种方向相互垂直的电磁场传递方式。
工作时不需使用机械式探头扫描，只需按照设定的逻辑程序，对阵列线圈进行分时切换，并将各线圈获取的涡流响应信号通过多路复用器接入仪器的信号处理系统中去，即可完成一个阵列的巡回检测。
为提高检测效率，阵列涡流探头中包含有几个或十几个甚至几十个线圈，不论是激励线圈，还是接收线圈，相互之间距离都非常近。
采用多路复用技术可以有效避免不同线圈间的相互干扰。
如图1所示是一个检测圆钢的阵列涡流探头的原理示意图，它由一个与圆钢截面为同心圆的骨架以及在骨架上安装的两排阵列线圈组成。
这些阵列线圈在局部会产生许多的小涡流场，使得局部涡流场强度大大增加，从而提高了检测灵敏度。
圆钢从探头内部穿过时，是如何完成对圆钢的检测呢？为便于叙述和理解，将这二排线圈分为A 组（A 1，A 2，A 3，……）和B 组（B 1，B 2，B 3，……），如图2所示。
相对于A 组线圈而言，B 组线圈为激励线圈，如图中，B 1线圈产生的磁场在圆钢表面激励产生涡流，该涡流在再生磁场被A 1和A 2线圈所感应接收；以这种方式电磁耦合形成的涡流适于发现圆钢表面上轴线方向的缺陷。
同理，B 2线圈作用于A 2和A 3线圈，B 3线圈作用于图1 圆钢阵列涡流探头图2 阵列线圈的电磁耦合方式A 3和A 4线圈，依此类推。
Taylor-Couette涡流场数值模拟及实验研究
Taylor-Couette涡流场数值模拟及实验研究Taylor-Couette涡流场数值模拟及实验研究引言Taylor-Couette流动是一种特殊的涡流现象，广泛应用于物理学、流体力学和工程领域。
它是由两个同轴旋转的圆柱形容器之间的流体运动所导致的。
本文旨在探讨Taylor-Couette涡流场的数值模拟和实验研究。
一、Taylor-Couette涡流场的数值模拟1.1 数值模拟方法数值模拟是研究Taylor-Couette涡流场的重要方法之一。
常用的数值模拟方法包括有限元法、有限体积法和边界元法。
不同的数值模拟方法具有各自的特点和适用范围。
在研究Taylor-Couette涡流场时，需要选择合适的数值模拟方法进行模拟。
1.2 模拟参数选择在进行数值模拟之前，需要确定模拟所需的一些参数，如容器的几何形状、运动速度、粘度等。
这些参数的选择对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
通过合理选择这些参数，可以获得与实验结果较好吻合的数值模拟结果。
1.3 数值模拟结果分析通过数值模拟，可以获得Taylor-Couette涡流场的速度分布、压力分布等参数，进而分析其内部的涡流结构和运动特性。
数值模拟结果可以为实验研究提供重要的参考和依据。
二、Taylor-Couette涡流场的实验研究2.1 实验设备进行Taylor-Couette涡流场的实验研究需要设备的支持。
实验设备一般包括两个同轴旋转的圆柱形容器、驱动装置、测量系统等。
这些设备对实验研究的顺利开展起到至关重要的作用。
2.2 实验参数选择在进行实验研究之前，需要确定一些实验参数，如容器的几何形状、运动速度、粘度等。
实验参数的选择应与数值模拟的参数选择相协调，以确保模拟结果和实验结果的一致性。
2.3 实验结果分析通过实验研究，可以获得Taylor-Couette涡流场的实际运动情况。
通过对实验结果的分析，可以更加直观地了解涡流场的结构和运动特性，验证数值模拟结果的准确性，并为进一步的研究提供参考依据。
数值模拟在流体力学中的应用
数值模拟在流体力学中的应用随着计算机技术的不断进步，数值模拟在流体力学的应用越来越广泛。
通过数值模拟，研究者们可以更加准确地预测流体的运动、涡流等物理现象，为工业、交通、环保等领域的设计和优化提供参考。
1. 数值模拟的基本原理数值模拟的基本原理是利用计算机对流体运动的方程进行离散化处理，将其转化为数学模型，通过数值方法求解。
在流体力学中，通常采用的是Navier-Stokes方程组，即动量守恒方程和质量守恒方程。
这个方程组描述了流体中的物体运动和过程，可以通过数值模拟得到精确的数值解。
2. 数值模拟在流体力学中的应用非常广泛。
以下是一些应用实例：2.1 空气动力学计算在航空航天领域，空气动力学计算是必须的。
通过数值模拟分析飞机在高速飞行中的气动性能，找出存在的问题并予以改进，在设计和优化飞机机身和机翼等方面发挥重要作用。
2.2 汽车气动优化设计汽车气动优化设计是现代汽车工业中的重要环节。
利用数值模拟技术，可以预测车辆在高速行驶中的气动性能，并通过优化设计，降低车辆的风阻，提高燃油经济性。
2.3 液体测量和阀门设计液体流量测量和阀门设计直接影响到实际工业生产中的质量和效益。
利用数值模拟技术，可以模拟液体在管道中的流动变化，并通过优化设计，改进阀门的性能和稳定性，减少管道损失和维修成本。
2.4 自然灾害模拟数值模拟技术可以用于模拟自然灾害，如洪水、地震、飓风等。
通过建立数值模型，预测灾害的发展趋势和程度，并提前采取应对措施，减少对人们的危害。
3. 数值模拟的优点和不足数值模拟在流体力学中的应用具有以下优点：3.1 精度高数值模拟技术可以精确地模拟流体的物理过程，得到高精度的数值解。
这对于优化设计和制造工业产品具有重要意义。
3.2 节省时间和成本数值模拟技术可以实现数字化设计和仿真，减少试验次数和时间成本。
这对于提高生产效率和降低生产成本非常重要。
然而，数值模拟在流体力学中的应用也存在一些不足之处：3.3 运算量大由于流体力学问题的复杂性，数值模拟所需的运算量非常大。
(2021年整理)涡流检测的技术
（完整）涡流检测的技术编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（完整）涡流检测的技术）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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目录涡流检测技术及进展 (2)涡流检测自然裂纹与信号处理 (5)压力容器列管涡流检测技术的研究 (9)金属锈蚀的涡流检测 (11)涡流检测技术及进展1 引言涡流检测是建立在电磁感应原理基础上的无损检测方法。
如图1,已知法拉第电磁感应定律，在检测线圈上接通交流电，产生垂直于工件的交变磁场。
检测线圈靠近被检工件时，该工件表面感应出涡流同时产生与原磁场方向相反的磁场，部分抵消原磁场，导致检测线圈电阻和电感变化。
若金属工件存在缺陷，将改变涡流场的强度及分布，使线圈阻抗发生变化，检测该变化可判断有无缺陷。
随着微电子学和计算机技术的发展及各种信号处理技术的采用，涡流检测换能器、涡流检测信号处理技术及涡流检测仪器等方面出现长足发展.2 涡流检测的信号处理技术提高检测信号的信噪比和抗干扰能力，实现信号的识别、分析和诊断，以得出最佳的信号特征和检测结果.2。
1 信号特征量提取常用的特征量提取方法有傅里叶描述法、主分量分析法和小波变换法。
傅里叶描述法是提取特征值的常用方法。
其优点是，不受探头速度影响，且可由该描述法重构阻抗图，采样点数目越多，重构曲线更逼近原曲线。
但该方法只对曲线形状敏感，对涡流检测仪的零点和增益不敏感，且不随曲线旋转、平移、尺寸变换及起始点选择变化而变化.用测试信号自相关矩阵的本征值和本征矢量来描绘信号特征的方法称为主分量分析法,该方法对于相似缺陷的分辨力较强.小波变换是一种先进的信号时频分析方法。
各常用电磁无损检测方法原理,应用,优缺点比较
一普通涡流检测1原理涡流检测是以电磁感应为基础，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现其缺陷的无损检测方法。
当载有交变电流的试验线圈靠近导体试件时，由于线圈产生的交变磁场的作用感应出涡流，涡流的大小，相位及流动形式受到试件性能和有无缺陷的影响，而涡流产生的反作用又使线圈阻抗发生变化，因此，通过测定线圈阻抗的变化，就可以推断被检试件性能的变化及有无缺陷的结论。
2发展1涡流现象的发现己经有近二百年的历史。
奥斯特(Oersted、安培(Ampere ) ,法拉弟(Faraday、麦克斯韦(Maxwell)等世界著名科学家通过研究电磁作用实验，发现了电磁感应原理，建立了系统严密的电磁场理论，为涡流无损检测奠定了理论基础[l]。
1879年，体斯(Hughes)首先将涡流检测应用于实际一一判断不同的金属和合金，进行材质分选。
自1925年起，在美国有不少电磁感应和涡流检测仪获得专利权，其中，Karnz直接用涡流检测技术来测量管壁厚度;Farraw首次设计成功用于钢管探伤的涡流检测仪器。
但这些仪器都比较简单，通常采用60Hz , 110V的交流电路，使用常规仪表(如电压计、安培计、瓦特计等)，所以其工作灵敏度较低、重复性较差。
二战期间，多个工业部门的快速发展促进了涡流检测仪器的进步。
涡流检测仪器的信号发生器、放大器、显示和电源装置等部件的性能得到了很大改进，问世了一大批各种形式的涡流探伤仪器和钢铁材料分选装置，较多地应用于航空及军工企业部门。
当时尚未从理论和设备研制中找到抑制干扰因素的有效方法，所以，在以后很长一段时间内涡流检测技术发展缓慢。
直到1950年以后，以德国科学家福斯特(Foster)博士为代表提出了利用阻抗分析方法来鉴别涡流检测中各种影响因素的新见解，为涡流检测机理的分析和设备的研制提供了新的理论依据，极大地推动了涡流检测技术的发展。
福斯特也因此当之无愧地被称为“现代涡流检测之父”。
comsol软件文档资料集锦(九)
检测信号的峰值和过零时间直接反映了裂纹的体积和深度信息，采用峰值和
过零时间作为特征值的铜板带缺陷定量方法可以应用于定量表面裂纹和内部 裂纹。通过对脉冲涡流检测方法的理论研究和实验结果分析验证了采用脉冲 涡流检测方法检测3-5mm厚的铜板带内部缺陷的有效性以及铜板带缺陷定量方 法的可行性，完成了检测铜板带内部缺陷的目标。
11.二维多孔声子晶体能带结构研究 组合结构多孔声子晶体的多功能优化设计是多孔材料结构设计的前沿课题之
一,而对其中应力波传播规律的研究已经成为多孔材料力-声多功能优化设计
的关键问题之一。本文采用COMSOL MULTIPHYSICS有限元软件,对一种典型的 组合结构——Kagome蜂窝的能带进行计算,讨论该结构第一条禁带产生时的临
10.基于有限元仿真的大量程反射式气动传感器的研究
基于反射式气动传感器工作原理和流体力学理论,建立了大量程反射式气动传
感器流场的二维有限元模型。利用有限元软件COMSOL,分析了气动参数和传感 器结构参数对测量灵敏度的影响。实验结果表明,有限元仿真设计方法在大量 程反射式气动传感器的设计中是有效的。
8.多物理场仿真为用户提升核心竞争力
多物理场分析从工程项目的实际需求出发,把所需要的多学科分析工具自由组 合、统一求解,用一个完全针对具体应用的多物理模型,综合优化产品的每个 方面。COMSOL公司自1986年以来一直致力于以多物理场全耦合分析技术服务 全球用户,是多物理场仿真技术最早的倡导者和践行者。
6.脉冲涡流矩形传感器参数的仿真优化与实验
脉冲涡流矩形传感器是近年来涡流无损检测的研究热点。采用Comsol有限元 仿真软件建立了矩形探头有限元仿真模型,并且根据仿真结果设计了矩形探头 进行缺陷检测实验。通过仿真和实验的对比分析,结果表明:矩形探头长宽高 尺寸在2∶1∶1.5的比例下灵敏度、线性度最佳。
流体的流动可视化和流动可视化技术
流体的流动可视化和流动可视化技术流体的流动可视化是指通过一系列的实验、仿真或者图形处理等手段将流体在运动过程中的特性可视化展示出来，以便更好地理解和分析流体的流动规律。
而流动可视化技术则是指实现流体流动可视化的一系列技术手段和方法。
本文将重点阐述流体的流动可视化以及几种常用的流动可视化技术，并分析其应用领域和未来发展趋势。
一、流体的流动可视化流体是指各种物质状态下能够流动的介质，如液体和气体。
流体的流动可视化是将流体在其流动过程中的特性以可视化的形式展现出来，以便研究人员能够更直观地观察和分析流体的流动特性。
流体的流动可视化主要通过实验、仿真和图形处理等手段来实现。
1.1 实验方法实验方法是流体流动可视化的传统手段之一，主要通过设计和搭建一系列的实验装置，使用染料、颜料、粒子或者气泡等标记物来追踪流体的流动状态，并通过摄像或者其他光学设备将流体的流动情况记录下来。
实验方法能够直观地展示流体的流动过程，但其受到实验环境的限制，难以观察到微观尺度的流动行为。
1.2 仿真方法仿真方法是利用计算机模拟技术来实现流体流动可视化的一种方法。
通过建立数学模型和运用数值计算方法，将流体的流动过程在计算机上进行仿真，并通过图像处理技术将仿真结果可视化展示出来。
仿真方法可以灵活地调节流体的参数和环境条件，便于研究人员深入分析流体的流动规律。
1.3 图形处理方法图形处理方法是将实验或者仿真获得的数据通过一系列的图像处理算法进行处理，从而得到更清晰、更直观的可视化结果。
图形处理方法能够提取流体流动中的关键特征，并进一步进行图像分析和数据处理，有助于研究人员更精确地描述和理解流体的流动行为。
二、流动可视化技术流动可视化技术是实现流体流动可视化的一系列技术手段和方法，其应用广泛于流体力学、空气动力学、气象学、地质学等领域。
下面将介绍几种常用的流动可视化技术。
2.1 染料追踪法染料追踪法是一种通过在流体中添加染料并观察染料在流动过程中的运动来研究流体流动规律的方法。
数值模拟在流体力学中的应用研究
数值模拟在流体力学中的应用研究随着科技的不断发展，计算机技术的普及，数值模拟在各个领域中得到了广泛的应用。
特别是在流体力学中，数值模拟作为一种新兴的研究手段，无论是在理论研究还是在工程应用中都发挥着举足轻重的作用。
一、数值模拟的概念和发展数值模拟是利用计算机技术和数学工具对物理现象进行模拟和分析的方法。
通过建立适当的数学模型和计算方法，将实际问题转化为具有数学表达式的理论问题，最后用计算机程序进行模拟计算。
数值模拟的主要任务是通过模拟数据的计算，研究物理模型的特性，深入了解物理过程的本质。
数值模拟作为一种研究手段，已经被广泛应用于机械、化工、材料科学等领域。
在流体力学领域中，数值模拟已经成为研究新兴领域。
作为计算流体力学研究的一部分，数值模拟模拟了各种流体问题，从而取代了传统的试验和理论分析。
数值模拟方法的发展经历了数十年的探索和发展。
从早期的有限差分法和有限元法，到后来的有限体积法和拉格朗日方法，再到近年来兴起的光滑粒子流体动力学（Smooth Particle Hydrodynamics，SPH）方法，每一种方法都有其特定的应用领域和优点。
二、数值模拟在流体力学中的应用数值模拟在流体力学领域中的应用非常广泛，主要包括如下几个方面：1、流体流动的计算与分析利用数值模拟方法，可以对流体流动进行计算和分析，研究流体的流动特性、涡流结构、速度场和压力分布等。
通过建立合适的物理模型和数学模型，进行数值计算和仿真，可以获得较为准确的流体流动解，并进一步深入了解流体力学现象的本质。
2、流体-固体耦合力学的研究流体场与固体场存在着密切的相互作用，因此在很多工程领域中需要研究流体-固体耦合力学问题。
数值模拟可以对流体-固体耦合力学问题进行模拟和分析，研究各种物理现象，比如地震、管道破裂等。
3、流动控制和流体优化设计通过数值模拟分析流体流动，可以预测流体流动的分布和流场变化，从而优化流体流动的设计和控制。
利用数值模拟方法，可以对流体优化设计进行计算和仿真，为工程领域的流体力学研究和应用提供科学依据和技术支持。
涡流阵列检测原理
涡流阵列检测原理
涡流阵列检测原理是利用涡流原理，通过在导电材料中感应产生交变电流，并利用线圈或探头检测导电材料中的磁场变化，从而实现对材料表面和近表面缺陷的检测。
涡流阵列检测技术采用多个独立的线圈或探头排列成阵列，以提高检测精度和可靠性。
在检测过程中，探头中的线圈产生交变磁场，当导电材料靠近线圈时，导电材料中会产生感应电流（涡流），涡流在磁场中受到作用力，使得线圈中的磁通量发生变化。
通过对线圈中的磁通量进行测量和分析，可以确定导电材料中是否存在缺陷或不均匀性。
涡流阵列检测技术具有以下优点：
1. 检测速度快，适用于在线检测和大批量检测。
2. 对导电材料的表面和近表面缺陷具有高敏感性。
3. 可用于多种导电材料，如金属、合金、半导体等。
4. 可实现非接触、无损、无辐射检测。
5. 检测结果直观，易于分析和处理。
然而，涡流阵列检测技术也存在一些局限性：
1. 对非导电材料的检测效果不佳。
2. 对表面覆盖层或涂层的厚度和成分敏感，可能会影响检测结果。
3. 对深层次缺陷的检测能力有限。
4. 对线圈与被测材料之间的距离要求较高，需要精确控制间距。
总之，涡流阵列检测技术是一种有效的导电材料表面和近表面缺陷检测方法，广泛应用于航空航天、能源、石油化工等领域。
空气动力学中的流场建模和数值模拟
空气动力学中的流场建模和数值模拟在现代工程学和科学研究中，气体流场的建模和数值模拟是一种重要的工具，以有效地分析和预测空气动力学相关系统的性能和行为。
此技术可以用于理解如何设计高效的飞行器和汽车，分析燃烧和能源系统，以及评估气体传输和环境管理方案等。
本文旨在介绍空气动力学中的流场建模和数值模拟技术，并讨论其在各个领域的应用。
一。
流场建模流场建模是在建立模型的基础上，从理论和实际角度考虑，通过数学和物理原理，对某一气体流动进行描述和计算的科学方法。
流场建模技术的发展是在数学方法，机器性能和计算技能的动态巨变中发展的。
计算流体力学（Computational Fluid Dynamics），即CFD，是一种应用流体力学理论和计算机数值模拟方法的数学工具，它使用现代计算机系统来解决流体动力学的实际问题，例如流体流动，传热，混合和反应。
目前，流场建模有两种方法：1. 一元模型建模即在模型中固定一个空气特性参数，如温度，压力等。
然后对流体在一维或二维流动的情况进行建模和计算。
此方法通常应用于研究低速气流和简单流场的运动。
2. 多元模型建模即在模型中同时考虑多个空气特性参数，以便模拟各种流动条件和涡流运动等复杂的流动。
此方法更适用于高速气流和复杂的流场运动的研究。
二。
数值模拟数值模拟是CFD的一部分。
这是使用数学和物理方程来预测流体动力学行为的一种技术。
首先，用顺序计算方法将几何表面分解成微观的网格，然后根据所建立的模型数值方法计算出每个单元格内的流场比如速度, 压力, 密度等等。
是一种先进而可靠的气流仿真工具。
对于一些气体动力学问题，CFD通常是最有效的解决方案之一。
例如，对于飞行器和机器，可以对其各部分的内部气流和在外的气流的流动进行研究。
并可以使用数值模拟技术来模拟流场，以分析飞行器的流形设计是否最优。
此外，可以评估多个方案。
通过数值模拟技术，工程师可以找到最适合实际应用的设计和方案，并预测特定条件下流体动力学参数的行为。
三相涡流及卧式平流气浮选数值模拟及气泡检验方法
三相涡流及卧式平流气浮选数值模拟及气泡检验方法1. 研究背景三相涡流及卧式平流气浮选是一种重要的固液分离技术，在矿业、环境保护等领域具有广泛的应用。
为了进一步提高其分离效果和工艺性能，研究者们开展了大量的数值模拟和气泡检验方法。
2. 数值模拟方法2.1 流体力学模拟流体力学模拟是三相涡流及卧式平流气浮选数值模拟的基础。
通过建立数学模型，利用计算机软件对固液两相和气体相的运动进行数值计算，可以得到各种物理量在不同位置和时间上的分布情况。
2.2 多相流动模型在三相涡流及卧式平流气浮选中，固体颗粒、液体和气体同时存在并进行复杂的运动。
为了准确地描述这种多相流动行为，研究者们采用了多种多相流动模型，如欧拉-拉格朗日方法、欧拉-欧拉方法等。
3. 数值模拟结果分析3.1 流场特性分析通过数值模拟可以得到三相涡流及卧式平流气浮选中的流场特性，如速度分布、压力分布等。
研究者们发现，气泡的引入可以显著改变流场特性，提高固液分离效果。
3.2 固液分离效果分析固液分离效果是评价三相涡流及卧式平流气浮选性能的重要指标。
通过数值模拟可以得到固液两相在不同位置的浓度分布情况，进一步计算出固液两相之间的质量传递速率和质量传递系数。
研究者们发现，气泡的引入可以显著提高固液分离效果。
4. 气泡检验方法4.1 水力学实验水力学实验是三相涡流及卧式平流气浮选中常用的实验方法之一。
通过在实验设备中引入气泡，并观察其在不同位置和时间上的运动情况，可以得到气泡在三相系统中的运动规律和影响因素。
4.2 成像技术成像技术是对三相系统中气泡运动进行观察和记录的重要手段。
常用的成像技术包括高速摄影、激光光纤传感等。
这些技术可以提供气泡在三相系统中的准确位置和形态信息，为分析和优化气泡运动提供依据。
5. 结论与展望三相涡流及卧式平流气浮选的数值模拟和气泡检验方法为提高其分离效果和工艺性能提供了重要的技术支持。
未来，研究者们可以进一步优化数值模拟方法，改进气泡检验技术，以实现更高效、更可靠的固液分离过程。
ANSYSMaxwell涡流场分析案例教学内容
ANSYSMaxwell涡流场分析案例教学内容ANSYS Maxwell涡流场分析案例教学内容涡流场分析是工程领域中一项重要的技术，可以用来研究电磁场中的涡流现象。
ANSYS Maxwell是一款强大的电磁场仿真软件，提供了丰富的工具和功能，用于分析和优化电磁设备和系统。
在本文中，我们将介绍一些ANSYS Maxwell涡流场分析的案例教学内容。
1. 涡流场分析基础在进行涡流场分析之前，首先需要了解涡流场的基本概念和原理。
涡流场是指当导体材料被交变电磁场穿过时，由于电磁感应作用而产生的涡流现象。
涡流会产生额外的能量损耗和热量，对电磁设备的性能和效率有重要影响。
因此，通过涡流场分析可以评估和改进电磁设备的设计。
2. 涡流场分析建模在进行涡流场分析之前，需要对电磁设备进行建模。
ANSYS Maxwell提供了多种建模工具，可以根据实际情况选择合适的建模方法。
例如，可以使用几何建模工具创建三维模型，或者使用参数化建模工具进行参数化建模。
建模过程中需要考虑材料的电磁特性和几何形状对涡流场的影响。
3. 涡流场分析设置在进行涡流场分析之前，需要设置分析的参数和条件。
ANSYS Maxwell提供了丰富的分析设置选项，可以根据实际需求进行设置。
例如，可以设置交变电磁场的频率、幅值和相位，以及材料的电导率和磁导率等参数。
通过合理设置分析参数，可以获得准确的涡流场分析结果。
4. 涡流场分析结果在进行涡流场分析之后，可以获得涡流场的分析结果。
ANSYS Maxwell提供了多种结果输出选项，可以直观地显示涡流场的分布和特性。
例如，可以显示涡流密度、涡流功率损耗和涡流温度等参数。
通过分析结果，可以评估电磁设备的性能和效率，并进行优化设计。
5. 涡流场分析案例下面我们将介绍几个涡流场分析的案例，以帮助读者更好地理解和应用ANSYS Maxwell软件。
案例一：涡流制动器设计涡流制动器是一种常用的制动装置，通过涡流场的产生和作用来实现制动效果。
涡流检测新型技术
目前涡流检测新型技术一、多频检测技术多频技术是采用几个频率同时工作，利用混频单元能抑制多个干扰因素，提取所需信号。
国外已成功地应用这项技术进行核电站蒸汽发生器管道的在役检查。
80年代初，为解决同样问题，我国引进多频涡流检测设备，并开展了自行设计研制工作。
如上海材料所与728所合作研制的MFE-1型三频涡流仪但当时多频技术尚不成熟，存在许多不足，前者仅能用于理想状态试验室，与现场检测有相当距离。
此后厦门电视大学和爱德森公司相继研制出实用的ET-255型电脑双频涡流仪及EEC-35+智能全数字多频涡流仪。
目前爱德森公司生产的EEC-39RFT+多频涡流仪同时具有8个相对独立的工作频率，16个检测通道，在用于热交换器管道在役检测时，能有效地消除管道中支撑板、管板等产生的干扰信号，可靠地发现裂纹及腐蚀减薄缺陷，其技术性能已达到美国同类产品(如MIZ-40、MIZ-27等)的水平。
二、远场涡流检测技术远场涡流(remote field eddy current, RFEC)检测技术是一种能穿透铁磁性金属管壁的低频涡流检测技术。
它使用一个激励线圈和一个设置在与激励线圈相距约二倍管内径处的较小的测量线圈同时工作，测量线圈能有效地接收穿过管壁后返回管内的磁场.从而有效的检测金属管子内壁缺陷与管壁厚薄，远场涡流检测除了具有常规涡流检测的特点外还独具有透壁性，能检测整个管壁上的缺陷而不受集肤效应的影响。
早在1951年，美国便申请了远场涡流试验的专利。
50年代末，远场涡流检测技术首先被应用于油井套管的检测。
但当时由于人们对远场涡流技术机理的认识有限和电子技术设备的限制，远场涡流技术并没有得到应有的重视。
直到80年代中期，随着远场涡流理论的逐渐完善和实验论证，远场涡流技术用于管道(特别是铁磁性管道)检测的优越性才被人们广泛认识。
一些先进的远场涡流检测系统也开始出现。
并在核反应堆压力管、石油及天然气输送管和城市煤气管道的检测中得到实际应用。
基于流体力学的物理仿真技术
基于流体力学的物理仿真技术近年来在各个领域得到了广泛的应用。
无论是在科研、工程设计还是娱乐产业中，物理仿真技术都具有不可替代的作用。
本文将介绍的基本原理和应用。
一、基本原理是指利用计算机模拟流体的运动状态和相应的相互作用过程。
这一技术的基本原理是基于Navier-Stokes方程，由于这一方程组的求解极为困难，因此在实际应用中常常采用有限体积或有限元的数值解法来求解。
具体地说，是通过将流体分割成很多很小的体积单元，即网格，然后对每一个网格进行力学特性的计算和模拟。
这些计算可以分为两个基本方面：外部物理条件和内部物理流动的处理。
外部物理条件包括流体的宏观运动、重力、外力等，需要参考物体的运动状态、空气动力学特性、摩擦力、涡流等因素进行模拟。
内部物理流动则需要参考更多科学的知识，如热力学、电化学、量子力学、经典力学等。
二、应用场景广泛应用于各个领域。
其中，应用最广泛的领域是工程设计和制造。
以汽车工业为例，可以用来模拟不同车型的空气动力学特性和燃油效率，确定最佳设计方案。
在飞机、火箭等航空航天行业中，可以用来计算飞机在高空飞行时的气动特性、设计燃气轮机的气流特性等等。
除了工程制造领域，物理仿真技术在娱乐产业中也得到了广泛应用。
3D游戏、电影特效等领域都需要使用到。
通过物理仿真，游戏画面可以更加逼真，场景效果更加真实。
电影动画制作中也可以使用物理仿真来模拟衣服、头发等细节。
三、应用案例在现实中应用广泛，这里简单介绍几个应用案例。
1. FLOW-3DFLOW-3D是一款流体力学模拟软件，广泛应用于航空航天、汽车、电子、化工等领域。
它可以模拟各种流体力学问题，如流体的物理特性、流动行为、传热、燃烧等。
例如，FLOW-3D可以用来模拟水坝泄洪、汽车行驶时的空气动力学、电子电路中的热传输等。
2. JFlowJFlow是仿真多相流动领域的专业软件。
它可以模拟各种多相流动问题，如气液、液体-液体、气体-固体等。
应用场景广泛，涵盖石化、制药、生化、环境工程、纺织和日用品等多个领域。
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阵列涡流成像技术数值仿真及应用
周建平[1] 安海春[2]白小宝[3]江运喜[3]
1、上海航天精密机械研究所, 上海201600
2、四川材料与工艺研究所，江油621700
3、矩阵科技有限公司，北京100102
摘要：阵列涡流检测技术因为可以根据工件外形来设计探头，检测方式灵活、多变，并能将检测结果成像显示，成为了涡流检测的发展趋势。
数值仿真方法可以对实际检测情形进行模拟，辅助检测工艺的制定，提高检测的准确性。
关键词：阵列涡流数值仿真
THE NUMERICAL SIMULATION AND APPLICATIONS OF EDDY CURRENT ARRAY IMAGING TECHNOLOGY
Zhou Jianping [1], An Haichun[2] ,Bai Xiaobao [3], Jiang Yunxi[3]
1、Shanghai Aerospace Precision Machinery Research Institute，Shanghai，201600
2、Sichuan Institute Of Materials and Technology ，Jiangyou，621700
3、Matrix U/E Technologies Ltd，Beijing，100102
Abstract：As the eddy current array testing technology can design probes according to the shape of the test piece, detect flexibly and imaging the result, so it becomes the trend of eddy current testing. Numerical simulation method can simulate the actual test cases, help to establish the detection technology and improve the accuracy of testing.
Keywords： Eddy Current Array, Numerical Simulation
一．前言
常规涡流检测作为五大常规检测方法之一，主要用于导电材料的表面及近表面缺陷检测，因为不需要耦合且对工件表面状况要求较低的特点，使其在各领域中都有广泛的应用[1]。
但是对于复杂形貌工件的检测，因为结构的限制，常规涡流检测不仅费时费力，有时还可能根本无法应用。
阵列涡流检测技术是近年来随着计算机技术和数字信号处理技术的发展而出现的新无损检测方法，该技术是通过涡流线圈结构的特殊设计，并借助于计算化的涡流仪强大的分析、计算和处理功能，实现对工件的快速、灵活检测。
其优点是：1. 检测探头覆盖区域大，检测效率高；2. 检测探头有多个独立的线圈排列而成，对于不同方向的线性缺陷具有一致的检测灵敏度；3. 根据被检零件的尺寸和形面进行探头外形设计，可直接与被检测零件形成良好的电磁耦合，不需要设计、制作复杂的机械扫查装置。
[2]
二．阵列涡流检测方法
阵列涡流检测技术与常规涡流检测相比，阵列涡流探头是由多个独立工作的线圈组成，这些线圈按照特殊的方式排布，且激励和检测线圈之间形成两种相互垂直的电磁场传递方式，有利于发现取向不同的线形缺陷；[2] 通过分时切换以及使用多路器，各线圈的信号可以分开传入仪器，有效的避免了不同线圈间的互感。
涡流检测的渗透深度可由公式1计算得到，与材料属性和探头频率有关，常规涡流检测中探头的频率是一定的，所以当材料确定后，其渗透深度就是固定的，而阵列涡流探头则可在一定频率范围内激发，所以可根据检测需求来在一定范围内调节检测频率以达到不同的渗透深度。
(1)
上式中，δ是渗透深度，μ是材料的磁导率，σ是材料电导率，f是激发频率。
涡流阵列探头在设计时需要考虑线圈数量、排列方式、灵敏度等因素，以发射/接收式探头为例，如果采用图1a中的单排零度角排列方式，则会获得较大的覆盖面积，但是在探头长度方向上其灵敏度并不一致，极大值与极小值有明显的差距，见图1b。
a．单排零度角排列方式 b. 探头长度方向上的检测灵敏度
图1 单排零度角排列发射/接收式阵列涡流探头示意
如果将线圈排列方式更改为双排零度角排列，见图2a，虽然覆盖面积减小，但是分辨率明显提高，探头长度方向上的灵敏度也比较均匀，极大值与极小值的差距明显减小，见图2b。
a．双排零度角排列方式 b. 探头长度方向上的检测灵敏度
图2 双排零度角排列发射/接收式阵列涡流探头示意
如果将线圈排列方式更改为单排30度角排列，见图3a，与单排零度角排列相比，覆盖面积不变，但是分辨率明显提高，探头长度方向上的灵敏度也比较均匀，极大值与极小值的差距明显减小，见图3b。
a．单排30度角排列方式b. 探头长度方向上的检测灵敏度
图3 单排零度角排列发射/接收式阵列涡流探头示意
如果将线圈排列方式更改为双排30度角排列，见图4a，与单排30度角排列相比，覆盖面积减小，但是分辨率明显提高，探头长度方向上的灵敏度极为均匀，极大值与极小值几乎相等，见图4b。
a．双排30度角排列方式 b. 探头长度方向上的检测灵敏度
图4 双排零度角排列发射/接收式阵列涡流探头示意
从上面的对比分析可以看出，不同的线圈排列方式会得到不同的检测效果，所以在实际中需要根据工件类型、检测灵敏度、检测效率等因素来综合实际阵列涡流探头，尤其是对于一些形貌复杂的工件，阵列探头的形状也要相应改变。
图5是加拿大Eddyfi公司专门针对于复杂工件设计的阵列涡流探头。
a．管材检测阵列涡流探头 b. 叶片边缘检测阵列涡流探头
c．叶根槽检测阵列涡流探头
图5 特殊设计的阵列涡流探头
三．数值仿真
由于阵列涡流探头设计复杂，制作成本较贵，所以针对不同的被检工件选择或设计探头时，为了节约时间和成本，使用数值仿真方法进行模拟是极其必要的。
下面是使用CIVA仿真软件对一3mm厚不锈钢工件检测的模拟，要求检测该工件表面及近表面的缺陷。
针对该工件设计的阵列探头为单排发射/接收式，共34个线圈，在工件表面添加一些走向和大小不等的颏槽和平底孔缺陷，见图6。
图6 工件及阵列探头示意图
首先通过仿真来选择探头的频率范围，图7是通过CIVA仿真得到的不同频率的阻抗归一化曲线，可以看出，在100kHz-600kHz频率范围内，响应较好，其中200kHz附近有最好的效果。
图7 阻抗归一化平面图
仿真时，就以200kHz来激励探头，结果如图8所示。
图8 仿真结果---C扫图
从结果可以看出，添加的所有缺陷都可以检出，幅值则与缺陷的性质、走向和大小的有关，缺陷尺寸越大幅值越高，缺陷走向越接近轴向则幅值越高。
四．实验对比
参考上面仿真的结果设计探头，频率范围是100kHz-600kHz，线圈数34个，下面用该阵列涡流探头对图9中所示的工件进行检测，该工件与上面仿真中的工件类似，都是3mm 厚不锈钢，表面都有一系列大小不等、方向不同的缺陷。
图9 阵列涡流探头及不锈钢试件
检测时选择的激发频率为200kHz，结果如图10所示：
a．轴向检测C扫图 b. 横向检测C扫图
图10 阵列涡流检测结果
从检测结果中可以看出，轴向检测图中，工件中部的3个横向缺陷很难发现，而在横向检测图中，也没有发现前面的12个轴向缺陷。
通过轴向和横向的结合，所有的工件表面缺陷
都可以从C扫图中快速的辨别出来，说明前面的仿真结果是可靠的。
五．总结
阵列涡流检测技术因为：1.覆盖面积大, 检测速度快；2.可根据工件设计探头，对工件的适应性强；3.激发频率可调，能达到不同的渗透深度；4.结果成像显示易于判读等优点，在航空航天、压力容器、船舶、电力等行业有有着较大的应用前景。
数值仿真方法可以辅助设计阵列涡流探头、制定阵列涡流检测工艺等，极大的节约时间和成本，在阵列涡流的实际应用中也是很必要的。
参考文献
[1] 赵磊. 阵列涡流无损检测技术的研究及进展【J】．无损探伤，2009年4月，第33卷第2期
[2] 徐可北. 涡流阵列检测技术【J】. 冶金分析，2004年10月，第24卷增刊。