[發明專利]螺線管磁場數學模型分析計算方法

在審

• 申請號: 201910559103.4
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110263464A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 毛保全;白向華;張天意;楊雨迎;李程;李華;朱銳;鄭博文
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 馬東瑞

1.螺線管磁場數學模型分析計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：建立螺線管磁場數學模型；

S2：設置螺線管中無導體情況下的磁場分布算法并求解；

S3：設置螺線管中有導體情況下的磁場分布算法并求解；

S4：對數學模型計算后進行分析，得出結論。

2.根據權利要求1所述的螺線管磁場數學模型分析計算方法，其特征在于：所述S1中在模型建立時，由于在長直螺線管上，電流的正弦交流變化將產生正弦交流變化的磁場，而變化的磁場也將產生變化的渦流，該電場將反作用于磁場，對磁場的分布產生影響，并且線圈中傳導電流的改變并不直接影響磁場的分布，所以只討論位移電流和渦旋電流對的分布影響，設位移電流渦旋電流補充以下3個本構方程：

D＝εE 1-1

B＝μH 1-2

J＝γE 1-3 。

3.根據權利要求2所述的螺線管磁場數學模型分析計算方法，其特征在于：所述本構方程由麥克斯韋方程得出：

。

4.根據權利要求1所述的螺線管磁場數學模型分析計算方法，其特征在于：所述S2中，由于無導體存在，故由正弦變化得：

由公式1-4取旋度，并將公式1-5，1-6，1-7代入公式1-8可得

考慮到的分布是柱對稱的，且與z無關，則取柱坐標式，公式1-9可寫成：

令取x＝kr代入1-10則

公式1-11為零階Bessel方程，其通解為

B₀＝aJ₀(x)+bY₀(x) 1-12

由于B₀在x＝0處為有限值，而Y₀(0)＝∞，所以有b＝0，故

B₀＝aJ₀(x)＝aJ₀(kr) 1-13

設邊界條件：r＝R時，B₀＝B_oR，則

即

。

5.根據權利要求4所述的螺線管磁場數學模型分析計算方法，其特征在于：設當ω較小時，長直螺線管內磁場可近似看成均勻分布，隨著ω的增大，管內磁場的分布將變成非均勻，且中心部分磁場大，邊緣處磁場小。