Cosmic ray modulation with a Fisk-type heliospheric magnetic field and a latitude-dependent solar wind speed

The effect of a latitude-dependent solar wind speed on a Fisk heliospheric magnetic field [Fisk, L. A. Motion of the footpoints of heliospheric magnetic field lines at the Sun: implications for recurrent energetic particle events at high heliographic latitudes. J. Geophys. Res. 101, 15547–15553, 1996] was first discussed by Schwadron and Schwadron and McComas [Schwadron, N.A. An explanation for strongly underwound magnetic field in co-rotating rarefaction regions and its relationship to footpoint motion on the the sun. Geophys. Res. Lett. 29, 1–8, 2002. and Schwadron, N.A., McComas, D.J. Heliospheric “FALTS”: favored acceleration locations at the termination shock. Geophys. Res. Lett. 30, 41–1, 2003]. Burger and Sello [Burger, R.A., Sello, P.C. The effect on cosmic ray modulation of a Parker field modified by a latitudinal-dependent solar wind speed. Adv. Space Res. 35, 643–646, 2005] found a significant effect for a simplified 2D version of a latitude-dependent Fisk-type field while Miyake and Yanagita [Miyake, S., Yanagita, S. The effect of a modified Parker field on the modulation of the galactic cosmic rays. In: Proceedings of 30th International Cosmic Ray Conference. Merida, Mexico, vol. 1, 445–448, 2007] found a smaller effect. The current report improves on a previous attempt Hitge and Burger [Hitge, M., Burger, R.A. The effect of a latitude-dependent solar wind speed on cosmic-ray modulation in a Fisk-type heliospheric magnetic field. In: Proceedings of 30th International Cosmic Ray Conference. Merida, Mexico, vol. 1, pp. 449–450, 2007] where the global change in the solar wind speed and not the local speed gradient was emphasized. The sheared Fisk field of Schwadron and McComas [Schwadron, N.A., McComas, D.J. Heliospheric “FALTS”: Favored acceleration locations at the termination shock. Geophys. Res. Lett. 30, 41–1, 2003.) is similar to the current Schwadron–Parker hybrid field. Little difference is found between the effects of a Parker field and a Schwadron–Parker hybrid field on cosmic-ray modulation, in contrast to the results of Burger and Sello and Miyake and Yanagita [Burger, R.A., Sello, P.C. The effect on cosmic ray modulation of a Parker field modified by a latitudinal-dependent solar wind speed. Adv. Space Res. 35, 643–646, 2005 and Miyake, S., Yanagita, S. The effect of a modified Parker field on the modulation of the galactic cosmic rays. In: Proceedings of 30th International Cosmic Ray Conference. Merida, Mexico, vol. 1, pp. 445–448, 2007]. The two-dimensional approximation used by these authors is therefore inadequate to model the complexities of the actual three-dimensional field. We also show that a Fisk-type field with a latitude-dependent solar wind speed (Schwadron–Parker hybrid field) decreases both the relative amplitude of recurrent cosmic ray intensity variations and latitude gradients and yields similar constants of proportionality for these quantities as for the constant solar wind speed case.     

磁悬浮飞轮转子系统的现场动平衡方法

针对磁悬浮飞轮的转子平衡后转动效果不理想、转子平衡过程复杂等问题,提出了一种基于磁轴承系统特性的现场动平衡检测方法。该方法通过考虑电磁力的影响,进行转子系统的整体动平衡,而非转子本身的动平衡。通过分别检测转子平动的最大位移和相位、转子转动的最大位移和相位,分别得到等效力/力偶不平衡质量的大小和相位,实现了整体不平衡量的现场检测和飞轮转子系统的高精度平衡。试验结果表明,该方法能有效提高飞轮转子系统的平衡精度,转子的跳动量、磁轴承的控制电流以及飞轮轮体的振动量显著减小。     

一种用于电磁轴承特性可控的弹性备用轴承

 为了提高电磁轴承备用轴承的性能,基于动力特性可控的径向电涡流阻尼器、弹性支撑以及滚动型或衬套型备用轴承提出了一种动力特性可控的弹性备用轴承新结构。介绍了这种新型备用轴承的结构和工作原理,在不同的转速和转子不平衡量下测量了电磁轴承失效后转子坠落在新型弹性备用轴承上的瞬态响应,分析了新型备用轴承对转子坠落在备用轴承上的瞬态冲击响应的抑制作用。结果表明：这种新型弹性备用轴承不仅具有结构简单、无工作介质、动力特性易于进行控制等特点,而且还能够显著减小电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承上的瞬态冲击响应,使转子的振动很快得以衰减,减小了转子对备用轴承的冲击作用,是一种具有良好发展和应用前景的主动电磁轴承备用轴承结构。     

吸收剂颗粒尺寸对吸波材料性能的影响

对最佳的吸收剂颗粒粒度进行数值计算和分析。从趋肤效应和单个磁畴颗粒大小两个角度,以纯铁粉为例对最佳的粒度做了分析,结果表明,对于2~18 GHz的雷达波,铁粉颗粒在16 nm~1μm为好。还分析了利用纳米颗粒的量子尺寸效应来吸收电磁波时颗粒的尺寸范围,计算结果表明,此时颗粒尺寸至少应小于22 nm。     

纳米磁性金属电磁波吸收剂

分析了纳米磁性金属电磁波吸收剂的吸波原理,综述了纳米磁性金属电磁波吸收材料如零维磁性纳米颗粒、一维磁性金属纳米线、二维磁性薄膜、二维片状磁性金属颗粒的国内外研究进展情况,并对未来的研究方向提出见解。     

推力磁轴承的优化设计与有限元分析

本文在已知定子内、外径的条件下,根据推力磁轴承承载力和温升的约束条件,以推力磁轴承体积最小为目标设计了一套推力磁轴承,并利用有限元分析软件ANSYS对其电磁特性进行了验证。结果表明,优化设计出的推力磁轴承满足承载力最大的要求。     

基于加速磨损试验的止推轴承磨损寿命预测

为进行耐磨性良好的止推轴承寿命验证,结合退化模型进行了基于加速磨损试验的止推轴承寿命预测研究,建立了止推轴承加速磨损寿命方程.在失效机理分析基础上,以加载力为加速应力开展了7 200 h的止推轴承加速磨损试验,得到反映耐磨性能下降的体积磨损量变化数据,预测得到置信度90%时,止推轴承在使用条件下运行10 a的可靠度为0.94.该项研究表明,对磨损进程极为缓慢的高可靠性、长寿命止推轴承,利用加速磨损试验数据预测其寿命,能节约试验时间和费用.      

三轴磁强计测量误差修正方法

三轴磁强计测量误差修正对卫星姿态确定和控制具有重要意义。文章针对三轴磁强计测量误差的来源进行理论分析,引入磁场输入引起的常值漂移,建立了三轴磁强计测量误差修正模型,并基于该模型在磁环境模拟器中对Honeywell公司的三轴磁强计（HMR2300R）进行标定。实验结果表明改进模型可以将测量误差控制在50 nT以内,满足低成本敏感器在微小卫星姿态确定中的应用要求。     

太阳光球磁场特征物理量在质子事件短期预报中的应用

利用SOHO/MDI全日面纵向磁图, 计算了三个描述太阳活动区磁场复杂性和非势性的特征物理量, 即纵向磁场最大水平梯度Bz, 强梯度中性线长度L, 孤立奇点数目η. 为检验太阳光球磁场特征在质子事件短期预报中是否有效, 采用BP神经网络方法, 建立了基于这三个磁场特征物理量简单的太阳质子事件短期(24h)预报模型. 模 型在对2002年和2003年连续两年的样本检测中, 有很高的准确率(2002年和2003年 分别为90 %, 87.54 %)和较高的 质子事件报准率(2002年和2003年分别为60 %, 75 %),从而为光球磁场特征物理量作为质子事件预报的有效因子提供了依据.      

带有弹性减振器的磁悬浮转子跌落的动力学分析

为了防止磁悬浮轴承失效后高速旋转转子损坏磁悬浮轴承系统,主动磁悬浮轴承还需要保护轴承对转子起到临时支承作用。针对磁悬浮轴承失效后转子跌落在保护轴承上产生的振动与冲击,设计了1种在转子上安装弹性减振器的结构,运用动力学仿真软件ADAMS对转子-弹性减振器-保护轴承进行了动力学仿真,并进行了试验验证。结果表明:弹性减振器结构可明显减少轴承内圈所受的冲击。