幸运的是,麦克斯韦方程从亚原子长度尺度到银河系长度尺度都是精确的。在真空中,它们已被证实具有极高的精度(见第 1.1 节)。此外,自 20 世纪 60 年代以来的几十年里,麦克斯韦方程已经能够得到许多复杂结构的数值解。这种用数值方法求解麦克斯韦方程的领域被称为计算电磁学,本课程后面将对此进行讨论。现在有许多商业软件可以高精度地求解麦克斯韦方程。因此,如今的设计工程师不需要更高的数学和物理知识,只要学习如何使用这些商业软件就可以获得麦克斯韦方程的解。这对许多设计工程师来说是一个福音:通过运行这些软件并进行试错,就可以设计出精彩的系统。在实际制造硬件之前使用模拟进行电磁设计的艺术被称为虚拟原型。
April Hoelzer上尉是佛罗里达州中部佛罗里达大学AFROTC DET 159的航空航天研究助理教授。她负责240多名高素质的准空军和太空部队官员的教育,培训和指导。Hoelzer上尉于2003年12月入伍;担任地面无线电传输系统技术人员和情报分析师。2016年9月,她委托进行收购。在她目前的职位之前,霍尔泽上尉是犹他州希尔空军基地的A-10计划经理和高级飞机局。在这个职位上,她管理了A-10舰队的9120万美元的通信套件升级。教育2002年艺术,艺术副助理,前山脉社区学院,科罗拉多州朗蒙特,2007年,2007年应用科学,电子系统技术,AF社区学院,麦克斯韦AFB,阿拉巴马州麦克斯韦AFB。2014年应用科学,情报研究与技术副助理,AF社区学院,麦克斯韦AFB,阿拉巴马州麦克斯韦,2015年专业经理认证,AF社区学院,麦克斯韦AFB,阿拉巴马州麦克斯韦,2021年中队官员学校作业1。2004年9月 - 2006年11月,地面无线电维护学徒,第353处方支持中队,
电磁场(3-0-0) 先决条件:1. 数学-I 2. 数学-II 课程成果 课程结束时,学生将展示以下能力:1. 理解电磁学的基本定律。2. 在静态条件下获得简单配置的电场和磁场。3. 分析时变电场和磁场。4. 理解不同形式和不同介质中的麦克斯韦方程。5. 了解电磁波的传播。模块 1:(08 小时)坐标系与变换:笛卡尔坐标、圆柱坐标、球坐标。矢量微积分:微分长度、面积和体积、线、表面和体积积分、Del 算子、标量的梯度、矢量散度与散度定理、矢量旋度与斯托克斯定理、标量的拉普拉斯算子。模块 2:(10 小时)静电场:库仑定律、电场强度、点电荷、线电荷、表面电荷和体积电荷产生的电场、电通量密度、高斯定律 - 麦克斯韦方程、高斯定律的应用、电势、E 和 V 之间的关系 - 麦克斯韦方程和电偶极子与通量线、静电场中的能量密度、电流和电流密度、点形式的欧姆定律、电流的连续性、边界条件。静电边界值问题:泊松和拉普拉斯方程、唯一性定理、求解泊松和拉普拉斯方程的一般程序、电容。模块 3:(06 小时)磁静场:磁场强度、毕奥-萨伐尔定律、安培电路定律-麦克斯韦方程、安培定律的应用、磁通密度-麦克斯韦方程。麦克斯韦静场方程、磁标量和矢量势。磁边界条件。模块 4:(10 小时)电磁场和波传播:法拉第定律、变压器和运动电磁力、位移电流、最终形式的麦克斯韦方程、时谐场。电磁波传播:有损电介质中的波传播、无损电介质中的平面波、自由空间、良导体功率和坡印廷矢量。教科书:
电磁场(3-0-0) 先决条件:1. 数学-I 2. 数学-II 课程成果 课程结束时,学生将展示以下能力:1. 理解电磁学的基本定律。2. 在静态条件下获得简单配置的电场和磁场。3. 分析时变电场和磁场。4. 理解不同形式和不同介质中的麦克斯韦方程。5. 了解电磁波的传播。模块 1:(08 小时)坐标系与变换:笛卡尔坐标、圆柱坐标、球坐标。矢量微积分:微分长度、面积和体积、线、表面和体积积分、Del 算子、标量的梯度、矢量散度与散度定理、矢量旋度与斯托克斯定理、标量的拉普拉斯算子。模块 2:(10 小时)静电场:库仑定律、电场强度、点电荷、线电荷、表面电荷和体积电荷产生的电场、电通量密度、高斯定律 - 麦克斯韦方程、高斯定律的应用、电势、E 和 V 之间的关系 - 麦克斯韦方程和电偶极子与通量线、静电场中的能量密度、电流和电流密度、点形式的欧姆定律、电流的连续性、边界条件。静电边界值问题:泊松和拉普拉斯方程、唯一性定理、求解泊松和拉普拉斯方程的一般程序、电容。模块 3:(06 小时)磁静场:磁场强度、毕奥-萨伐尔定律、安培电路定律-麦克斯韦方程、安培定律的应用、磁通密度-麦克斯韦方程。麦克斯韦静场方程、磁标量和矢量势。磁边界条件。模块 4:(10 小时)电磁场和波传播:法拉第定律、变压器和运动电磁力、位移电流、最终形式的麦克斯韦方程、时谐场。电磁波传播:有损电介质中的波传播、无损电介质中的平面波、自由空间、良导体功率和坡印廷矢量。教科书:
此前,他曾领导发射企业理事会下属的发射系统部门,该部门由 75 名成员组成,横跨三个部门,负责美国太空部队最大的采购项目,该项目耗资 460 亿美元,旨在开发、生产、集成和维持国家安全太空发射运载能力。沃克上校以优异成绩毕业于西点军校,并于 1997 年入伍。他的职业生涯涉及美国空军、美国太空部队、电子系统中心、空间系统司令部和国家侦察局等多个采购和卫星运营职位。教育经历 1997 年获得心理学文学学士学位,西点军校,南卡罗来纳州查尔斯顿 1999 年获得工商管理硕士(金融学),圣玛丽大学,德克萨斯州圣安东尼奥 2002 年获得中队军官学校(函授),阿拉巴马州麦克斯韦空军基地 2003 年获得中队军官学校(驻校),阿拉巴马州麦克斯韦空军基地 2010 年获得空军指挥参谋学院(驻校),阿拉巴马州麦克斯韦空军基地 2010 年获得军事艺术与科学理学硕士学位,空军指挥参谋学院,阿拉巴马州麦克斯韦空军基地 2013 年获得空军战争学院(函授),阿拉巴马州麦克斯韦空军基地 2019 年获得国防采办大学项目经理课程
摘要。高温超导体(HTS)非常有吸引力的高效和高能量密度功率设备。它们与需要轻型和紧凑型机器(例如风力发电)的应用特别相关。在这种情况下,为了确保超导器机器的正确设计及其在电力系统中的可靠操作,那么开发可以准确包含其物理功能但也可以正确描述其与系统的相互作用的模型很重要。为了实现这样一个目标,一种方法是共同模拟。这种数值技术可以通过有限元模型(FEM)带来机器的细几何和物理细节,同时处理整个系统的操作,该系统包含了机器,以及由外部电路代表的电网的子集。当前工作的目的是在涉及超导组件时使用这种数值技术。在这里,提出了一个案例研究,该案例研究涉及通过整流器及其相关滤波器与直流电流(DC)网络耦合到直流电流(DC)网络的15 MW杂交超导同步发电机(HTS转子和常规定子)。与风能应用有关的案例研究允许在使用与HTS机器的共同模拟时抓住技术问题。发电机的FEM是在商用软件COMSOL多物理学中完成的,该商品通过内置功能模拟单元(FMU)与电路模拟器Simulink进行交互。因此,它是在本研究中,引入了最新版本的最新版本J-与均化技术结合使用的配方,与T -A公式相比,计算时间更快。分布式变量和全局变量,例如前者和电压,电流,电磁扭矩以及后者的功率质量的电流密度,磁通量密度和局部损失,并进行了比较。这个想法是在计算速度,准确性和数值稳定性的标准下找到最适合的组合FEM电路。
对麦克斯韦恶魔和量子纠缠的研究很重要,因为它在物理学及其在量子信息中的潜在应用中具有基本意义。考虑到量子相关性,对麦克斯韦恶魔的先前研究主要集中在热力学上。在这里,我们从另一个角度考虑,询问是否可以通过执行工作来模拟量子非局部性相关性。因此提出了麦克斯韦恶魔辅助的爱因斯坦 - 波多森 - 罗森(EPR)转向,这意味着一种新型的漏洞。Landauer擦除原则的应用表明,在转向任务中关闭此漏洞的唯一方法是不断监视参与者当地环境的热量波动。我们构建了麦克斯韦恶魔辅助EPR转向的量子电路模型,该模型可以通过当前可编程量子处理器(例如超导量子计算机)来证明。基于此量子电路模型,我们获得了一个定量公式,该公式描述了由于恶魔的工作和量子非局部性相关性而导致的能量耗散之间的关系。结果具有很大的身体兴趣,因为它提供了一种探索和理解量子非本地性,信息和热力学之间关系的新方法。
电介质中的电偏振,电位移电流;麦克斯韦电场方程的简介,电流密度的连续性方程,修改磁场卷曲的方程式以满足连续性方程。麦克斯韦在真空和非导电介质中的方程,电磁场中的能量,能量流和poynting载体,示例,波浪方程,真空中的波平方,平面电磁波及其横向性质,偏振,偏振,电磁波和磁场之间的电磁波和磁场之间的关系。
电磁波是所有等离子体(实验室聚变等离子体或天体物理等离子体)的固有组成部分。研究电磁波特性的传统方法依赖于适合在当今经典计算机上实现的麦克斯韦方程的离散化。传统方法对于量子计算实现并不有效——量子计算是一种未来的计算资源,它提供了极快的速度和显著降低计算成本的诱人可能性。本文讨论了与在量子计算机上实现麦克斯韦方程相关的两个主题。第一个主题是制定麦克斯韦方程的量子薛定谔表示,用于在冷、非均匀和磁化等离子体中传播波。这种表示允许幺正、能量守恒、演化,并且很方便地适用于量子计算机的适当离散化。借助这些结果,第二个主题是开发一系列幺正算子,这些算子构成了量子比特格子算法 (QLA) 的基础。 QLA 适用于量子计算机,可在现有的经典计算机上实施和测试,以保证准确性以及计算时间随可用处理器数量的缩放。为了说明麦克斯韦方程的 QLA,我们给出了电磁波包在空间中局部非色散介电介质中传播和散射的时间演化全波模拟结果。