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1、毕业设计（论文）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。就我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。如在文中涉及抄袭或剽窃行为，本人愿承担由此而造成的一切后果及责任。本人签名_ 导师签名_年 月 日华东交通大学毕业设计(论文)任务书姓 名谭金生学号20090210010626毕业届别2013专 业铁道电气化毕业设计（论文）题目基于MATLAB软件的电磁场的可视化研究指导教师孙惠娟学 历硕士职 称讲师具体要求：1、设计内容：（
2、1）研究电磁场的基本理论和电磁场的数值计算方法，麦克斯韦方程组；（2）研究仿真软件PDE工具箱的使用；（3）研究模型内部电磁场，建立电磁场的模型，划分网格；（4）仿真软件实现电磁场的仿真， 实现其磁场分布，磁通密度分布以及等磁位面绘制的结果可视化；（5）完成2000字的与设计内容有关的英文资料的翻译。2、设计要求与步骤：（1）检索电磁场的基本理论和电磁场的数值计算相关文献；（2）熟悉电磁场数值计算，有限元方法；（3）建立模型电磁场模型；（4）仿真软件实现模型电磁模型仿真；（5）完成英文资料的翻译；（6）撰写论文，要求概念清晰，理论分析正确，书写规范3、应收集的资料及主要参考文献：1胡之光电机电
3、磁场的分析与计算（）北京：机械工业出版社，19821-322严威利，杨庆新，汪友华电气工程电磁场数值分析（M）北京：机械工业出版社，20054-423冯慈璋，马西奎工程电磁场导论(M)北京：高等教育出版社，200092-1144The MathWorks. Partial Differential Equation Toolbox Users GuideP. 3 Apple Hill Drive Natick, MA 01760-2098.进度安排：设计各阶段名称日 期%1查阅资料、研究电磁场数值计算，有限元方法2月3月中旬102建立模型电磁模型电磁模型3月中旬4月中旬203实现模型电磁模型仿
4、真4月中旬5月中旬504毕业设计论文写作、答辩5月下旬6月205英文资料翻译设计期间自行安排 指导教师签字： 年 月 日教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日题目发出日期设计（论文）起止时间附注：华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书课题名称基于MATLAB软件的电磁场的可视化研究课题来源华东交通大学课题类型DZ导 师孙惠娟学生姓名谭金生学 号20090210010626专 业铁道电气化开题报告内容：一、研究的目的和意义： 各种电磁场与电磁波现象都具有复杂的空间分布，而电磁场与电磁而又具有不可见和不可触摸的特性，只能进行抽象的想象或通过仪器进行数据测量，MATLAB强大的工程计算能力能对电
5、磁理论公式进行方便快捷的计算，能利用其强大的图形处理能力将计算和实验数据用各种形式的图形表示，特别是MATLAB的3D图形功能，能力用理论公式和实验数据将电磁在空间的分布直观的进行描绘，并提供旋转视角功能，将电磁空间分布规律直观的展现出来，对于实验教学与科研都具有极大的意义。借助计算机图形学技术，对电磁场环境，电磁现象进行视觉再现，可以为相关研究人员，指挥决策人员提供直观快捷的数据依据。电磁场可视化是一个综合性技术，需要充分考虑电磁场模拟数据类型的多样性，磁场物理环境复杂性等特点。目前电磁场可视化研究对象主要针对电磁数值计算数据进行研究，其目的是为计算所得的数据提供直观的图形分析，可视化方案也
6、比较单一，通常以等值线或等值面的形式；部分研究人员在对电磁场可视化的同时，也开始研究对电磁场可能产生影响的空间环境进行可视化。 MATLAB在数据可视化方面具有很强的功能，它可以将数据以多种形式加以表现。能绘制二维平面图图形和三维立体图形，能绘制复数坐标、极坐标对数坐标图形，能绘制曲线图、条形图、扇形图、曲线图等多种图形，还能很方便地改变坐标范围、添加图例、填充图形。特别是对于三维图形具有旋转视角的功能，这对于展现电磁三维空间分布的直观效果具有极大的帮助。综上所述，利用MATLAB工具对电磁场各个模型进行仿真,实现电磁场的可视化,对于研究电磁场的作用以及消除电磁场的影响,在现实生活中都有积极的
7、意义。二、研究方法：使用Matlab/pdetool工具箱先对磁场进行图形交互模式或命令方式建模，得到电机基本模型；随后删除模型中多余的线条，得到电磁模型，并对模型加入边界条件；接着对模型划分区域，并对各个区域设定磁导率和电流密度；然后设置网格的划分方式，将整个区域划分为有限个三角形单元。最后进行求解，可到一个可以清晰、直观的显示磁通密度，静磁矢势的等势线的图象，从而达到电磁场的可视化。三、 研究内容： 研究PDE tool box工具箱各个功能按键的含义。熟悉建模的命令语句，规划电机磁场的模型；研究如何删除多余线条，如何进行设定边界条件；研究如何设置区域内的磁导率和电流密度；如何网格划分，设
8、定三角形单元的个数；研究如何求解，得到显示磁通密度，静磁矢势的等势线。研究如何利用PDE工具对电磁场实例进行可视化模型仿真。比如电偶极子，地铁站，电磁场如何分布，如何将抽象的电磁场绘制出来，以便更好的研究各个磁场的作用。进度安排：设计各阶段名称日 期%1查阅资料、研究电磁场数值计算，有限元方法2月3月中旬102建立电磁模型3月中旬4月中旬203实现电磁模型仿真4月中旬5月中旬504毕业设计论文写作、答辩5月下旬6月205英文资料翻译设计期间自行安排参考文献： 1 苏金明，张莲花，刘波MATLAB工具箱应用M北京：电子工业出版社，2004322-332 2 何红雨电磁场数值计算法与MATLAB实
9、现M武汉：华中科技大学出版社，2003 3 钟顺时，钮茂德电磁场理论基础M西安：西安电子科技大学出版社，1998125. 4 郭杰荣，蔡新华，胡惟文基于MATLAB的空间电磁分布可视化研究J长沙：中国科技论文统计源期刊20058-22. 5 许永兴电磁场理论及计算M上海:同济大学出版社,1994 6 严威利，杨庆新，汪友华电气工程电磁场数值分析M北京：机械工业出版社，20054-42 7 冯慈璋，马西奎工程电磁场导论M北京：高等教育出版社，200092-114 8 尚涛，石瑞伟，安宁，张李义工程计算可视化与MATLAB实现M武汉：武汉大学出版社，2002方法及预期目的：通过了解电磁场计算方法，
10、利用MATLAB、 PDE以及电磁场专业软件的使用,利用计算以及软件实现电磁场数值仿真和可视化，对电偶极子，电动机等电磁场的数值应用仿真和场态可视化，编程语言使得这些电磁场在PDE仿真工具中绘制出电磁场可视化模型，实现电磁场的可视化。 指导教师签名： 日期：课题类型：（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究； （2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题 （1）、（2）均要填，如AY、BX等。华东交通大学毕业设计(论文)评阅书(1)姓名学号专业毕业设计(论文)题目指导教师评语：得分指导教师签字：年 月 日评阅人评语：得分评阅人签字：年 月 日华东交通大学毕业设计(论文)评阅书(2)姓名
11、学号专业毕业设计(论文)题目答辩小组评语：等级 组长签字：年 月 日答辩委员会意见： 等级 答辩委员会主任签字：年 月 日（学院公章）注：答辩小组根据评阅人的评阅签署意见、初步评定成绩，交答辩委员会审定，盖学院公章。“等级”用优、良、中、及、不及五级制（可按学院制定的毕业设计(论文)成绩评定办法评定最后成绩）。华东交通大学毕业设计（论文）答辩记录姓名学号毕业届别专业题目答辩时间答辩组成员（签字）：答辩记录： 记录人（签字）： 年 月 日 答辩小组组长（签字）：年 月 日附注：摘要基于MATLAB软件的电磁场的可视化研究摘要电磁场理论是一门研究电磁现象的科学，而同时电磁场又具有抽象，不好描述等特点，为了能让电磁场能够被更好地研究，就必须使其可视化，让其能够直观的展现。MATLAB软件对于研究电磁场可视化能起到非常大的帮助，对于电磁场研究也有很重要的意义。本文主要采用MATLAB软件的两种方法来实现电磁场的可视化，其中一用编程M语言的方式实现电偶极子的电磁场可视化，二是利用MATLAB软件的PDE工具来实现电机内部磁场的可视化仿真，PDE工具本身就具有解决复杂偏微分方程的功能，而且有各种应用模式，只要你选择电磁场应用模式，就可以用来解决电磁场问题。M
