摘要：水下主动电场定位方法是一种模拟弱电鱼水下主动电场定位器官的新型水下终端导航定位方法.水下主动电场定位系统的幅值频率特性(amplitude information-frequency characteristics)存在探索死区(DFDZ)和转折频率点(FIP)现象,基于传统理想电磁场理论的水下主动电场定位系统模型无法模拟出上述现象.为从理论上解释和模拟出主动电场定位系统的DFDZ和FIP现象,受勘探地球物理的启发,猜想该现象与被测物体和周围溶液之间的界面上产生激发极化效应相关;为验证猜想的正确性,采用最为广泛使用的激发极化效应模型——cole-cole模型来模拟激发极化效应,并在此基础上建立了基于cole-cole模型与理想电场模型耦合的有限元模型对主动电场定位系统的幅值频率特性进行模拟计算.计算结果表明:(1)该模型能够有效模拟出水下主动电场定位系统转折频率现象并与实验结果相吻合;(2)证实了采用激发极化效应来解释水下主动电场定位过程中存在的频率转折现象的合理性.该模型的建立有助于深入理解主动电场定位物理机制,并对主动电场定位系统的工程设计具有指导作用.

摘要：为了消除地电测量中的感应耦合干扰,并显著减少有效信息的损伤,设计一种以STM32为控制核心的基于cole-cole模型数值拟合的抗耦系统.通过对电源电路、阻抗匹配、双T滤波、单端输入转差分输出等模块电路进行详细的理论分析与具体设计实现信号采集与调理;通过抗耦时间点定位、cole-cole模型数值拟合等算法实现抗耦处理;通过在RLC电路模型和水槽模型上进行某斩波去耦系统和抗耦系统的对比测试验证系统有效性.结果表明:同等条件下,相较于某斩波系统,该抗耦系统在消除感应耦合的同时将有效信息损伤降低了10%以上.系统具有实用价值.

摘要：已有铬污染土壤的电学特征实验研究表明,土壤不仅具有电阻特性而且呈现电容特性。借鉴岩石复电阻率的cole-cole模型作为土壤的复电阻率模型。cole-cole模型中包含四个参数,直流电阻率、时间因子、充电率和频率因子。以溶液电导为基础建立土壤物理参数与直流电阻率的数学关系,以电磁场理论和双层胶体板模型为基础,开展对双电层形变的理论推导,建立土壤物理参数与时间因子的数学模型,最后通过与实验数据的对比验证了理论推导的准确性。

摘要：针对三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)电缆在运行过程中常受到机械、电、热等多应力共同作用而出现绝缘性能劣化的问题,研究了电缆绝缘用EPDM在拉伸状态下的介电谱。首先设计拉伸力施加夹具,搭建多应力介电频谱测试系统,测量EPDM在拉伸力和热应力共同作用下的介电谱,重点分析拉伸比对EPDM介质损耗因数的影响,然后利用cole-cole模型得到介电谱特征参量及其随拉伸比变化的规律,利用傅里叶红外光谱从微观角度分析EPDM的化学基团变化,最后结合载流子视在迁移率总结EPDM拉伸后的性能变化机理。结果表明:拉伸比对EPDM的复介电常数和介质损耗因数均有明显影响,特别是频率较低时,介质损耗因数会随拉伸比的增加先减小后增大。基于cole-cole模型分析表明,EPDM的直流电导率、弛豫强度和弛豫峰值频率均随拉伸比的增加先减小后增大。结合傅里叶红外光谱可知,在拉伸比达到一定值后,EPDM分子链会断裂,从去极化电流中提取到的载流子迁移率也随着拉伸比的增加先减小后增大。

摘要：有机硅弹性体因具有良好的绝缘性与耐高温的特性,广泛应用于高频、高压、高温工况下的SiC器件中。在宽频率、宽温度范围内,有机硅弹性体材料的介电性能对SiC器件内部电场分布产生极大影响,因此该文采用频域介电谱分析方法获得了宽频(10^(-2)-10^(7)Hz)、宽温度(20280℃)范围内的有机硅弹性体介电特性数据,掌握有机硅弹性体在不同频率、温度条件下的介电弛豫过程,在此基础上,采用改进cole-cole模型对有机硅弹性体的弛豫特性进行分析,获得温度对有机硅弹性体介电响应过程与介电特征参数的影响规律。研究结果表明,随频率上升,复介电常数实部明显下降并趋于稳定,复介电常数虚部呈现先下降后上升到达峰值的趋势。在高温低频条件(160℃以上,100Hz以下)下,有机硅弹性体材料出现明显的低频弥散现象,280℃下观测到了电荷扩散过程的出现;不同温度下cole-cole模型特征参数中直流电导率σ_(dc)、弛豫强度△ε与低频弥散强度ξ与温度的关系满足Arrhenius方程规律;高频介电常数ε_(∞)随温度升高而降低,与温度近似呈线性变化;弛豫时间τ在高温下随温度上升具有明显指数型下降趋势,其机理可利用双势阱模型描述。该文获得的有机硅弹性体宽频、宽温度范围内的介电特性可以为SiC器件封装绝缘设计提供数据支撑。

摘要：通过引入cole-cole模型,推导了2.5维复电阻率满足的边值问题.利用前期开发的地球物理正反演统一框架,从钢度矩阵的特点出发、结合基于符号分析的矩阵直接解法,设计实现了适合复电阻法的快速正演算法.该算法首先对边界进行了近似的处理,经处理的钢度矩阵只与供电频率及波数有关,而与供电点无关;其次设计了基于图论理论的矩阵重排与填入元分析算法,实现了改进的Cholesky算法(即LDLT算法);根据钢度矩阵特征及LDLT特点设计了高效的2.5D复电阻率计算流程,对于同一剖分结构只需进行一次符号分析,同频和波数的条件下所有供电点只需一次LDLT分解.利用快速算法,研究了cole-cole模型描述异常体的复电阻率振幅、相位、频散率值等参数的异常特征.

摘要：有机硅凝胶材料作为IGBT器件封装用绝缘材料,在器件的运行工况下,器件承受着重复性导通关断电压,对应频谱宽,且器件损耗将引起温度升高。为了能够准确分析器件内部电场特性,运用频域介电谱技术对有机硅凝胶在宽频、宽温度范围内的介电特性进行研究,利用叉指电极,实现对有机硅凝胶在不同温度下的宽频介电谱测试。采用cole-cole介电模型对实验数据进行拟合,并分析温度对cole-cole模型特征参量的影响规律。研究结果表明:频率和温度对有机硅凝胶的介电特性均有较大影响,在低频高温下,有机硅凝胶材料相对复介电常数的实部、虚部都显著增加。在所提取的cole-cole介电模型的特征参量中,直流电导率σ0及特征参量Δε1与温度之间的关系都满足Arrhenius方程,热活化能分别为0.233 eV与0.691 eV;弛豫时间τ1和τ2随温度的变化规律有所不同,但在高温时都明显增加。对半导体器件封装用有机硅凝胶材料介电特性的认知可以为器件内部电场分析和绝缘设计提供基础数据支撑。

摘要：海洋可控源电磁法(MCSEM)已日益成为海洋油气勘探的重要方法,但在传统MCSEM的数值模拟和反演解释中,通常考虑的是非极化海底介质模型,这与油气藏会产生激电效应的实际情况并不相符.在前人的研究基础上,本文总结了油气藏产生激电效应的两种模式:外生黄铁矿极化模式和油气藏自身极化模式.在典型的海洋4层地电模型基础上,本文设计了包含外生黄铁矿的海洋6层地电模型.基于这两种模型,通过推导MCSEM一维正演公式,引入cole-cole模型,本文分别计算了上述两种极化模式下MCSEM的激电响应,分析了各参数对两种模式下激电响应的影响特征,并对两种极化模式共同作用所产生的激电效应特征做了分析.结果表明,外生黄铁矿极化和油气层自身极化都会产生较明显的激电效应,而激电效应的强弱与观测频率、模型参数和激电参数有关.在相同的激电参数下,外生黄铁矿极化所产生激电效应的影响主要集中在小收发距处,而油气层自身极化所产生的激电效应则主要影响较大收发距处的场值.两种极化模式共同作用的效果相当于两种极化模式分别作用时的叠加.

摘要：复电阻率法二维正演采用二次场算法,结合有限单元法进行离散化,然后引入colecole模型,完成数值模拟。通过理论模型试算验证了二维正演程序的正确性。当模型剖分较细时,多发射源、多频率的正演计算效率有待提高。复电阻率法二维数值模拟是按发射源或频率计算,且各发射源之间、各频率之间计算是相互独立且互不影响的,因此通过引入MPI并行计算来提高其计算效率,从而减少其正演所需的时间。采用串行、并行复电阻率法二维正演程序来计算同一理论模型,结果验证了该并行程序的正确性。对并行算法的效率进行分析表明,该并行算法是可靠的、高效的。

摘要：为研究温度对矿用干式变压器Nomex绝缘频域谱特性的影响,设计了在不同温度下矿用干式变压器Nomex绝缘试样的频域介电谱(FDS)试验,比较了不同温度下Nomex试样的复介电常数频域曲线变化,并采用带直流电导修正的双弛豫cole-cole模型对试验数据进行了拟合,分析了温度对介电模型参数的影响。结果表明:温度对矿用干式Nomex绝缘的FDS曲线变化趋势有显著影响。