微波加熱腔體的電磁分布研究與仿真分析.pdf

1、微波加熱技術(shù)是近些年來(lái)快速發(fā)展的一種新型加熱技術(shù)，與傳統(tǒng)加熱技術(shù)相比，它具有即時(shí)性、高效性、選擇性加熱、環(huán)保無(wú)危害等特點(diǎn)。為了能夠更好利用微波加熱技術(shù)，需要設(shè)計(jì)出功率密度高和場(chǎng)均勻性良好的微波加熱腔體，以及掌握微波加熱過(guò)程中腔體內(nèi)電磁場(chǎng)分布情況。本文就腔體的電磁計(jì)算，以及使用仿真軟件對(duì)影響腔體場(chǎng)分布以及負(fù)載加熱效率的因素進(jìn)行仿真分析，為設(shè)計(jì)腔體以及微波加熱應(yīng)用提供參考。主要研究?jī)?nèi)容歸納如下：
　　首先，基于應(yīng)用較為廣泛的時(shí)域有限差

2、分法(FDTD)為計(jì)算方法，采用兩種不同邊界條件PEC和PML計(jì)算矩形腔體內(nèi)的電磁分布。求解結(jié)果表明PML邊界條件具有較小的反射，而PEC邊界條件具有較強(qiáng)反射，反射回來(lái)的電磁波與激勵(lì)源產(chǎn)生的電磁波相耦合。以PEC為邊界條件的對(duì)求解金屬制造腔體內(nèi)電磁場(chǎng)分布比較適合。
　　其次，使用CST仿真軟件對(duì)影響多源微波加熱腔體場(chǎng)分布的因素進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明，多激勵(lì)源能夠改善腔體場(chǎng)分布的均勻性和功率密度，采用正交開(kāi)口方向可以減弱激勵(lì)源間

3、的耦合，激勵(lì)源間的分布對(duì)腔體內(nèi)場(chǎng)分布具有較大的影響，并對(duì)激勵(lì)源間的距離進(jìn)行了優(yōu)化。
　　最后，針對(duì)負(fù)載介電特性對(duì)腔體場(chǎng)分布以及加熱效率的影響進(jìn)行研究。加入負(fù)載后腔體內(nèi)的電磁場(chǎng)分布發(fā)生較大的變化，不同負(fù)載影響也不同。介電常數(shù)變化對(duì)負(fù)載吸收微波能力影響不大，主要影響腔體內(nèi)電場(chǎng)的分布，介電常數(shù)大的，腔體電場(chǎng)值較大。損耗正切超過(guò)一定范圍后，負(fù)載吸收微波能力隨著損耗正切增大而減小，它對(duì)腔體電場(chǎng)分布均勻性影響很小。負(fù)載吸收微波能力與微波頻率整