谢中元，周霖

(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京100081)

脉冲磁流体发电机是一种将化学能直接转化为电能的系统的重要组件之一，其基本原理是导电流体高速切割磁场产生霍尔效应［1］。其中，均匀的强磁场是化学能转化为电能的关键，随着磁感应强度的增强能量的转化效率逐渐提高。因此，研究大空间均匀强磁场形成技术对脉冲磁流体发电机的研制具有重要的理论和实用意义。

永磁体聚磁一般通过磁回路设计和磁块的优化排列来实现，其中，Halbach 阵列和旋转定理是2 种有效形式［2］。李希南［3］等基于Halbach 永磁阵列结构提出了一种特殊的永磁体排列方式，在尺寸为75 mm×35 mm×27 mm 的小空间内形成了高磁场，平均磁感应强度达到1.22 T;Leupold［4-5］等基于Halbach 旋转定理将永磁块排列成中空圆柱形磁场，形成了双聚磁回路，在圆柱孔内(气隙)所产生的磁感应强度超过了永磁体的剩磁感应强度;Abele 等［6］提出了一种与旋转定理相似的永磁体设计方法，利用磁体本身的尺寸和磁块充磁方向的约束形成了双聚磁回路，在一定的空间内形成了高磁场。然而，在大尺寸空间下，由于漏磁较大，磁场均匀性较差，仅仅对永磁块进行结构优化不易实现均匀强磁场，因此必须寻求新的方法来提高磁感应强度和磁场均匀度，其中，在磁回路上添加软铁汇聚磁力线的聚磁技术是一种可行的方法［7］。

根据有关工程设计要求，研究在尺寸为104 mm×360 mm×500 mm 的脉冲磁流体发电机工作区域内，采用往磁回路上添加软铁聚磁的双聚磁回路结构设计方法，应用Maxwell 2D/3D 软件，分析各种影响因素对磁感应强度及其均匀性的影响。……