螺线管磁场(纯HTML:点云/方向/磁场线)
你现在可以在“点云”之外,用磁场线(streamlines)来看方向与拓扑:
- 点云:颜色=|B|(最直观的“大小”显示)
- 磁场线:用积分得到的“跟随 B 向量”的曲线,便于看结构;可用按钮“一键替换掉点云”
注意:磁场线“密度”严格来说依赖你怎么选起点(seed);本工具默认均匀播种,偏定性展示。
几何参数(单位:mm)
推导值
线圈长度 L ≈ -
外半径 R_out ≈ -
总匝数 N = -
安匝 NI = -
电流与显示模式
当前显示:点云
你说的“最大值在边上靠近线圈”是正常的:靠近电流导体处 |B| 更大。对 helicon 设计更有用的是看等离子体柱附近(小 r)的轴向场强与梯度。
磁场线(Streamlines)参数
磁场线通过数值积分 d𝒙/ds = ± B/|B| 得到;积分只在你设置的计算域内进行。
若你想看 z 远处弱场:把 轴向 margin_z 调大,并把 显示阈值 设为 0;磁场线会自然延伸到更远的 z。
计算精度/性能
展开
磁场线模式很吃计算:每一步要算一次 B。若卡顿,优先降低:seg_per_turn_field、种子数、最大步数。
运行与结果
状态:等待计算…
中心磁场(r=0,z=0)
Bx = -
By = -
Bz = -
|B| = -
轴线上最大值检查(只在 r=0 搜索)
轴线上最大 |B| 出现在 z = -,值 = -
对照(sanity-check):
B_long ≈ μ0·(N/L)·I(长螺线管近似)
B_finite_sheet(有限长度薄电流片近似)
B_long ≈ -
B_finite_sheet ≈ -
原理与注意事项(简版)
- 使用 Biot–Savart:B = (μ0 I/4π) Σ (dl × r)/|r|^3(离散线段叠加)。
- 线圈用真实螺旋中心线;导体 ID 仅用于“空心水冷”视觉表达。
- 全空间最大 |B| 通常在靠近导体处,这与你看到的“边上最大”一致。对 helicon,建议把计算域半径缩到等离子体半径附近并关注轴向。
- 若你要看 z 远处弱场:加大 margin_z,并把 显示阈值=0。