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一种等离子体溯源测量装置设计及性能测试 被引量:1
1
作者 李耀 贾军伟 +7 位作者 王青青 武宇婧 常猛 董学江 郝剑昆 郎昊 李绍飞 张韧 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第2期181-189,共9页
文章设计了一套等离子体溯源测量装置为验证感应耦合等离子体(ICP)源作为校准源的性能,找出满足朗缪尔探针溯源校准的最佳等离子体测试条件,提升测试准确性,采用控制变量法对不同工况下ICP源等离子体电子密度和电子温度的稳定性和均匀性... 文章设计了一套等离子体溯源测量装置为验证感应耦合等离子体(ICP)源作为校准源的性能,找出满足朗缪尔探针溯源校准的最佳等离子体测试条件,提升测试准确性,采用控制变量法对不同工况下ICP源等离子体电子密度和电子温度的稳定性和均匀性,以及电子密度的重复性进行测试。结果表明:在放电开始5~20 min内,等离子体电子密度和电子温度的稳定性分别优于99.4%和98.9%;在探针伸入真空腔体内440~480 mm的范围内,等离子体电子密度和电子温度的均匀性分别优于97.2%和93.6%;在等离子体源放电功率100~900 W范围时,等离子体电子密度的重复性优于86.6%,并且多数在92%以上。本研究可为后续等离子体诊断手段的优化提供参考。 展开更多
关键词 等离子体源 朗缪尔探针 控制变量法 结构设计 电子密度 电子温度
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电离层等离子体主动释放试验研究 被引量:5
2
作者 王劲东 李磊 +4 位作者 陶然 刘成 刘跃 程炳钧 谢良海 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期837-842,共6页
等离子体主动释放试验是空间物理研究的一种主动、有效手段.2013年4月中国科学院空间科学与应用研究中心在海南进行了中国第一次空间等离子体主动释放试验.探空火箭在190 km高度释放了近1 kg碱金属钡,形成一团由钡原子和钡离子组成的云... 等离子体主动释放试验是空间物理研究的一种主动、有效手段.2013年4月中国科学院空间科学与应用研究中心在海南进行了中国第一次空间等离子体主动释放试验.探空火箭在190 km高度释放了近1 kg碱金属钡,形成一团由钡原子和钡离子组成的云团.利用地面光学观测手段,记录了钡云从释放初期到末期的演化全过程,获取了钡云亮度、粒子密度、成分及扩散范围随时间的变化规律.通过对钡云漂移的研究,得到低纬度地区释放点处电离层的中性风场特性,其分析结果对于研究低纬度地区电离层动力学特性具有一定指导意义. 展开更多
关键词 探空火箭 等离子体
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多层球形二次电子测量装置的栅网电子透过率仿真研究
3
作者 刘斯盛 陈宝华 +4 位作者 齐鑫 彭卫平 杜嘉余 马彦昭 张涛 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第2期219-224,共6页
精确测量材料的二次电子发射系数(SEY)对研究航天器表面材料充放电具有重要意义。在二次电子测量装置中,栅网电子透过率是影响材料SEY测量精度的重要参数。文章通过仿真计算对一种多层球形SEY测量装置中影响栅网电子透过率的因素进行研... 精确测量材料的二次电子发射系数(SEY)对研究航天器表面材料充放电具有重要意义。在二次电子测量装置中,栅网电子透过率是影响材料SEY测量精度的重要参数。文章通过仿真计算对一种多层球形SEY测量装置中影响栅网电子透过率的因素进行研究,并对栅网网格参数进行优化。结果表明:栅网偏压对栅网电子透过率的影响较小;栅网网格参数是影响栅网电子透过率的主要因素,栅网线径为0.025 mm、格线间距为1 mm时栅网电子透过率达到最大。研究可为优化SEY测量装置设计提供参考。 展开更多
关键词 二次电子测量 二次电子发射系数 栅网电子透过率 仿真计算
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基于FDTD的时变等离子体中电磁波频域特性研究 被引量:1
4
作者 杨利霞 于萍萍 +1 位作者 郑召文 周祥 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1148-1154,共7页
推导了计算一维时变磁化等离子体的时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)的递推式,分析了一维情况下的时变等离子体中电磁波的频域特性,并通过选取算例,验证了该方法的准确性。对将等离子体频率按时间分为3个阶段的复杂情... 推导了计算一维时变磁化等离子体的时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)的递推式,分析了一维情况下的时变等离子体中电磁波的频域特性,并通过选取算例,验证了该方法的准确性。对将等离子体频率按时间分为3个阶段的复杂情况进行了计算分析,通过改变时变磁化等离子体占空比,得出了时变磁化等离子体对电磁波有频率漂移和频谱展宽等规律。 展开更多
关键词 时域有限差分方法 时变等离子体 频率漂移 占空比
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高超飞行器表面热效应地面模拟实验研究 被引量:2
5
作者 任琼英 刘国青 +5 位作者 赵华 易忠 郑慧奇 丁亮 李露 朱华 《航天器环境工程》 2015年第2期191-195,共5页
文章深入分析高超飞行器与临近空间大气相互作用的基本物理过程,激波加热及粒子碰撞产生等离子体的物理机制,并利用磁热屏蔽效应在高超飞行器模拟器与高速定向流间建立磁化等离子体鞘层,大幅降低中性激波气体向飞行器的能流传递,从而为... 文章深入分析高超飞行器与临近空间大气相互作用的基本物理过程,激波加热及粒子碰撞产生等离子体的物理机制,并利用磁热屏蔽效应在高超飞行器模拟器与高速定向流间建立磁化等离子体鞘层,大幅降低中性激波气体向飞行器的能流传递,从而为高超飞行器提供有效的热防护作用。通过两次比对实验验证了磁热屏蔽效应的有效性及工程实施的可行性,为今后研制高韧性、超轻质、可重复使用热防护复合材料提供了实验数据,奠定了技术基础。实验中利用层流等离子体源作为高能流密度热源是热防护实验装备上的创新,层流等离子体源能流截面大、能流密度高,可以针对高超飞行器表面热效应进行全尺寸的模拟实验。 展开更多
关键词 高超飞行器 热防护材料 地面模拟实验 层流等离子体 磁热屏蔽效应
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等离子体电磁波传播的仿真研究 被引量:1
6
作者 周勇 朱廷玉 +1 位作者 梁鑫 潘昱融 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第11期42-47,共6页
飞行器再入大气层时高速压缩周围气体,在高温作用下会在飞行器表面生成一层等离子体,导致通信信号难以传输,这是研究降低等离子体电磁波损耗的重要原因。文中针对电磁波在等离子体中的传播特性进行了理论分析,并在CST软件中建立了等离... 飞行器再入大气层时高速压缩周围气体,在高温作用下会在飞行器表面生成一层等离子体,导致通信信号难以传输,这是研究降低等离子体电磁波损耗的重要原因。文中针对电磁波在等离子体中的传播特性进行了理论分析,并在CST软件中建立了等离子体模型,仿真并分析了等离子体电波传播的损耗特性。为了改善电磁波通过等离子体层的能力,降低损耗,在等离子体区施加电场。仿真结果表明:施加电场后,对于频率f>7.25 GHz的电磁波,其在等离子体内的传播常数S21减小,传播能力提升,最大改善了6 dB。文中设计了等离子体试验箱,通过仿真研究得到了该试验箱等离子体分布,并据此研究了试验箱等离子体的电波传播能力,为实验提供理论参考。 展开更多
关键词 等离子体 电磁波 CST软件 S参数
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具有电子旋转方向的旋转间断的稳定性 被引量:1
7
作者 黄林 李罗权 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1989年第3期129-135,共7页
用一维混合粒子编码研究了具有电子旋转方向的对称和非对称旋转间断的稳定性。发现在相对窄的过渡层厚度下,具有电子旋转方向的旋转间断是不稳定的,它趋向于发展成离子旋转方向的旋转间断和一些MHD波。这个发展过程部分地受到电子温度... 用一维混合粒子编码研究了具有电子旋转方向的对称和非对称旋转间断的稳定性。发现在相对窄的过渡层厚度下,具有电子旋转方向的旋转间断是不稳定的,它趋向于发展成离子旋转方向的旋转间断和一些MHD波。这个发展过程部分地受到电子温度的限制。当过渡层厚度增加到足够宽时,电子旋转方向的旋转间断变成稳定的。本文简单地讨论了导致这种旋转间断不稳定的可能原因。 展开更多
关键词 旋转间断 过渡层厚度 稳定性
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低地球轨道空间等离子体参数的试验研究
8
作者 柴昊 贾军伟 +1 位作者 张明志 张书锋 《真空》 CAS 2013年第6期40-42,共3页
由于低地球轨道(LEO)空间中存在等离子体,会造成航天器表面的绝对电位不同,在空间站对接等过程中容易产生静电放电,从而影响航天器的正常运行。为了更准确的研究低地球轨道高度上等离子体对航天器表面电位的影响,本文采用微波电子回旋共... 由于低地球轨道(LEO)空间中存在等离子体,会造成航天器表面的绝对电位不同,在空间站对接等过程中容易产生静电放电,从而影响航天器的正常运行。为了更准确的研究低地球轨道高度上等离子体对航天器表面电位的影响,本文采用微波电子回旋共振(ECR)等离子体源模拟了空间等离子体,运用静电探针法获取了等离子体的伏安特性曲线,并分析了气流量和微波源功率对电子密度的影响,对模拟分析不同轨道高度空间等离子体对航天器电位影响有重要意义。 展开更多
关键词 等离子体 ECR 静电探针 电子密度
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磁尾多元等离子体片振荡与磁脉动的模拟
9
作者 路立 刘振兴 曹晋滨 《科学技术与工程》 2003年第1期90-91,共2页
在磁尾近赤道等离子体片区经常可以观测到可压Pc5脉动波[1].一般认为这种脉动波是由磁镜不稳定性产生的.Vaivds,et al.[2]提出观测卫星相对磁镜结构的晃动可能是该脉动波的成因.
关键词 磁尾多元等离子体片 振荡 磁脉动 磁能 内能 动能 计算机模拟 磁压力
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光学材料带电粒子辐照效应等效模拟试验方法研究 被引量:2
10
作者 刘海 刘刚 +2 位作者 肖景东 董尚利 何世禹 《航天器环境工程》 2011年第2期132-136,共5页
文章研究了空间带电粒子对光学材料辐照效应的等效模拟试验方法。在辐照试验研究基础上,针对光学材料分析了空间带电粒子辐照试验中辐照源选择、能谱效应、综合与顺次辐照效应和加速试验等几个关键问题,并根据空间带电粒子对光学材料的... 文章研究了空间带电粒子对光学材料辐照效应的等效模拟试验方法。在辐照试验研究基础上,针对光学材料分析了空间带电粒子辐照试验中辐照源选择、能谱效应、综合与顺次辐照效应和加速试验等几个关键问题,并根据空间带电粒子对光学材料的损伤特点,提出了模拟材料内部吸收剂量分布的等效试验方法。 展开更多
关键词 光学材料 辐照效应 模拟试验
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基于碱金属辅助电离的等离子鞘套模拟方法
11
作者 赵伟灼 李益文 +3 位作者 魏小龙 肖良华 张百灵 李应红 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期819-826,共8页
为解决再入过程中通信黑障与探测异常问题,对等离子体鞘套地面模拟方法进行了研究。以RAM C-II飞行试验为依据,计算了等离子体鞘套的参数范围。分析现有模拟设备,概括提出了高焓低速风洞的模拟方案,选取相适应的放电方式,并对流量功率... 为解决再入过程中通信黑障与探测异常问题,对等离子体鞘套地面模拟方法进行了研究。以RAM C-II飞行试验为依据,计算了等离子体鞘套的参数范围。分析现有模拟设备,概括提出了高焓低速风洞的模拟方案,选取相适应的放电方式,并对流量功率进行了计算。针对高温环境对电磁设备造成损坏以及所需功率难以实现的问题,提出添加碱金属的解决方案,并进行了试验验证。试验结果表明,添加碱金属可以使电子密度提升约一个数量级。对方案效果进行评估,预期功率需求降至兆瓦量级。 展开更多
关键词 再入 等离子体鞘套 地面模拟 电子密度 碰撞频率
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高功率微波注入平流层对臭氧的影响
12
作者 冉茂怡 胡耀垓 +1 位作者 李凯扬 赵正予 《武汉大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期199-205,共7页
高功率微波注入大气层形成人工电离区是一种可以促进臭氧生成的方法.然而,很少有研究对其进行定量分析.本文采用时域有限差分法对高功率微波大气传播模型进行差分离散,结合电子促进臭氧生成的相关化学反应,对平流层不同高度(20~50km)... 高功率微波注入大气层形成人工电离区是一种可以促进臭氧生成的方法.然而,很少有研究对其进行定量分析.本文采用时域有限差分法对高功率微波大气传播模型进行差分离散,结合电子促进臭氧生成的相关化学反应,对平流层不同高度(20~50km)的电子、O、O_2、O_3等粒子在微波作用下的变化情况进行了模拟与定量分析.结果显示:在高功率微波作用下,电子数密度在大气击穿前增加到最大值;大气击穿难度随着高度(20~35km)的增加逐渐减小;在30和35km处,显著增加的电子可以促进臭氧数密度增大3个数量级且能够维持约400s. 展开更多
关键词 高功率微波 电子 臭氧 时域有限差分法
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微波辐照球形煤焦间的电场强化效应
13
作者 吕潇宇 刘海玉 +3 位作者 牛俊天 乔晓磊 金燕 樊保国 《上海电力大学学报》 CAS 2023年第1期40-46,共7页
微波等离子体在材料处理及能源环境等领域有着广泛的应用,但微波辐照球形煤焦颗粒影响电场强化效应的因素目前并不明确。通过建立电磁波频域固体传热耦合模型,研究了2个球形煤焦颗粒间的电场强化效应。结果表明:当2个颗粒接触点处的表... 微波等离子体在材料处理及能源环境等领域有着广泛的应用,但微波辐照球形煤焦颗粒影响电场强化效应的因素目前并不明确。通过建立电磁波频域固体传热耦合模型,研究了2个球形煤焦颗粒间的电场强化效应。结果表明:当2个颗粒接触点处的表面法线和电场方向之间的夹角从40°增加到50°时,微波的入射角达到了煤焦界面的临界入射角,电场强化效应出现骤降;微波在球形煤焦颗粒内的穿透深度对电场强化效应起决定性作用;球形煤焦颗粒间的电场强化效应最佳条件是小间距而不是无间距。 展开更多
关键词 微波辐照 球形煤焦 电场强化效应 微波等离子体
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两种翼型螺旋桨ARA-D和S1223的等离子体增效实验研究 被引量:3
14
作者 张立志 李修乾 +2 位作者 陈庆亚 聂万胜 车学科 《航天器环境工程》 2017年第1期81-85,共5页
文章首先基于雷诺相似理论,在地面螺旋桨实验平台上开展ARA-D翼型螺旋桨微秒脉冲等离子体增效三维实验,结果表明,等离子体对螺旋桨拉力增效效果随着脉冲频率增加而减弱,而螺旋桨转矩受等离子体影响随拉力增效效果增加而减弱,拉力、效率... 文章首先基于雷诺相似理论,在地面螺旋桨实验平台上开展ARA-D翼型螺旋桨微秒脉冲等离子体增效三维实验,结果表明,等离子体对螺旋桨拉力增效效果随着脉冲频率增加而减弱,而螺旋桨转矩受等离子体影响随拉力增效效果增加而减弱,拉力、效率最大增幅分别达到10.79%、11.56%。而后基于雷诺相似理论及叶素理论,在低湍流度风洞开展S1223翼型螺旋桨叶素微秒脉冲等离子体增效二维实验,结果表明等离子体激励提高了翼型各叶素拉力,其中根部与尖部叶素表现尤为明显。二维实验结果可为三维实验激励器展向排布方案提供理论依据。2种实验结果均表明,等离子体射流可以有效抑制翼型表面流动分离。 展开更多
关键词 螺旋桨 等离子体 叶素理论 流动控制 边界层分离
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PROBING PLASMA SPECIES IN A TM_(010) CAVITY
15
作者 江妙瑞 《Transactions of Tianjin University》 EI CAS 1995年第1期71+68-71,共5页
ith the aid of a fibre optical device, the profile of plasma parameters, such as plasma length and noise power spectrum, in a normally enclosed TM 010 cavity was probed. Experimental results show that the physical len... ith the aid of a fibre optical device, the profile of plasma parameters, such as plasma length and noise power spectrum, in a normally enclosed TM 010 cavity was probed. Experimental results show that the physical length of a plasma is linearly related to the microwave power applied and that the profile of noise power spectra varies significantly along the length of a plasma. 展开更多
关键词 TM_(010) cavity microwave induced plasma noise power spectrum fibre optical light collecting device
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两种用于实验模拟空间等离子体漂移速度剪切的方法
16
作者 黄可昕 张逍 +2 位作者 金融 刘宇 雷久侯 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期35-41,67,共8页
E×B漂移速度剪切广泛存在于日地空间等离子体,是一种重要的不稳定性自由能来源。相对于空间被动观测,在地面等离子体实验中主动激发E×B漂移速度剪切有助于对相关不稳定过程的研究。我们设计并测试了两种主动激发E×B漂移... E×B漂移速度剪切广泛存在于日地空间等离子体,是一种重要的不稳定性自由能来源。相对于空间被动观测,在地面等离子体实验中主动激发E×B漂移速度剪切有助于对相关不稳定过程的研究。我们设计并测试了两种主动激发E×B漂移速度剪切的方法:双等离子体叠加法和环电极法。初步结果表明,两种方法可以提供不同强度和空间尺度的E×B漂移速度剪切,并可以满足后续有关电离层不均匀体研究以及等离子体过程研究等空间等离子体地面实验的需求。 展开更多
关键词 速度剪切 径向电场 偏压电极 电离层不均匀体
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“实践四号”及空间带电粒子探测 被引量:3
17
作者 都亨 《环境遥感》 CSCD 1994年第4期312-316,共5页
“实践四号”及空间带电粒子探测都亨(中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080)1空间带电粒子及其效应在空间环境诸因素中,带电粒子的影响最为突出。其中高能带电粒子的剂量效应曾是50年代、60年代空间环境研究的主... “实践四号”及空间带电粒子探测都亨(中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080)1空间带电粒子及其效应在空间环境诸因素中,带电粒子的影响最为突出。其中高能带电粒子的剂量效应曾是50年代、60年代空间环境研究的主要问题,为此有数十颗卫星进行了探测... 展开更多
关键词 空间环境 带电粒子 卫星探测
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非周期多层电流片中的非稳态磁场重联
18
作者 刘一凡 王小虎 +1 位作者 郑惠南 王水 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第19期2098-2102,共5页
多层电流片是空间等离子体中一种普遍的现象.例如,太阳风中就观测到多层日球层电流片结构.在多层电流片中发生的各种动力学过程可能对太阳耀斑、日冕加热、太阳风与磁层耦合等有着重要影响.一些作者应用解析和数值方法讨论了双层或周期... 多层电流片是空间等离子体中一种普遍的现象.例如,太阳风中就观测到多层日球层电流片结构.在多层电流片中发生的各种动力学过程可能对太阳耀斑、日冕加热、太阳风与磁层耦合等有着重要影响.一些作者应用解析和数值方法讨论了双层或周期电流片中撕裂模不稳定性的特征,发现反对称模的增长率远大于对称模.本文的目的是应用磁流体力学模拟方法数值研究非周期三层电流片中的磁场重联过程,发现与周期电流片不同,这是一种复杂的非稳态磁场重联.随着重联过程的发展,初始的反向电流片将逐渐消失,并在相应位置形成一个大的磁岛. 对于二维((?)/(?)_z=0)二分量(B_z=0,V_z=0)问题,初始磁场取为B=B_x(y)i_x。 展开更多
关键词 多层电流片 磁场重联 数值模拟 空间等离子体
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大振幅离子声波非线性效应的理论和实验研究
19
作者 王文清 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期257-259,共3页
QNeil和Altshul等研究了大振幅电子朗缪尔波随时间阻尼的非线性理论.Franklin等实验得到了电子朗缪尔波振幅周期性变化的结果.但由线性朗道阻尼(或增长)发展到非线性效应几个阶段的理论和实验研究进行的很少.本文对离子声波非线性效应... QNeil和Altshul等研究了大振幅电子朗缪尔波随时间阻尼的非线性理论.Franklin等实验得到了电子朗缪尔波振幅周期性变化的结果.但由线性朗道阻尼(或增长)发展到非线性效应几个阶段的理论和实验研究进行的很少.本文对离子声波非线性效应的研究证明理论与实验的结果比较是一致的. 展开更多
关键词 离子声波 非线性效应 等离子体 非线性朗道阻尼
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一种适用于磁流体力学切向间断的HLLC黎曼算子
20
作者 习心悦 郭孝城 王赤 《计算物理》 CSCD 北大核心 2022年第3期286-296,共11页
磁场的存在使得磁流体力学特征波模不同于流体力学,因此直接由流体力学HLLC黎曼算子导出的HLLC双中间态在交界的间断面会出现不守恒的问题。通常降级采用HLL单磁场中间态代替HLLC双磁场中间态以实现守恒和计算稳定,代价是切向间断的模... 磁场的存在使得磁流体力学特征波模不同于流体力学,因此直接由流体力学HLLC黎曼算子导出的HLLC双中间态在交界的间断面会出现不守恒的问题。通常降级采用HLL单磁场中间态代替HLLC双磁场中间态以实现守恒和计算稳定,代价是切向间断的模拟精度不足。本文对此进行改进,在模拟切向间断时仍然保留原有的HLLC双磁场中间态,同时各守恒量仍然能够满足Toro相容条件;改进型HLLC算子在间断两侧的磁场分量存在差异,因此能够更精确还原切向间断面。基于数值测试,包括一维激波管和切向间断的时变模拟,以及地球磁层三维数值模拟,将模拟结果进行对比,结果表明:相比于已发展的HLLC算子,改进型HLLC算子对切向间断具有更好的捕捉精度,能够达到或接近耗时更多的HLLD算子的模拟精度。 展开更多
关键词 磁流体力学 黎曼算子 HLLC 切向间断
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