在利用电磁悬浮技术实现液滴悬浮的过程中,液滴内部往往存在剧烈对流、外部伴随快速旋转和质心的水平位移等不稳定因素,因此,实现液滴的稳定悬浮是完善电磁悬浮技术的关键。本文采用实验观测和数值模拟的方法,探讨了线圈结构和施加静磁场对液滴稳定性的影响。实验测量了铜液滴在不同线圈中的温度,结果表明在相同底匝半径的情况下,液滴在锥形线圈中的温度比在柱形线圈中更低,减少稳定线圈匝数,虽然可以降低液滴温度,但熔化所需的时间变长。增大悬浮线圈和稳定线圈之间的间距S,液滴温度降低,但间距S变大容易引起横向漂移。因此,后续实验采用间距较小(S=6mm)的锥形线圈3-2。实验通过U形磁场组件对液滴所在空间施加横向静磁场,利用高速相机记录了不同磁场强度下纯铜熔融液滴的振荡变形过程,分析了横向静磁场对悬浮铜液滴振荡频率、振幅以及旋转的影响。实验发现:对于熔融前的固态铜颗粒,若静磁场强度超过0.3T,铜颗粒几乎以静止状态悬浮。熔融后,当施加0.15T的静磁场,与未加静磁场时相比,R-、A和Dmax的振幅分别减小了25%、76%和60%;随着磁场强度的增加,振幅、m=±1和m=±2模式的振荡频率减小,但横向静磁场对m=0模式的振荡频率影响微弱。横向静磁场还抑制了悬浮铜液滴的旋转,当磁场强度增加到0.53T时,悬浮液滴只在10°的角度范围内摆动。这些结果表明,施加横向静磁场能够有效提高悬浮液滴的稳定性。根据实验结果,计算得到静磁场强度为0.53T下空气环境中1963K熔融铜液滴的表面张力为693.4 m Nm-1。本文还分别模拟了不同线圈结构、径向静磁场和竖直方向的静磁场对电磁悬浮铜液滴内部流动和温度分布的影响,结果表明,在底匝半径相同的情况下,柱形线圈中悬浮空间的交变磁场强度大于锥形线圈。增加稳定线圈匝数,会增强悬浮空间的磁场强度。悬浮空间磁场强度越大,液滴温度越高,流动越强。径向和竖直方向的静磁场都能有效抑制液滴内部流动,相同静磁场强度下,径向静磁场对流动的抑制作用比竖直方向的静磁场更强。模拟清晰的呈现了液滴内部的流动,液滴内部存在两个流向相反的速度环流,大环流位于赤道附近,小环流位于液滴左下角;温度分布呈底部高顶部低的分布规律,最高温度出现在液滴左下角,未加静磁场时液滴中的最大温差为3.74K,随着静磁场强度的增加,液滴内部流动受到抑制,导致内部温差变大,当静磁场强度超过0.4T,温差达到了3.95K。