极其微弱的磁场环境称为近零磁场环境,近零磁场环境已经被应用在了前沿科学、国防、航天等许多领域,具有重要的科研意义。哈尔滨工业大学承担建设的国家重大基础科技设施“空间磁环境模拟与研究系统”,通过屏蔽地磁以及其他各类磁场干扰,从而模拟零磁环境。该项目建造了一个高精度高可控的零磁装置,该装置是我国空间环境地面模拟装置重要组成部分。本课题研究的大型零磁装置的主要工作是研究装置的分析方法以准确地对装置的性能进行分析,为零磁装置的建设提供理论基础,进而建成世界一流的零磁装置。在零磁装置进行分析之前,需要对装置所使用材料的磁特性进行测量。本课题根据行业内通用的测试标准对装置使用的坡莫合金材料进行了磁特性方面的测量。本课题以测试原理为依据,对现有的测试系统进行改进。使用改进后的系统,提高了材料磁特性的测试准确性。为坡莫合金材料建立了高精度的磁滞模型,并在材料样品上进行实验,使用粒子群法获得了磁滞模型的相关参数。本文介绍了在静态和时变两种情况下计算零磁装置屏蔽系数的方法,分别通过解析法和等效面有限元法对无穷长的屏蔽筒及正方体屏蔽室的屏蔽能力进行了分析。针对非正弦周期性或非周期性外磁场波形下内部动态磁场波形的计算问题,提出将有限元与JA模型相结合的方法——JA-FEM法。为了提高对实际零磁装置屏蔽能力理论分析的精度,建立了含气隙的搭接结构模型,基于该模型求解了实际装置的屏蔽层的等效磁滞模型参数,进而利用JAFEM方法计算出装置的屏蔽系数。最后对哈尔滨工业大学的零磁装置的屏蔽系数进行理论计算,并将理论分析结果与实际测量结果进行对比,验证了JA-FEM方法和含气隙的搭接结构模型的可行性。利用此方法计算了任意外磁场波形下屏蔽室内部的动态磁场波形,与实验波形基本吻合。本文为分析实际屏蔽装置的屏蔽能力提供了一种切实可行的方法。