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为了在单边核磁共振仪器外产生梯度恒定的磁场，提出利用基于拓扑优化和有限元法的优化设计方法。通过伴随变量法推导出永磁系统中拓扑设计灵敏度的解析表达式，在连续性拓扑灵敏度分析的基础上，利用罚函数法来优化单边核磁共振仪器永磁磁体的磁化方向。数值结果表明，提出的优化方法能使单边核磁共振仪器外产生梯度恒定的磁场。