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三维稳态涡流场有限元分析的后验误差估计
李锦彪,
电工技术学报 , 2010,
Abstract: 介绍了几种有限元后验误差分析方法,特别对显式余量法、平均法及能量法在采用A-位对节点元涡流场分析中的应用作了比较和分析,并给出了应用这三种方法进行自适应有限元分析时的后验误差计算公式。实际算例表明,余量法及平均法可以用于稳态涡流场有限元分析的后验误差估计,在以涡流损耗作为计算重点时,能量法应该慎用。
单元级别并行有限元法求解工程涡流场的关键问题研究
唐任远,吴东阳,
电工技术学报 , 2014,
Abstract: 单元级别并行有限元方法(EBE-PFEM)目前尚未在工程涡流场求解中得到应用。由于含有不同导电媒质的工程涡流问题经有限元离散化得到的方程组呈现病态性质,给EBE-PFEM这一有效方法的应用造成了困难。本文从数学模型选择与算法实施两方面出发对此提出了解决方案。将修正矢量磁位法及二阶矢量位法应用于涡流问题的数学模型中,能够简化问题的数学模型并改善涡流场离散化方程组的性质;而采用EBE-PFEM法求解该方程组,可以解决工程涡流场分析的存储规模庞大、求解困难的问题。文中并给出了EBE-PFEM法在GPU(图形处理单元)上的实现过程。
开放式MRI永磁型主磁体的匀场方法
任自艳,,李会香
电工技术学报 , 2010,
Abstract: 以开放式永磁型MRI(magneticresonanceimaging)主磁体为研究对象,将人工的匀场过程与整数线性规划理论相结合,提出了基于中心磁场参照的匀场方法。建立无源匀场数学模型,并采用Lingo软件进行求解,引入数值分析方法计算小磁片阵列的影响值。数值分析及现场匀场实验均验证了该匀场方法可将成像区磁场的均匀度提高近50%。
大型电力变压器三维漏磁场与结构件损耗的时域分析
朱占新,,张艳丽
中国电机工程学报 , 2012,
Abstract: 提出了一种数值解与解析解相结合的材料均匀化处理方法,采用时域分析的方式,计算了正弦激励下非线性各向异性的叠片铁心中的三维漏磁场及结构件的损耗。以TEAMProblem21C-M1模型为例,通过损耗的计算值和测量值的对比,验证了该方法的正确性。并将该方法应用于1台DFP-380MVA/500kV单相电力变压器的数值计算中,结构件损耗的计算误差为6.166%。该方法在保证工程精度的前提下减小了计算规模,使得大型电力变压器结构件损耗的准确计算成为可能。
三维瞬态涡流-电路-运动系统耦合问题的新解法
张洋,白保东,
中国电机工程学报 , 2008,
Abstract: 提出一种分析瞬态三维电磁场-电路-运动系统耦合问题的新方法,该方法考虑了外部电路、材料非线性、涡流影响以及运动等因素,适用于工程计算。对于三维瞬态涡流场与电路耦合问题,应用Crank-Nicholson法进行求解;对于运动问题,应用一种非协调网格技术的插值运动边界法进行求解;三维电磁转矩的计算应用节点力法实现。为验证该方法的有效性,将其应用于TeamWork问题10、24以及24的运动模型的分析与计算,得到的结果误差均小于2%且计算时间明显缩短,即该方法能较为高效准确地解决瞬态三维电磁场-电路-运动系统耦合的问题。
大规模工程涡流场有限元计算的困境与展望
, 朱占新, 吴东阳, 王健
中国电机工程学报 , 2015, DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.05.028
Abstract: 精确计算涡流场分布及其在导电材料中产生的损耗,对于电工设备的优化设计与安全运行至关重要。在现阶段,特大型电机、变压器等电工设备中的三维工程涡流场有限元分析存在计算规模大、计算时间长和计算精度不能满足工程精度要求的问题。该文主要从计算方法的层面分析这类问题的研究现状和关键难点,介绍诸如叠片铁心材料特性的传统和改进型均匀化模型、子问题扰动有限元法、区域分解法、单元级别的并行有限元法等针对上述问题的研究对策,分析不同方法的优点和局限性,并提出对今后进一步研究策略的建议,作为快速、高效地实现三维工程涡流场大规模计算任务的参考。
对当前计算电磁学发展的观察与思考—参加COMPUMAG2011会议有感
,程志光,杨仕友,陈振茂
电工技术学报 , 2013,
Abstract: 国际电磁场计算会议COMPUMAG是计算电磁学领域最重要的世界性系列会议之一。本文介绍了2011年7月12~15日在悉尼召开的第18届COMPUMAG会议概况,包括所涉及的研究专题、不同国家和地区参加交流的论文数量等。根据会议论文的交流情况,分析了当前计算电磁学研究在工程问题计算和大规模问题计算方面的关注点和新趋势。针对会议的两页短文评审过程中产生的评分、录取和评价等信息,进行了一些统计工作,根据统计数据,分析了我国作者参会论文的数量和质量,并对我国参会论文质量的某些不足之处和今后的任务提出了作者的看法。
直流偏磁下不同磁化曲线对变压器铁心损耗仿真的影响
张艳丽,彭志华,,白保东
电工技术学报 , 2014,
Abstract: 直流偏磁下变压器铁心材料磁化特性采用不同的表述方式,将会产生不同的损耗仿真结果。本文基于爱泼斯坦方圈试验测量了30ZH120取向硅钢片的交流磁滞回环和交流偏磁磁滞回环,详细阐述并解释了交流磁化曲线、直流磁化曲线、平均磁化曲线、交流偏磁磁化曲线和交直流共同作用下磁化曲线的提取方法。从实验数据和理论分析的角度指出了交直流共同作用下磁化曲线与直流磁化曲线是同一条曲线。以两台干式变压器产品模型为例,设计并搭建了使变压器工作在直流偏磁条件的实验电路,测试并仿真计算了直流偏磁下电力变压器铁心的空载损耗。研究表明,计算分析直流偏磁电工设备时,可以用直流磁化曲线描述硅钢片材料的磁性能,为提高直流偏磁下变压器损耗仿真准确性提供了参考依据。
油浸倒立式电流互感器主绝缘电场分析与优化设计
阎秀恪,孙阳,于存湛,
电工技术学报 , 2014,
Abstract: 倒立式电流互感器在设计和制造工艺上较传统正立式产品有很大的区别,产品应用初期事故率较高,而绝缘事故占有较大比例。本文针对实际的油浸倒立式电流互感器的结构特点,提出有限元法与解析法相结合的电场计算模型,分层分段计算得到主绝缘的电场分布,并分析了影响绝缘性能的主要因素。采用径向基函数(RBF)神经网络动态响应模型结合遗传算法的优化策略,以降低最大场强为目标函数进行优化主绝缘设计。优化后的绝缘结构,主绝缘内的电场强度降低,电场分布更加均匀。优化方案为油浸倒立式电流互感器的设计和制造提供了理论指导和设计参考。
晶粒无取向硅钢片取向特性分析
张艳丽,孙小光,白保东,,任自艳,张殿海
电工技术学报 , 2013,
Abstract: 随着电机容量的增加,大型同步发电机的局部过热和振动问题尤为突出。在电机铁心损耗计算及振动分析过程中,需要准确描述无取向硅钢片的磁性能及磁致伸缩效应。本文基于单片硅钢片二维磁特性测试系统,测量了无取向硅钢片在旋转磁通条件下磁场强度矢量的变化轨迹,并根据磁通密度与磁场强度在一个时间周期内的矢量关系,分析了硅钢片的矢量磁特性及损耗特性。基于改进的单片磁致伸缩特性测试技术,测量了硅钢片在不同磁化方向上的磁致伸缩波形,定义并提取了能够描述硅钢片磁致伸缩特性的单值曲线。研究结果表明,无取向硅钢片具有取向磁性能和各向异性磁致伸缩特性。
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