微分积分结合方法在轴向气隙永磁电机三维磁场计算中应用

微分积分结合方法在计算电机内磁场时,不仅具有连续性求解的优点,而且它是实现在小型机上算大题目较为理想的方法。用这种方法计算传统电机的三维磁场问题已有人做过一定的工作,而用这种方法计算结构特殊的轴向气隙永磁盘式电机的三维磁场还存在一些新的问题需要解决。论文作者已成功地将这种方法用于轴向气隙永磁盘式电机的三维磁场计算中。本文只介绍其计算过程中与传统电机不同的两个特殊问题,即轴向气隙永磁电机的有限元离散方程中永磁体激励项计算方法及对称旋转公式的研究,最后给出用此方法对一台爪形电枢轴向气隙永磁盘式电机三维静磁场的计算结果。     

改进边界元法及其在齿轮有源温度场中的应用

在齿轮本体温度场研究的基础之上，对齿轮有源温度场这一典型的位势问题从理论上进行了探讨．研究表明，在求解齿轮有源温度场问题时，采用二维Ｇｒｅｅｎ公式把区域积分变换成边界积分，不用建立内部单元，而仍只须离散问题的边界，避免了区域积分这个冗长的数值积分计算过程，使求解拉氏方程问题仅离散边界的主要优点得到充分发挥，因此，该方法是一种经济、实用的数值计算方法，此方法的引用使得齿轮有源温度场的实用研究成为可能．关键词     

扇形截面杆扭转问题研究

根据格林函数和保角变换，得到扇形区域内扭转应力函数和应力积分公式，计算了扇形截面的刚度和区域内的应力．并根据自然积分得到边界应力积分公式，通过强奇异积分的数值方法，求得边界上的应力．     

分区介质样条边界元位移反分析法

通过改造均质体边界积分方程,对分区粘弹性介质的全定义域建立位移反应分析介积分方程及数值求解格式,其具体做法是：在满足分区介质的边界条件和区界联接条件下,均质体边界积分方程来引入虚拟力影响项,用样条函数把分区介质的边界积分方程离散化,由此简化了分区问题反分析计算程序,使之与求解均质问题的计算方法趋于一体。     

基于双层位势的非定常扩散方程的虚边界元解法

对于二维非定常扩散方程边值问题,采用与时间有关的基本解,基于双层位势的延拓,建立虚边界积分方程,然后用虚边界元法求解.通常的虚边界积分公式是利用单层位势的延拓来建立虚边界元积分方程,但对带时间变量的单层位势,要涉及到指数积分函数的计算.提出了基于双层位势的方法,计算时没有涉及到对基本解的时间积分,避免了用直接边界元方法求解时遇到的指数积分函数.最后,通过数值算例验证了该方法的有效性和可行性.     

无奇异边界元解钢筋混凝土板弯曲问题

用非奇异基本解建立求解钢筋混凝土板弯曲问题的边界积分方程．非奇异基本解取自各向同性板弯曲问题齐次微分方程的一般解和完备系，使求解边界积分方程容易．笔者对边界未知量采用样条插值，计算精度良好。     

用有限元与边界元耦合方法计算地下洞室开挖问题

采用有限元与边界元耦合方法求解地下结构牯弹塑性问题．在边界元的计算区域内．通过引入伽辽金张量将体力问题的对域积分转化为边界积分；自编了耦合方法计算程序．并给出有关程序处理技术；最后结合实例对耦合方法和单一有限元法的有关参数进行了比较．     

无网格虚边界法在无限域问题中的应用

采用具有紧支特性的样条函数构造近似函数,将无网格虚边界法应用于无限域问题的求解。该方法既具有无网格法不依赖网格和边界元降维的优势,同时虚边界和真实边界的分离又消除了边界型方法存在的奇异积分、边界层效应和角点问题。数值算例表明,该方法具有较高的计算精度和良好的收敛性,适合于求解无限域问题。     

注射模三维温度场的数值分析

考虑到注射模的结构特点(型腔为狭缝面，冷却孔细长)，通过边界方程及边界梯度方程的耦合，推导出求解注射模三维温度场的边界积分方程，并给出了计算基本解积分的数值方法及高阶奇异积分的解析方法；最后通过实例说明了数值分析在冷却系统设计中的应用．     

用边界轮廓法求解断裂力学L积分

证明断裂力学Ｌ积分方程的被积函数的散度等于零,将面积分转化为线积分,使求２解问题的维数降低两维。利用边界轮廓法的结果,使平面断裂问题Ｌ积分的求解转化为边界占的位移和面力线性迭加,避免了求解数值积分。     

边光滑有限元-边界元耦合法计算二维瞬态涡流场

为了提高二维瞬态涡流场的计算精度与速度,结合边光滑有限元法计算精度高和边界元法占用计算机内存少的优点,提出一种基于边光滑有限元法——边界元法相结合的混合算法(ES-FEM-BEM)来计算二维瞬态涡流场.在相同网格划分密度下,相较于传统的有限元-边界元耦合算法(FEM-BEM)而言,该混合算法具有明显提高计算精度的优点.同时建立了二维脉冲线圈-铝板模型,并对铝板表面的磁场强度进行计算.结果表明:在网格划分密度相同的情况,ES-FEM-BEM的计算结果与测量结果的最大相对误差只有3.4%,而FEM-BEM的计算结果与测量结果的最大相对误差达到31.8%.基于边光滑有限元法和边界元法耦合的混合算法,可为瞬态开域涡流场分析提供重要的参考依据.     

永磁同步电动机的设计新方法

提出了一种设计永磁同步电动机的新方法。这种方法是用直接设计法确定电动机的主要尺寸，然后用二维有限元法确定电动机的空载、负载和电枢反应磁场，再用场路结合的方法确定电机的参数和性能，并根据磁场分布和性能要求对电动机的主要尺寸进行调整和优化，因此使设计更准确。     

边界点方法解Reissner型板

采用Reissner型板基本解来构建一系列特解,再通过边界点法确定边界元方程系数矩阵的全部元素,解算中不涉及具体插值,不用数值积分,避免了奇性处理,而任意点物理量的计算不依赖于待解的边界未知量,算效高,精度好。本法还可用来分析其它各类板壳问题,无论是各向同性还是各向异性的。不同的只是应按各自的基本解来构造全特解场矩阵。     

基于有限元法的永磁缓速器涡流场分析

为了提高缓速器气隙磁场和制动力矩计算精度,将矢量磁位法应用到永磁缓速器涡流场有限元计算中,并考虑转子磁导率的非线性以及涡流产生磁场对永磁体磁场削弱作用.应用电磁场有限元仿真软件,采用混合自动剖分技术,得到缓速器电磁场数值解.试验结果表明,静态工作间隙磁感应强度计算值与试验值误差在5%以下,永磁缓速器制动力矩数值计算值与试验值吻合较好.     

轴对称非稳态温度场的边界元计算问题

利用权余法推导了三维非定常热传导问题的边界元公式,由此得出轴对称问题的边界元公式和基本解.由于级数收敛情况较为复杂,本文采用了一系列数值计算,得到了满意的结果.     

钢筋混凝土板分析的边界无单元法

提出了求解钢筋混凝土板弯曲问题的边界无单元法,使求解边界积分方程容易。算例表明,方法简单,精度高。     

无刷永磁直流电机的绕组参数计算

绕组电感参数的准确计算对于永磁无刷直流电机的动态性能分析具有重要的意义,分别介绍了绕组电感参数计算的磁场分析法和磁场势磁导法,并结合具有内外转子不同结构的两种永磁无刷直流电机的应用实例,对比分析了两种电感参数计算方法的计算精度与实用性。     

温度场中冻土接触的蠕变边界单元模型

讨论了接触问题的发展状况.基于临界边界单元法,研究温度场中具有蠕变效应的冻土接触载荷传递问题.分析表明,冻土接触体的能量耗散含在滑动域内切向位移中并进行传递,接触位移区域状态通过热荷载历程进行控制.建立了用于冻土热蠕变分析的增量关系及边界单元法格式.并给出了接触位移和接触力的基本分析结果,并对此进行了讨论.     

横向磁通永磁电机的三维电磁场分析

横向磁通永磁电机转矩密度远高于普通结构电机，但结构较复杂，内部磁场呈三维分布.为弄清横向磁通电机内部磁场的分布及优化设计规律，需采用三维有限元的分析方法.通过采用ANSYS软件进行分析，并用ANSYS的APDL语言进行二次开发编程，对一种三相分布在同一个圆周上的永磁体内置式横向磁通永磁电机进行了三维电磁场分析，对该电机不符合周期条件的三维电磁场求解区域在工程设计允许范围内进行了简化处理，在电磁场分析计算的基础上，给出了电机参数计算方法，并给出了在此基础上的数学模型，对横向磁通永磁电机的空载及负载电磁场进行了计算，给出了空载反电动势和电抗的计算方法, 最后，通过与样机测试结果的对照研究，验证和完善分析方法.     

表贴式永磁电机电枢反应磁场的子域模型

将表贴式永磁电机的电枢反应磁场划分为气隙子域(包含永磁体区域)、定子槽子域和定子槽开口子域,求解各个子域上的泛定方程得到其通解;施加通过考虑转子偏心的一阶摄动法得到的边界条件和分界面条件,来求得每个子域上电枢反应磁场的解析解.建立可以精确考虑定子槽、定子槽开口和转子偏心影响的表贴式永磁电机电枢反应磁场的解析子域模型,将解析模型的计算结果与采用有限元法得到的计算结果进行对比,结果表明:该解析模型可以精确地预测含有齿槽效应和转子偏心（静偏心、动偏心及两者组合）影响的表贴式永磁电机的电枢反应磁场.