二维开域电磁场的一般解法

针对开域空间磁场计算问题，提出了求解二维开域电磁场问题的一种新解法。这种解法可以将开域的场域缩小到包含所有铁磁媒质和电流区域的最小圆形范围，而问题的结果可以覆盖整个开域空间，计算分析表明，这种方法实现简单，只需求解圆形区域的有限元方程和边界方程，所需计算内存和CPU时间都很小。     

永磁电机电磁场的边界元方法

本文采用边界元方法对永磁电机电磁场进行了分析。本文对电磁场问题边界积分方程的建立,边界积分方程的离散和多种材料时边界元方法的处理及开域电磁场计算方面的应用进行了深入的研究。本文拓展了永磁电机电磁场的研究思路,把边界元方法引入永磁电机电磁场计算的实践,具有一定的意义和较高的实用价值。     

稀土永磁同步发电机瞬态电磁场和瞬态参数计算

利用双轴原理考虑电枢反应和磁场的关系,确定了尽可能小的求解场域。从电磁场理论出发,采用加权余量法和改进的尤拉折线法,分析计算了稀土永磁同步发电机三相突然短路瞬态电磁场和瞬变特性,利用最小二乘法根据瞬态电磁场计算结果计算了电机的参数,并做了实验验证。     

用边界单元法分析计算大型变压器三维涡流场

以矢量磁位为未见知量，给出了３Ｄ开域涡流场问题的边界单元法数学模型，对１台大型电力变压器低压引线产生的三维开域涡流进行了实例分析计算。     

求解电磁场的分片多项式方法

本文对给定区域的任意三角剖分，利用分片二次多项式的基函数，导出了一种求解任意场域二维电磁场问题的新数值计算方法－分片多项式方法，按此方法不仅可保证场域中位函数的连续性，而且可保证场量（位的导函数）的连续性，从而提高了电磁场问题数值解的精度，本文方法与通常线性插值有限法相比较，还具有三角元剖分数少及初始输入数据工作量小等优点。     

电磁场计算中用数值解逼近解析解的新方法

提出了一种电磁场计算中用数值解逼近解析解的新方法。此方法将所求解的电磁场场域采用多种剖分，在不同剖分情况下，计算所求的场量或参数，用最小二乘法拟合出所求场量或参数的准精确表达式。本文用两个有解析解的模型对此方法进行了验证，验证表明此方法的计算结果与解析解的结果十分接近。同时还给出了一个将本文提出的方法与矩量法相结合计算电容的实例。     

直线运动各向异性媒质中的三维电磁场方程及一般定解问题

将直线电机统一等效为各向异性体,提出了一种准确的电枢齿槽三维整体等效方法,由麦克斯韦方程组导出了以单一矢量磁位表示的直线运动各向异性媒质中完整的三维时变电磁场方程和三维正弦交变涡流场方程,结合边界条件给出了直线电机开域场的一般定解问题,并提出了一个新的各向异性规范,简化了三维场中基本方程的表达及三维场的分析计算.解析与FEM计算实例验证了其正确性.直线运动电磁机构的许多问题可归结为此定解问题的求解.本文可作为预测直线电机二维、三维稳态和瞬态电磁场分布及性能的理论基础.     

电磁检测中的开域电磁场数值计算

该文以涡流电缆偏心检测为例，针对电磁检测中开域涡流磁场难于求解这一问题，根据有限元和边界元的特点，对开域电磁场，采用设定虚拟边界的方法将无界场域分割成闭合的内部区域和开放的外部区域，在两个区域分别采用有限元法(FEM)和边界元法(BEM)，在虚拟边界上采用直接耦合方法，使有限元方程和边界元方程得以成功组合，从而获得全域解。该方法避免了利用自然边界划分有限元区和边界元区，使开放的边界元区含有多种媒质及源，造成边界元方程组非对称满阵阶数过高，难于计算的缺点。得出了磁场的分布及其检测对象的涡流损耗。计算结果与偏心量变化的线性关系和实验结果与偏心量变化的线性关系在视在阻抗的物理意义上具有良好的一致性，且磁场分布趋势合理。     

永磁自起动电动机转子结构与起动性能相关性分析

针对不同转子结构下电动机的起动性能不同,建立了二维电磁场数值计算模型,确立了不同转子结构下的电磁场求解域,利用有限元法对电动机启动过程中的瞬态电磁场进行了数值计算,分析研究了电动机的不同起动性能参数。指出了不同永磁转子结构下的自起动电动机的性能特点以及转子结构和起动性能间的相互关系。为今后类似永磁电动机的设计提供了理论依据。     

EMS型磁悬浮列车电磁系统动态电磁场的有限元分析及其悬浮与牵引力特性的研究

该文基于有限元数值计算的场路耦合的动态数学模型，分析了ENIS型磁悬浮列车电磁系统动态电磁场分布及其相应工程参数。为避免由于电机定、转子相对运动而引起的气隙场域剖分网格的畸变问题，在气隙中引入了运动边界。实例计算验证了该文构造方法的正确性和工程实用性。     

小波-伽辽金有限元法及其在电磁场数值计算中的应用

在分析国内外研究现状,综合前人工作的基础上,将一般紧支集正交小波应用于电磁场的数值分析和计算。首先,导出了适用于含多种媒质边值问题数值计算的小波－伽辽金有限元模型,然后给出了一种新的处理一般边界条件的通用方法,最后提出了小波－伽辽金有限元法中任意点关联系数值精确的时域计算方法。计算实例表明：与现有其它有限元类算法相比较,文中算法具有数值解精度高、冲分简便、灵活,并能提供整体任意给定精度分层解等优点     

轴对称恒定电磁场的标量边界元法

本文从三维恒定电磁场的边界积分方程及基本解出发推导出轴对称恒定电磁场的标量边界元法。这包括边界积分公式，基本解及边界元方程的导出，系数矩阵元素的计算与场量的求取。文中特别对系数元素计算时奇异积分的处理进行了详细的探讨。通过对两个电场问题的计算分析，表明建立的方法是可行的，具有较高的精度，可以很方便地应用于具有轴对称特性的电工设备的恒定电磁场分析与设计。     

处理电磁场有限元运动问题的新方法

该文总结了电磁场有限元分析中处理运动问题的现有处理方法，指出现有方法中存在的效率低、通用性不强和时间步长不确定等缺点。通过对现有独立坐标系方法的改进，提出一种新的处理方法。新方法不再受运动边界节点必须始终一一对齐的约束，在计算过程中时间步长可以保持为定常数，而空间步长由计算结果决定，取消了有限元网格单元边长对空间步长的限制。通过对异步电机暂态起动过程的计算，证明了新方法的有效性。新方法可以有效地提高电磁场有限元分析中对运动问题处理的时间效率。     

矢量磁位散度约束的罚函数方法中罚因子的数值特性

介绍了三维电磁场有限元数值计算中约束矢量磁位的罚函数方法，通过实例计算讨论了罚因子的取值对有限元刚度矩阵性态、矢量磁位散度的约束及场数值解精度的影响。     

AN ADVANCED BOUNDARY INTEGRAL EQUATION METHOD FOR TWO-DIMENSIONAL ELECTROMAGNETIC FIELD PROBLEMS*

ABSTRACT

The features of an advanced numerical solution capability for two-dimensional electromagnetic field problems governed by Laplace's Equation or, under certain conditions, by Poisson's Equation are outlined. Specifically, the relevant Boundary Integral Equation (BIE) formulation is presented, and a process for numerical solution is given based on assumed piecewise-quadratic variation of the boundary functions over boundary segments which, in turn, are assumed to be piecewise-quadratic curves between nodes. This numerical process based on quadratic assumptions is contrasted with the piecewise-constant or piecewise-linear assumptions which appear more commonly in the literature. A problem involving the forces on the windings in the “window” of a simple core-type transformer is solved for illustration     

无网格伽辽金法及其在电磁场数值计算中的应用

将无网格伽辽金法推广应用于电磁场的数值计算。详细论述了移动最小二乘近似的基本原理和具体实施过程，采用罚因子法处理第一类边界条件。基于修正的弱形式泛函的建立，导出了算法的离散模型。为验证所述的模型和方法，给出了数学验证和计算实例。     

特高压直流换流阀电磁场与电磁兼容研究进展

特高压直流换流阀的电磁场和电磁兼容性是其研制过程中的关键问题,国内外学者对此进行了系统研究。中国电力科学研究院成功研制出中国首个具有完全自主知识产权的800 kV/4 750 A特高压直流(ultra high voltage directcurrent,UHVDC)换流阀。针对电磁场和电磁兼容问题,利用三维电场边界元法实现换流阀寄生参数的提取,通过理论计算、数值仿真及试验测试等多种手段,对瞬态电磁干扰等问题提出了解决方案,为换流阀的研制和工程应用提供了必要的技术支撑。总结了上述领域的研究成果,对未来特高压直流换流阀电磁兼容领域的研究课题与解决方案提出了一些建议和设想。     

A tabu search strategy for an efficient solution of linear systems in electromagnetic problems

A strategy is proposed to enhance the performance of some numerical methods used in the solution of electromagnetic problems. The strategy can be extended to any numerical method based on the partitioning of the spatial domain into elementary cells. Two different implementations of the strategy are compared: modified-reversed Cuthill-McKee and tabu search. While the former is well known, the latter is here applied for the first time to such problems. Their application is shown in conjunction with three different numerical methods: mode matching of complex MW circuits, finite difference solution of PDE and FEM analysis of microstrip lines. The efficiency and versatility of the approach is proved for each of the three numerical methods, reaching a reduction in the working times of up to 20 times. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于L-稳定的显式积分法的电磁暂态仿真计算方法

对电力电子化电力系统的电磁暂态仿真计算,除经常面临状态变量的突变现象以外,还存在间断现象或间断问题。临界阻尼调整方法(Critical Damping Adjustment, CDA)可避免状态变量的突变所导致的数值振荡问题,但CDA方法不太适合处理间断问题。事实上,经典的CDA方法通常是"忽略"间断问题。为进一步优化电磁暂态仿真计算,采用泰勒级数的Padé逼近推导出一类显式且L-稳定的数值方法,既可彻底避免数值振荡问题,也能有效处理间断问题。因此,可以用此类显式方法来替换CDA方法中的隐式欧拉法,其中L-稳定的显式方法专门用于处理突变现象以及间断问题,而隐式梯形积分法主要用于处理其他的状态变量。理论分析以及初步的算例结果表明,相对于经典的CDA方法,这种新的组合方法在面临频繁的间断问题时具有更高的计算效率。     

A combined method of simulation of an electric circuit and field problems in the theory of induction heating

A combined method for numerical computation of the electromagnetic field in induction-heating systems is proposed and used. The method consists in a combination of methods of integral equations for the computation of the electromagnetic field in the area outside the load and methods of finite elements or finite differences for the computation of the electromagnetic field inside the load. A method of simulation of electrotechnical systems with simultaneous solving of circuit and field problems is proposed based on this method. Using the example of induction-heating devices, an external problem associated with the computation of circuit inductors, power supplies, and balancing capacitors and an internal problem related to the computation of the electromagnetic field and internal heat sources inside the load are formulated. The simulation of induction heaters is considered taking into account features of thyristor frequency converters with a parallel inverter.