电流场中的互补有限元法及其约束条件的研究

研究了互补有限元法及其在电磁能量和电磁参数计算中的应用，提出了约束条件的处理方法，使得对互补有限元法的实施类同于通常的有限元法，并且成功地将互补有限元法应用于单相水阻器电流场的分析与计算中。计算结果与试验值能很好地吻合，故此所编制的计算程序可直接应用于工程实际，供设计者参考。     

用模拟电荷法分析与计算单相水电阻中电流场

水电阻在水电厂中遇到故障时用作加裁电阻。本文利用模拟电荷法求解单相水电阻中电流场的边值问题;水电阻按照水电厂中实际使用的结构来计算。推导了有关公式,编制了计算程序,通过上机计算与工业试验结果比较,其相对误差在工程容许范围内,是相当准确的,故此方法可用于单相水电阻的系列设计,以供设计者参考。     

三相水电阻中电流场的分析与计算

本文利用子面元法求解三相电阻中电流场的边值问题。假设子面元上的电荷为线分布来分析;分别推导了用于开放式和容器式三相水电阻的有关公式,编制了用于开放式三相水电计算程序。对于开放式水电阻,通过计算与工业试验结果作了比较,其相对误差在工程容许范围内,故此方法可供设计者参考。     

大电流母排三维涡流场-温度场耦合分析

利用有限元方法建立大电流开关柜母排的三维涡流场——温度场耦合分析模型,计算三维涡流场,得到磁感应强度和焦耳损耗的大小及分布规律;将焦耳热作为热源,通过顺序耦合方式计算出母排的温度场分布情况.实验结果验证了计算模型的准确性.在此基础上深入探讨不同工作电流对母排产生的温度场的变化规律,对设计大电流开关柜有参考价值.     

轴对称场中的互补有限元法及其在电磁参数计算中的应用

本文研究了互补有限元法及其在电磁能量和参数计算中的应用。针对轴对称场的情况,提出了边界平行于r轴且为二类边界条件时的处理方法,使得此时对互补有限元法的实施类同于通常的有限元法,并且成功地将互补有限元法应用于单相水阻器电流场的分析与计算中,计算结果与试验值能很好地吻合,与子面元法计算结果相比,精度高,从而,所编制的计算程序可直接应用于工程实际,供设计者参考。     

三维短翼的水动力性能计算研究

针对以速度势为基本变量的船舶螺旋桨面元理论在计算小展弦比三维短翼的水动力性能精度较差的实际情况,考虑自翼梢面元泄出的自由涡,利用简捷的关于扰动速度势的基本积分方程并结合Morino数值库塔条件、压力库塔条件,建立了考虑自翼梢面元泄出的自由涡的三维短翼水动力数值计算模型,以达到提高三维短翼水动力计算精度的目的.为避免在物面上数值求导,用Yanagizawa方法求得物面上的速度分布并通过Bernoulli方程计算三维短翼的压力分布,以此计算三维短翼的升力系数等宏观量.数值分析表明该模型是有效的.进一步考虑涡的衰减,可较好的模拟翼后的流场.     

用边界元法解电磁位场的边值问题

本文采用边界元法求解电磁位场的边值问题,简便、精确,易于处理不均匀和复杂的结构,并且对无界区域不需要某些附加条件,为工程应用提供了一条有效途径。     

含不稳定电流源轴对称非静态场的计算

利用麦克斯韦方程组和场的轴对称性，首先导出了3个基本表达式，即磁感应强度B的径向分量表达式、轴向分量表达式以及电场强度E的切向分量表达式，然后，以对称轴的已知不稳定场量为初始值，以这3个表达式为基础，通过不断地迭代并总结各表达式的规律，得到了含不稳定电流源轴对称非静态电磁场的无穷级数表达式，并将结果代回到麦克斯韦方程组进行了验证。这一方法也可供其它类型的含不稳定源轴对称非静态场的计算借鉴。     

三相大电流母排周围工频磁场计算方法分析

建立三相母排计算模型,用3种方法分析所得磁场分布曲线基本一致。在对于计算精度要求不高时,可以采用比较简单的解析方法。对误差要求较小时,必须考虑大电流的集肤效应,采用模拟电流法相对更为准确。     

表面阻抗法在三维涡流问题中的应用

分析推导了三维涡流场中低透入深度导体表面的三维表面阻抗条件。经过适当的处理，并与Ａ，φ－Ａ法结合形成修正的表面阻抗法，通过对ＴＥＡＭ－ＷＯＲＫＳＨＯＰ问题２１的计算证实：表面阻抗条件的修正是合理的，且以较小的计算量可以得到较好的计算结果。     

三相六极开放式水阻器的水面电位分布

水电站中新机运行时,三相六极开放式水阻器常用作电气负载。为了防止事故发生,确定水面安全区域,必须计算水面的电位分布;文献[1,2]分别叙明用子面元近似数值法分析和计算三相三极水阻器中的电流场。首先,本文在此基础上推出三相六极水阻器水面电位的计算公式,通过模拟试验装置,电位计算结果与测试结果相当吻合,说明计算方法正确,实际可行;其次,将所编程序用于三相六极开放式水阻器实例,求出水面电位分布曲线,供工程人员参考。     

一种实用的三维涡流场解法

变压器的漏磁场分布复杂,计算工作量极大。本文利用解三维涡流场较简便的改进的—ψ方法对一台三相箔式变庄器的漏磁分布、附加损耗、涡流分布及电动力分布进行了计算,结果是合理的。从而表明改进的—ψ方法完全可以用来解决实际工程问题,的确是一种简单方便而且有效的方法。     

感应加热电饭煲涡流场与温度场分析

为了研究感应加热电饭煲的工作情况及相关结构参数对其性能的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,建立了以sus430为主要涡流发热材料的三维电磁场有限元模型,分析了导体中涡流场的分布情况,并分别改变相关结构参数比较涡流功率的变化趋势.利用workbench软件分析研究其温度场,将仿真结果与样机实测温度值对比,验证了仿真方法的正确性.通过有限元法对感应加热电饭煲三维涡流场和三维温度场的研究,为相关感应加热系统的优化设计提供了可靠依据.     

电磁场方程及定理的系统结构

本文阐述了电磁场方程与电磁场定理间的内在联系及系统结构,提出由电磁场方程的解导出电磁扬定理的新理解,指出各种定理的内涵及其逻辑关系。     

Roles of initial current carrier in the distribution of field-aligned current in 3-D Hall MHD simulations

A three-dimensional (3-D) Hall MHD simulation is carried out to study the roles of initial current carrier in the topology of magnetic field, the generation and distribution of field aligned currents (FACs), and the appearance of Alfvén waves. Considering the contribution of ions to the initial current, the topology of the obtained magnetic field turns to be more complex. In some cases, it is found that not only the traditional B _y quadrupole structure but also a reversal B _y quadrupole structure appears in the simulation box. This can explain the observational features near the diffusion region, which are inconsistent with the Hall MHD theory with the total initial current carried by electrons. Several other interesting features are also emerged. First, motions of electrons and ions are decoupled from each other in the small plasma region (Hall effect region) with a scale less than or comparable with the ion inertial length or ion skin depth d _i =c/ω _p . In the non-Hall effect region, the global magnetic structure is shifted in +y direction under the influence of ions with initial y directional motion. However, in the Hall effect region, magnetic field lines are bent in −y direction, mainly controlled by the motion of electrons, then B _y is generated. Second, FACs emerge as a result of the appearance of B _y . Compared with the prior Hall MHD simulation results, the generated FACs shift in +y direction, and hence the dawn-dusk symmetry is broken. Third, the Walén relation in our simulations is consistent with the Walén relation in Hall plasma, thus the presence of Alfvén wave is confirmed. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40474058 and 40536030), the Key Project of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40390152), Chinese Fundamental Research Project (Grant No. G200000784), Chinese Key Research Project (Grant No. 2006CB805305), and the Key Displine Project of Beijing     

变压器三维电场分析方法探讨

阐述了用ANSYS分析变压器三维电场时存在的问题和缺陷，通过简化变压器模型可较好的解决这一问题．利用INVENTOR建立变压器模型，并介绍了INVENTOR所建模型导入ANSYS的方法．采用强加零边界法和无限单元法分别对高压变压器的三维电场进行了分析和计算，分析对比了两种不同方法的计算结果，并给出变压器的电位和场强分布．计算结果与理论分析的结论相一致，证实了所述分析方法的合理性．     

变压器三维电场分析方法探讨

阐述了用ANSYS分析变压器三维电场时存在的问题和缺陷,通过简化变压器模型可较好的解决这一问题. 利用INVENTOR建立变压器模型,并介绍了INVENTOR所建模型导入ANSYS的方法. 采用强加零边界法和无限单元法分别对高压变压器的三维电场进行了分析和计算,分析对比了两种不同方法的计算结果,并给出变压器的电位和场强分布. 计算结果与理论分析的结论相一致,证实了所述分析方法的合理性.     

用高阶混合有限元法分析同步电机异步运行特性

为了在分析计算同步电机异步运行特性时能较好地考虑磁饱和效应和涡流效应,本文提出了计算电机内非线性涡流电磁场(包括速度涡流)的高阶直边、曲边单元相结合的高阶混合有限元法,以便更为有效、准确地计算同步电机的稳态异步运行特性.文中得出了相应的计算格式和固有矩阵.推导出了用电磁场量计算电磁转矩的通用公式.最后,以一台同步电动机异步起动为例,分析计算其稳态异步运行特性、励磁绕组附加电阻对起动特性的影响.计算表明,本文方法所得结果比传统方法的结果更为接近实测值.