开域电磁场问题的有限元法

在伽辽金有限元法中引入几何变换法建立求解开域电磁场问题的数学模型,该方法保留了有限元法系数矩阵对称,稀疏的优点,可以求出截断区域以外的场值,利用现有的有限元程序进行适当的修改即可实现开域电磁场问题的有限元计算,以无限长通电导线的开域场为例进行了计算和验证。     

待发表文章摘要预报

永磁操动机构磁场计算及动特性分析高会军林莘蔡志远 在建立永磁操动机构动态分析数学模型的基础上,采用有限元分析方法对永磁操动机构励磁后的动态特性进行计算,得出了动铁芯运动过程中的机构磁场分布,线圈电流、动铁芯的位移、运动速度及在运动中受力随时间变化的规律,并比较了在两种不同激磁方式下的机构运动特性及电压大小对永磁操动机构运动特性的影响． 开城电磁场问题的有限元法胡岩唐任远 在伽辽金有限元法中引人几何变换法建立求解开域电磁场问题的数学模型．该方法不破坏有限元法系数矩阵对称、稀疏的优点．可以求出截断区域…     

关于电磁场的自然单元法

有限元法和无网格法在电磁场数值计算中已经得到了广泛的应用,然而有限元法存在前处理网格剖分问题,无网格法存在计算时间长、边界条件和不连续面难处理等问题。针对以上问题,本文提出了利用自然单元法求解电磁场的方法,该方法根据场域中的离散点的信息构造自然邻点插值函数,最后算出场值。通过算例证明了该方法在电磁场计算中的可行性。     

二维开域涡流场A位有限元一边界元耦合算法

研究了二维开域涡流场矢量磁位Ａ的有限元一边界元耦合算法：直接耦合法和间接耦合法，给出了上述算法应用于国际电磁场２１＃基准问题Ｂ模型的计算结果，为将耦合算法推广到三维涡流场Ａ－Φ位计算打下了基础。     

趋势估计法求解电磁场开域问题

提出了使用曲线拟合趋势估计法求解电磁场开域问题，趋势估计法通过逐级扩大求解区域，用有限元法解得这些闭区域的解，然后用量小二乘法进行曲线的拟合，并对结果进行估计，从而求出开域解，用该方法计算了一方形电流线圈产生磁场的开域问题，将计算结果与ABCs法和毕奥－萨伐定律计算值进行比较，各点的计算值基本上是相吻合的。     

二维开域涡流场A位有限元—边界元耦合算法

研究了二维开域涡流场矢量磁位Ａ的有限元－边界元耦合算法：直接耦事法和间接耦合法，给出了上述算法应用于国际电磁场２１＾＃基准问题Ｂ模型的计算结果，为将耦合算法推广到三维涡流场Ａ－φ位计算打下了基础。     

计算多介质电场节点场强的有限元-边界元法

为了解决节点有限元法在多介质电场计算中场域边界及介质分界面处场强计算精度不高的问题,提出了一种有限元-边界元混合算法。该算法首先应用节点有限元法计算多介质场域中的节点电位,然后将场域划分成多个单一介质的子域,子域边界处的电位通过有限元法计算的节点电位映射插值得到。接下来对各个子域分别采用边界元法计算边界处的法向场强,子域内部任意位置的场强则通过边界积分方程计算得到。数值计算结果表明该方法在场域边界以及分界面处节点场强的计算精度比传统的面积加权平均算法高,场域内部节点场强的计算误差也较低。所提方法不仅适合于静电场的计算问题,也适合于其它场强在介质分界面处不连续的矢量场计算问题。     

考虑饱和和运动的电机瞬态电磁场有限元计算

给出一种既能计及饱和又能考虑电机定、转子之间相对运动的计算电机瞬态电磁场的方法．该方法基于有限元数值计算，采用场路耦合的动态模型．为避免由于考虑电机转子旋转而引起的气隙场域三角形网格的变形，在气隙中引人了运动边界．通过实例计算，结果令人满意．     

电磁场数值分析中的B样条有限元法

本文基于变分原理和B样条函数理论的应用,以矩形单元上的B样条函数作为形状函数,构造了B样条有限元法,为规则场域中电磁场分析计算问题提供了一种理想的数值计算方法。本法与通常的有限元法相比,不仅可得更高精度的位函数数值解,而且基函数的一阶导数连续,使场量计算精度也相当理想。此外,计算量和所需计算机内存容量都显著减少。文中,在不同媒质交界处,成功地引用B样条重节点理论,解决了多种媒质场域内电磁场求解问题。同时,还采用变形的B样条函数基解决了强加边界条件的处理问题。本文提供的方法通过典型示例的解析解予以验证。     

空间静电场分布的计算机仿真

根据电磁场的基本理论，利用Matlab中的偏微分方程工具箱，建立进行计算的数字模型，并采用有限元法对带电系统的静电场分布进行计算机计算和模拟．只要给出模拟场的实际几何尺寸和边界条件，即可通过计算机得到静电场分布．     

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.     

永磁无刷直流电动机反电动势及定位力矩的计算与仿真

以一台八极方波永磁无刷直流电动机为例,建立了给定电机的求解域和假设条件下的有限元方程,采用有限元法计算了电机的瞬态电磁场和稳态电磁场,给出了反电动势和定位力矩的计算方法.在此基础上,仿真了空载和负载下的电机反电动势,并且对不同磁钢尺寸下的定位力矩进行了分析计算.计算表明,受电枢反应和换向电感的影响,反电动势有较大波动,定位力矩的大小同磁化方向长度和极弧系数成正比关系.     

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．     

求解电磁场问题的空间反演法

本文研究空间反演变换在电磁场数值计算中的应用,导出了反演变换中电势、电荷反演前后的关系及所满足的方程。将空间反演变换与有限元相结合,计算了几个实例,所得结果令人满意。由理论和实践说明,用空间反演法求解大场域及只求感兴趣区域的电磁场问题,计算量小、精度高,为用小机算大题提供了一种可行方法。这种方法不但适用于电磁场的计算,而且还可用于其他物理场(如应力场、温度场、流速场等)的计算。     

瞬态电磁场问题求解的精细积分方法

求解瞬态电磁场问题的涡流方程，在空间域对涡流方程进行有限元离散，在时间域直接采用精细积分方法求解，对边界条件进行了处理．数值算例显示了精细积分方法的高精度．     

基于E,H为变量点匹配时域有限元法计算点源的问题及改进

点匹配时域有限元方法,是继时域有限差分方法后,又一重要的电磁场时域数值分析方法。在应用该方法计算点源的散射场时,发现这种方法的缺陷,每两个相邻节点上的电场强度(或磁场强度)计算结果不连续。对于点匹配时域有限元法的上述缺陷,给出理论上的解释。对于二维问题,给出了改进的方法,克服了点匹配时域有限元法电场强度(或磁场强度)计算结果不连续的缺陷,计算结果与时域有限差分方法或解析结果吻合。     

用拉普拉斯有限元法求解层合板瞬态温度场

以有限元法为基础,利用拉普拉斯变换,把时间域上的问题转化为拉普拉斯域上的问题,提出了求解复合材料层合板瞬态温度场的拉普拉斯有限元法;该方法在拉普拉斯域内建立和求解有限元方程,得到该问题在拉普拉斯域上的解;再将其解数值逆变换,得到时间域的数值解答．算例说明该方法是成功的．     

电磁场数值分析方法

文中介绍电磁场分析的重要方法一电磁场数值计算方法。在描述数值计算方法时将一个连续场域离散化有限个区域，对电磁场的微分方程或积分程等效为代数方程进行求解。并简化计算过程然后对这几种不同的电磁场数值计算的方法的优点和不足进行了总结。     

异步起动永磁同步电动机的负载性能

以1台18.5 kW,6极切向式三相异步起动永磁同步电动机为例,建立永磁电动机负载磁场的数学模型,给出求解域和假定条件下的有限元方程,采用内外双迭代有限元法求解负载电磁场,更准确地计算负载转矩和负载电流,分析了隔磁磁桥尺寸变化和永磁体尺寸变化对负载参数的影响.     

电磁场分析中大型稀疏方程组迭代解法的改进

针对电磁场数值分析中的大型稀疏对称线性方程组,尤其是求解棱边有限元法生成的奇异方程组,通过时谐涡流场实例计算,比较了目前文献中出现的各种预处理共轭梯度算法,提出了一种改进的预优处理的不完全乔列斯基分解共轭梯度算法,并得出了分别适用于节点有限元与棱边有限元离散方程组的最优预处理共轭梯度算法。最后对非对称方程组的求解进行了讨论。