电磁场计算中的棱边有限元法

本文给棱边有限元下了一般性的定义，对棱边有限元法的性质进行了分析，导出了六面体的１－形式插值基函数和电磁场统一边值问题的棱边有限元方程，并用棱边有限元法计算了一个三维磁场问题。     

应用叠层棱边有限元分析三维谐振腔

本文提出了叠层棱边有限元法，给出了叠层矢量插值基函数，导出了计算三维谐振腔的棱边有限元方程，并用一个正方形谐振腔计算实例说明了叠层棱边有限元法的有效性。     

有限元外推插值法在非线性磁场计算中的应用研究

基于变系数二阶椭圆微分方程的有限元外推和有限元插值理论,提出了一种计算二维非线性磁场的高精度有限元方法,并通过算例反映了这种方法的可行性和特点。     

有限元外推在高压电场分析计算中的应用

介绍了有限元外推方法，采用外推方向可以把线性元有限元数值解的精度从Ｏ（ｈ＾２）提高至Ｏ（ｈ×２），大大改善了解的精度，因此，采用有限元外推方法只需要采用很少的剖分单元就能满足一定的精度要求，节省大量计算时间，通过对一典型边值问题的分析计算，有限元外推方法的这些优点得到充分体现。另外，又通过对线板式静电除尘器导线起晕电压的分析计算，有限元外推方法在工程问题计算中的实际价值得到证实。     

提高电场强度计算精度的一种新途经

本文介绍了一种采用Hermitian插值函数来计算二维电场的有限元法计算程序。此程序可同时计算出场域中所有节点上的电位值和电场强度值,电场强度的计算精度与以往的有限元程序相比有了明显地提高。文中介绍了三节点三角形Hermitian插值函数的构成,讨论了在Hermitian插值下有限元离散化方程中的系数矩阵[K]及右端向量{P}的计算方法,最后用一个例子说明了此方法的应用。     

分形外推插值算法在电力负荷预测中的应用

针对传统分形插值难以进行外推的问题,利用分形的自相似性与标度不变性将内区间的分形特性进行延拓,并由此构造了具有外推功能的分形插值算法。该算法利用内区间的迭代函数系和吸引子由特定的初始点出发进行直接搜索,并通过使迭代特定次数后获得的点集与吸引子的均方偏差不断减小的过程来逐步调整初始点的纵坐标值,而均方偏差达到最小化时的纵坐标值即可作为需要外推点的函数值。然后利用电力负荷数据的不同分形特性,将分形外推插值算法应用于电力日负荷、日峰值负荷及年用电量预测中。算例结果表明,分形外推插值算法具有较高的预测精度、较高的计算效率和良好的收敛特性。     

有限元技术的发展及其在装备制造业中的应用

结合有限元法的发展历程，介绍有限元法的发展趋势和研究进展，概括有限元法的特点，并以风电、曲轴、核电等装备产品的开发设计为例介绍了其应用前景，总结了有限元分析技术在装备制造业的综合应用方向，指出应大力推进有限元分析技术及软件的科学研究和工业化应用。     

1000kV立柱式氧化锌避雷器三维电位分布计算及均压环设计

基于区域分裂思想，采用虚拟半球面耦合边界将三维上半空间无界域划分成耦合面内子区域与耦合面外无界子区域。其中，对耦合面内子区域采用传统有限元法离散；而将耦合面外无界子区域当作一个大单元，采用满足拉氏方程的本征解作为该大单元的插值函数，这样从根本上解决了有限元法难以离散无界场域的问题, 从而形成了求解三维上半空间无界域静电场问题的一种新方法：有限元-解析结合解法。采用该方法对1000kV立柱式氧化锌避雷器三维电位分布进行了数值计算，讨论了影响电阻片电压承担率的多种因素。最后，给出了一种较为理想的均压环结构并得到了试验验证。     

RPIM-FEM耦合法在电机运动问题的应用

有限单元法在计算电机定、转子运动问题的时候,遇到了困难.运动时,定、转子的相对角度不断的改变,对不同转角的转子要进行多步的电磁场计算.而运动会造成气隙单元发生畸变,造成了有限元法求解运动问题时前处理复杂;由于不需要构成单元,无单元法可从根本上消除由转子位置变化引起的网格扭转变形.可将无单元法同有限元法耦合来求解运动问题,在气隙使用无单元法,在其他区域使用有限元网格.采用径向基点插值型无单元法(RPIM)和有限元(FEM)直接耦合方法来解决定、转子之间相对运动问题.计算结果证明,该耦合方法的计算精度满足要求.将其应用在电机电磁场数值计算中,可解决由于有限元法气隙单元畸变产生的误差.     

有限元的超收敛与预处理(英文)

介绍了新出版的专著《有限元法的预处理和后处理理论》 ,包括超收敛、迭代、外推、校正、后验估计、自适应处理和特征值等问题 .     

换流变压器附加损耗计算的前处理技术

随着国内超高压和特高压直流输电系统的发展,超高压和特高压直流换流变压器需求量在不断增加,对其性能要求也愈来愈高。在换流变压器设计过程中,附加损耗是一项重要的参考指标。笔者针对实际工程中遇到的一些问题,基于Visual C++6.0编写了换流变压器附加损耗有限元计算软件。在Delaunay三角剖分网格初始化上采用了改进的单步迭代法,并实现了在多边形区域内采用直线内插法的自动剖分。采用Delaunay法与直线内插法相结合对一台换流变压器模型进行了网格剖分,实现了在油箱壁、夹件等狭长构件上的等宽剖分。有限元计算结果验证了网格剖分的正确性与可行性。该技术为在二维范围内较为精确的计算换流变压器附加损耗奠定了基础。     

An overlapping Yee finite‐difference time‐domain method for material interfaces between anisotropic dielectrics and general dispersive or perfect electric conductor media

A novel stable anisotropic finite‐difference time‐domain (FDTD) algorithm based on the overlapping cells is developed for solving Maxwell's equations of electrodynamics in anisotropic media with interfaces between different types of materials, such as the interface between anisotropic dielectrics and dispersive medium or perfect electric conductor (PEC). The previous proposed conventional anisotropic FDTD methods suffer from the late‐time instability due to the extrapolation of the field components near the material interface. The proposed anisotropic overlapping Yee FDTD method is stable, as it relies on the overlapping cells to provide the collocated field values without any interpolation or extrapolation. Our method has been applied to simulate electromagnetic invisibility cloaking devices with both anisotropic dielectrics and PEC included in the computational domain. Numerical results and eigenvalue analysis confirm that the conventional anisotropic FDTD method is weakly unstable, whereas our method is stable. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

无轴承永磁同步电机转子偏心位移的直接控制

无轴承电机运行时由于负载扰动使其转子产生的径向偏心影响了其稳定悬浮性能，因此如何采取直接有效的方法控制转子偏心位移、使转子稳定悬浮成为无轴承电机研究的重点。文中对无轴承电机中的麦克斯韦力进行详细研究后，根据径向偏心位移和径向悬浮力之间的关系，基于可控径向悬浮力产生的机理，采用转子磁场定向，对转子偏心位移的控制提出了一种全新的控制方法：无轴承永磁同步电机转子偏心位移的直接控制，并设计了相应的控制系统。仿真结果表明，该方法有效地提高了无轴承电机稳定悬浮运行的动、静态性能，实现了对转子偏心位移的直接控制。     

SF_6电器中断口电场计算及其工程校验

根据流注放电理论,采用有限元法对SF_6电器中的断口电场的放电电压进行了计算,并将计算结果与试验值作出比较,获得了良好吻合。计算中所运用的二次插值及座标变换方法,在文中作了介绍。     

考虑磁饱和效应的永磁同步电机高精度数学模型分析

永磁同步电机数学模型的精度对其控制品质有重要的影响。本文提出一种新型的永磁同步电机数学模型,可充分考虑磁饱和效应以及转子位置对模型的影响。首先通过电磁场有限元计算,获得电机若干工况下的电流、电感以及转矩的计算结果;然后结合插值方法,将电流、电感以及转矩之间的关系用确定的矩阵或二维曲面进行量化描述;最后基于该矩阵或二维曲面构建电机高精度数学模型。该模型的计算不再采用有限元方法,具备计算速度快、精度高的特点,其计算准确性通过有限元进行了验证,模型的建立有助于实现电机的高精度高品质控制。     

基于时步有限元法的多相无刷直流电动机特性仿真

提出一种适用于多相永磁无刷直流电动机的场路耦合运动时步有限元分析方法,给出了控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元单元分析方法,采用插值运动边界法解决转子运动问题,并且应用上述模型对一台多相无刷直流电动机进行了仿真分析.仿真结果和实测波形吻合,实验结果验证了计算方法的正确性.     

基于改良三比值法的变压器故障基本信度分配计算方法

为了解决三比值法诊断结果不能直接应用于故障基本信度分配函数的构造问题,提出一种基于空间插值的变压器故障基本信度分配计算方法。根据有限元法基本原理,在分析了三比值法定义的故障特征空间基础上,按照各故障特征区域在空间几何上的分布特征对整个空间进行离散化,最后利用空间插值得到整个空间连续的故障基本信度分配函数。所述方法能够满足基本信度分配函数的要求,且计算结果定量地反映了各种故障发生的可能性。通过实例计算,验证了该方法的正确性和工程实际应用的可行性。     

156m水位下三峡电站厂房振动计算与测试分析

三峡电站厂房结构的振动问题是三峡工程建设的关键问题之一.本文针对三峡电站VGS机组厂房结构,利用有限元方法和水轮机模型试验,采用线性插值法构造了水轮机流道内脉动压力场,并基于通用有限元程序开发了相应程序,计算了VGS机组厂房结构在156m水位下的振动响应.为了检验计算模型,本文针对156m水位开展了厂房现场振动测试.测试结果表明,厂房实际振动响应的主频、最大值位置和分布规律上与计算结果基本一致,实际振动幅值比计算结果偏小,这说明计算模型基本合理,计算方法基本可行.     

永磁电机铁心损耗的时步有限元时空离散策略

永磁同步电机运行时铁心损耗分布不均匀,在利用时步有限元进行计算时,空间离散密度的选取将对其计算精度造成影响。因此,首先利用时步有限元方法求得电机铁心中损耗的分布曲面,在此基础上通过插值计算的方法对该曲面不同离散情况下的误差进行预测分析,得出损耗误差随离散密度的变化规律,并针对转子涡流损耗计算中高次谐波所产生的混叠现象,对时间步长的选取进行了相关讨论;最后通过对比一台55kW永磁同步电机的仿真与实测结果,验证了该方法的合理性。