用场模型图论法计算稀土永磁电机二维磁场

本文采用新的电磁场数值计算方法——场模型图论法计算电磁场。文中建立了用场模型图论法计算稀土永磁电机二维静磁场、稳态场、瞬变场问题的数值计算模型,提出了直接以标量函数磁通为求解变量计算电磁场的方法,用FORTRAN语言编制了牛顿-拉夫逊-乔累斯分解法的二维空间场和负载场的场模型图论法计算程序。对一台3KVA稀土永磁发电机进行了实例计算。计算结果与有限元法相同(当采用相同的三角形网格剖分时)并且有源区比有限元法有所改进。     

Laplace方程分域展开方法

针对电磁场分析中有限元法适应能力强，但计算量大，效率低，而解析法计算量小，但适用范围窄的各自优缺点，将有限元方法与解析方法相结合，提出了一种分域展开的半解析方法用以求解工程电磁场问题。依据龙格定理，把复杂的求解场域分割为若干形状简单的子域，在每个子域内利用本征函数构造半解析展开式逼近方程的解，然后通过子域拼接得到整个场域的解。展开式系数用配点法确定。由于采用解析展开式，逼近效率高，减少了未知数个数；同时由于是局域逼近，具有解函数形式简单，计算量小，矩阵是稀疏的，条件数小，易于求解，实施方便等优点。以二维Laplace问题为研究对象，数值算例验证了方法的有效性，表明该方法花费时间短，计算精确度高。     

用样条边界元解电机电磁场

阐述了电磁场中B—样条边界元法的基本理论。该方法是在边界元法的基础上,应用3次B—样条函数作为插值函数,并对边界进行几何近似,建立了B—样条边界元离散化方程。本方法对于区域边界和边界条件复杂的电磁场问题的求解具有明显的优点,文中通过实例,计算了电机的电磁场,并作了分析比较。     

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。     

Laplace方程复位函数半解析方法

为高效快捷地求解电磁场问题，将复位函数方法与半解析方法相结合，求解了二维静电场问题。引入复位函数，对广义多极技术、多极理论和新型等效源方法等几种不同的半解析方法进行了统一描述，简化了半解析解的表述方式，降低了计算量，而且为直接从边值问题出发寻找复位函数解答建立了一条新途径，并进行了数值算例验证。研究表明，复位函数半解析方法思路直观简捷，实施方便，计算量小；在相同计算量情况下，计算精确度明显优于其他各种数值方法。     

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。     

三维无单元伽辽金法及其在电磁场数值分析中的应用

介绍了三维无单元伽辽金方法的基本理论,并将其应用于电磁场数值计算中.无单元伽辽金方法的理论基础是滑动最小二乘法,它只需节点信息,无需单元信息,摆脱了单元的限制,该方法对有限元法是一个很好的补充,可用于有限元法不能有效解决的某些工程电磁场问题,如薄膜问题、微小气隙问题、运动线圈问题等.针对权函数对无单元法的影响进行了详细研究,并给出了支撑域的选取原则及三维场中影响半径的计算公式.     

有限公式电磁场数值计算理论与性能

为了探讨有限公式电磁场数值计算方法的理论框架,研究工程应用中性能指标的准确性和计算效率,围绕有限公式方法使用全局物理变量和与电磁学实验定律直接相联系的特点,论证了有限公式方法的创新性思维.在系统地阐述有限公式方法理论体系的基础上,结合高频场的计算公式,说明了有限公式方法的计算思路,并通过与现有电磁场数值计算方法相对比,分析了有限公式方法的特性与优势.结合散射问题中的高频场与电机内的静态场实例,验证了有限公式方法的主要技术指标.该方法的计算精确度、计算效率则明显优于现有的电磁场数值计算方法,对该方法的深入研究,必将推动电磁场数值计算理论的进一步发展.     

多重网格法及其在静态电磁场数值分析中的应用

本文描述了求解边值问题的一种新的数值计算方法——多重网格法。通过对于静态电磁场的实例分析和计算,证明在同一计算精度要求下,该方法与有限差分法和有限元法相比,有更佳的收敛速度,能把离散求解方程所需计算量降到最低的数量级,显示出多重网格法应用于电磁场工程问题数值分析的优异特性及其实用价值。     

无限元在电磁场计算中的应用

一、引言电工技术中经常遇到一些无限边界电磁场问题。对于无限边界问题已有一些解决方法,如在适当位置人为设置边界,再用有限元法求解,用有限元和边界元相结合的方法等。这些方法都有一定优点,但也各有其不足之处。无限元的概念首先在文[1]中提出,并已在力学中获得较多的应用。无限元法考虑了远区对场分布的影响,而计算方法则与有限元法基本相同,因而与直接用有限元法相比,无限元法解无限边界场问题具有省时而精确性较高的优点。     

具有高阶多项式插值的有限单元

有限元法首先由P.Silvester、S.Ahmed和D.Daly 1968年分别应用于电工领域。实践证明它是电磁场数值计算的有效方法。许多电磁场的计算问题都可用它算得满意的结果。但是计算时为了使近似的数值解具有足够的精度,需将求解区剖分成足够细小的单元,相应就有较多的节点。这就需要较多的数据准备工作及计算机的解算时间。如果有一种方法只需将求解区剖分成数量较少的单元,即有较少的节点数,从而只需少量的数据准备时间,在相同的计算工作最下,能得到更高精度的数值解,那末,这将是一种十分理想的方法。高阶多项式插值的有限元法——简称高阶有限元法即能满足上述要求。根据Z.Csendes的分     

用对偶有限元法计算电机参数的研究

对对偶有限元法在电磁场中应用的有关理论问题进行了分析和讨论，并将该方法应用于涡流场的参数计算，导出了二维涡流场中通过向量磁位Ａ计算电磁参数的对偶有限元离散格式。对一些实例进行了计算。计算结果表明，用这种方法求取电磁参数具有计算量小，精度高的特点。计算结果可以作为设计时的参考。     

二维场的能量泛函

随着计算机的普及和运算速度的提高,电机电磁场的分析与计算越来越广泛的采用有限元法.有限元法是一种数值方法,50年代首先用于力学方面,60年代开始用于电机电磁场的分析与计算,近年来其应用更加广泛,特别是用于各种二维电磁场的计算.     

场路耦合双馈感应风力发电机负载性能的分析与计算

为了详细分析双馈感应发电机的运行电磁性能,利用电磁场理论和变分法建立了双馈风力发电机运行时的数学模型,给出了利用有限元法求解二维瞬态电磁场的方法。为满足变速恒频恒压的要求,在计算过程中,将电机电磁场的有限元计算与外部电路相结合,以定子端电压为约束条件,对转子励磁电压进行了迭代求解,计算出了不同转速、不同负载下电机的性能曲线,并把计算结果与实测结果进行对比,表明采用有限元法计算得到的数值曲线能满足风力发电系统变速恒压恒频要求,为今后设计双馈风力发电系统提供了参考依据。     

计算电磁场量E和B的互补变分方法

本文研究了算子方程的互补变分原理。提出一个由位确定场的新方法,利用Lagrangian泛函求出的位分布,由互补Lagrangian泛函直接计算场分布,从而改善场的计算精度,以克服传统方法的不足。将这一方法应用于电磁场问题,构成计算电磁场量E和B的互补变分方法。对于文中给出的静态电磁场实例,计算结果表明场与位具有同阶计算精度。     

工程电磁场的应用研究综述(二)

八、探矿由于矿山地球物理学的发展,电法勘探电磁理论的逐步深入,电磁场理论和数值计算方法在物探中的应用日益受到有关科技人员的重视。在直流电法勘探中,过去已经用解拉普拉斯方程的方法和镜象法解决了边界形状比较简单的某些电场问题,对于外界形状比较复杂的情况,这两种方法就难以取效了。目前在电法勘探中应用复变函数中的保角变换法能有效地分析不少边界形状比较复杂的电场问题。例如,由地形、起伏基底对直流电场的影响,和某些形体对全空间和半空间均匀电流场的影响,便可进行地质探测。结果表明,保角     

基于多项式混沌和进化算法的快速鲁棒优化算法及其在电磁场逆问题中的应用

为提高电磁场逆问题鲁棒优化设计的计算效率,提出一种基于多项式混沌和进化算法相结合的快速鲁棒优化方法。在该方法中,通过将多项式混沌展开作为鲁棒性能参数的随机响应面模型,提高了期望函数的计算效率和计算精度。此外,为进一步提高算法的计算效率,文章又提出了期望适值赋值的新机制,以及概率可行性模型处理约束函数鲁棒性的方法;引入同时搜索全局最优解和鲁棒最优解的迭代循环机制。通过典型电磁场逆问题的鲁棒优化设计对本文算法进行了数值验证。数值分析结果证明了该文方法的可行性和先进性。     

雷电电磁场在建筑物内外分布的数值计算

采用数值计算方法，对雷云对地放电所伴随的雷电电磁场的建筑物内外的分布进行的计算。解决了用解析解难以计算的介质突变等问题，得出了建筑场内外的电磁场的强弱分布，这对于计算机和电子设备的防雷及抗干扰有着重要的理论和实际应用意义。     

分层媒质中载流线圈电磁场计算的模式匹配算法

载流线圈的电磁场计算在电气、通信、地球物理勘探中有着广泛的应用.在非均匀媒质中一般无法得到解析解,需借助数值算法.为此,实现了适用于分层非均匀媒质中直接求取电场与磁场强度的二维和准三维数值模式匹配法.由于该方法为半数值半解析方法,能实现数值上的降维,既保证了精度又提高了效率.与直接采用有限元法等数值计算方法相比,可明显提高计算效率和精度.以随钻电磁波测井为例验证了算法的正确性.