有限元网格“连环法”计算机剖分

根据有限元网格各相邻单元之间相互依存的关系,提出了“连环法”网格剖分方法。该方法计算公式简单,计算工作量极小,能快速简便地对求解区域进行剖分并产生剖分数据。以二维电机电磁场为例,详述了该方法,并给出了剖分实例。     

变频调速异步电机场路分析中的动态网格剖分

本文针对变频调速异步电机场路计算中，动态网格剖分的困难性，通过几种常用有限元剖分方法的比较，变形和简化了前推-Delaunay网格剖分算法，根据异步电机的结构特点衍生出了一种可以适用于变频调速电机设计与分析的新的动态网格剖分算法。该算法就是把要剖分的区域划分成几个带状小区域，根据距离最短原则生成网格。并且编程实现了有限元剖分模块。该方法与经典的ANSYS软件剖分进行了比较：有效剖分节点数、单元数，以及所占用的计算机CPU时间、内存，都远远小于ANSYS软件的剖分结果。从而证明了该方法的有效性。     

组合网格法在电磁-机械耦合问题中的应用

将组合网格法应用于电磁-机械耦合问题的分析，用粗网格剖分空气及源电流区，用细网格剖分运动导体区。该方法克服了常规一套有限元网格计算该类问题时需要网格重剖的麻烦。讨论了组合网格法的算法实施具体步骤，粗细网格间采用有限元方法反复迭代计算，粗网格的计算值通过插值矩阵映射到细网格的边界上，之后粗网格的场量通过细网格上计算的余量进行校正。指出由于网格不匹配产生的非协调误差和误差减小方法。在每一时间步，不需重新剖分而只需修改细网格的节点坐标值即可实现导体的运动。计算结果与TEAM标准问题28的实验结果进行比较得到了较好的一致性，验证了算法在处理该类问题时的有效性。     

一种参数化网格剖分方法及其在电机优化设计中的应用

提出了一种适用于电机优化设计的参数化网格剖分方法。该方法将所有剖分节点坐标表示为一组几何参数的线性函数,当电机的几何尺寸变化时不需要网格重新剖分,能显著减少有限元(finite element method,FEM)预处理时间,并通过自适应网格剖分方法和交换对角线技术提高网格单元质量。对电机的参数化网格剖分模型进行FEM计算,利用表面响应法对FEM计算的结果进行处理,构建电机的优化模型,再利用粒子群优化算法寻求优化模型的最优解,得到电机的最优结构参数。将该方法应用于电机优化设计的两个实例,验证了其有效性。     

变频调速异步电机场路分析中的动态网格剖分

本文针对变频调速异步电机场路计算中 ,动态网格剖分的困难性 ,通过几种常用有限元剖分方法的比较 ,变形和简化了前推 Delaunay网格剖分算法 ,根据异步电机的结构特点衍生出了一种可以适用于变频调速电机设计与分析的新的动态网格剖分算法。该算法就是把要剖分的区域划分成几个带状小区域 ,根据距离最短原则生成网格。并且编程实现了有限元剖分模块。该方法与经典的ANSYS软件剖分进行了比较 :有效剖分节点数、单元数 ,以及所占用的计算机CPU时间、内存 ,都远远小于ANSYS软件的剖分结果。从而证明了该方法的有效性。     

电机二维磁场有限元分析的前处理

介绍一种电机二维磁场有限元自动网格剖分方法。该方法能适用于电机多媒体和媒质交界线曲折多变的情况，特别是能满足带周期性条件的磁场区域的电动网格剖分要求，磁场区域首先划分成若干子域，子域形状允许是带凹角的曲边多边形。子域网格剖分时，通过设备子域轮廓线上的节点数和节点间距的几何级差，实现任意要求的网格疏密分布。     

基于STL格式的三维电磁场有限元自动剖分方法

在分析三维实体造型STL数据结构的基础上,提出了采用分层切片法来进行三维电磁场有限元自动剖分的方法。首先,建立了STL文件的拓扑结构数据,然后结合实体结构及材料特性确定一个垂直于z坐标轴的特征面域,并在此面域形成三角形单元网格,最后对实体在z方向分层切片,通过对面域逐层延拓投影,形成三维有限元单元网格。采用该方法开发了基于STL文件格式的三维网格自动剖分程序,并用于两个STL实体的自动剖分,结果表明,该方法可降低数据量,节省计算时间,实用可行。     

有限元网格自动剖分

提出了一种比较新颖的网格剖分方法 ,它是传统网格初分方法的改进 ,强调初分网格要将子区域划分为凸区域 ,使剖分简单且更可靠。文中还提出网格布点的新方法 ,可实现子区域内及区域边界灵活细分。并用此软件剖分高压电缆终端等结构 ,获得很好的效果     

电机二维磁场有限元分析的前处理

介绍一种电机二维磁场有限元自动网格剖分方法。该方法能适用于电机多媒质和媒质交界线曲折多变的情况,特别是能满足带周期性条件的磁场区域的自动网格剖分要求。磁场区域首先划分成若干子域,子域形状允许是带凹角的曲边多边形。子域网格剖分时,通过设置子域轮廓线上的节点数和节点间距的几何级差,实现任意要求的网格疏密分布。     

有限元网格的自动生成及快速实现

介绍了Delaunay三角剖分的网格自动生成方法，详细阐述了几何结构的初始三角化和网格和全自动生成过程，并对其采用的面向对象的程序设计语言VisualC＋＋的具体实现过程进行了简单介绍。     

平面有限元网格自动剖分法

提出了一套新的完整的平面有限元网格自动剖分方法,着重介绍网格自动剖分的基本原理、推导过程、程序设计思路以及其它计算数据的前处理.     

电机电磁场有限元仿真网格生成方法研究

为了完善上海电器科学研究院电机工业互联网云平台的电机协同设计功能,开发了一款基于有限元法的二维电磁场仿真软件,实现了电机电磁场的仿真计算。在软件前处理的网格生成环节,采用了三角形网格剖分,通过对已有网格算法的总结和研究,提出了一种适用于电机电磁场仿真的二维网格生成方法,具有网格剖分适应性强和计算速度快的特点。介绍的电机电磁场计算的网格剖分方法,已应用于“电机协同设计电磁场有限元仿真软件EMFTest V1.0”的软件开发中,验证了网格生成方法的可行性。     

铸件凝固数值模拟前处理的研究

铸件凝固数值模拟的前处理，对模拟系统能否在生产中应用至关重要。以ＰＣ机上的ＡｕｔｏＣＡＤ１２．０作为图形支撑，以ＤＸＦ为接口建立了三维网格自动剖分软件系统，该软件系统可完成复杂铸件的三维实体造型及有限差分网格自动剖分这一前处理工作。为铸件凝固数值模拟系统的应用提供了保证，同时还可作为其它领域数值模拟的前处理系统。     

自适应网格的磁场有限元程序包的研制

本文在国内首次采用了自适应网格技术,并编制成功了采用这一技术的磁场有限元程序包。用户在使用时只要输入一个比较粗糙的网格剖分,程序包能在计算过程中逐次自动地对精度不够的地方调整网格,使最后得到的网格剖分最优化,提高了计算精度。     

铸件凝固数值模拟前处理的研究

铸件凝固数值模拟的前处理，对模拟系统能否在生产中应用至关重要。以ＰＣ机上的ＡｕｔｏＣＡＤ１２．０作为图形支撑，以ＤＸＦ为接口建立了三维网格自动剖分软件系统，该软件系统可完成复杂铸件的三维实体造型及有限差分网格自动剖分这一前处理工作。为铸件凝固数值模拟系统的应用提供了保证，同时还可作为其它领域数值模拟的前处理系统。     

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。     

基于TV正则化算法的电容层析成像自适应剖分方法

针对电容层析成像逆问题解的不适定性及重建图像分辨率较低的问题,提出一种基于总变差(totalvariation,TV)正则化的图像重建算法,并由该算法提出一种自适应剖分方法。同常见的Tikhonov正则化算法相比,这种新算法不仅保证了逆问题求解的稳定性,而且提高了对介质非连续分布区域成像的分辨能力,具有良好的保边缘性。基于该算法的自适应剖分方法能够根据介质分布自动对剖分网格进行局部细分。相比全区域细分方法,这种剖分方法在保证图像分辨率的同时减少了计算量,提高了图像重建速度。实验结果表明,该算法在重建图像质量和实时性两方面均具有优势。     

一种新型基于Matlab/pdetool的有限元前处理程序开发方法

基于Matlab的混编有限元计算程序，目的就是调用Matlab／pdetool工具箱中几何建模和网格剖分的功能。但考虑到有限元程序的稳定运行以及维护和更新，混编的方法有缺陷。在充分利用Matlab强大的数据处理功能和丰富的功能库函数基础上提出了一种新型不同于混编的有限元前处理程序开发方法。利用MATLAB／Pdetool工具箱库函数的标准格式定义求解域并对区域进行Delaunay三角化剖分，剖分结果以数据文件的形式在有限元前处理程序中被使用，最后采用Visual C＋＋针对一台12／8极永磁式双凸极电机前处理程序的开发实例验证了该方法。     

特高压直流输电系统阀厅金具表面电场精细求解

特高压直流输电系统阀厅内部结构复杂,采用有限元(FEM)法模拟计算其内部电场时剖分困难。为此,结合某±800 k V特高压换流站阀厅的3维全模型,基于模块化与独立化的思想,提出了实体模型区域化网格剖分方法。该方法克服了复杂模型下网格剖分困难、对计算机硬件要求高的问题,剖分后可获得质量较高的网格。针对模型单元数较多的情况,选用不完全Cholesky分解预处理共轭梯度法(ICCG)求解复杂模型的有限元方程组。最后结合区域网格剖分与子模型技术,实现了阀厅内局部区域电场强度的准确计算。结果表明:将求解域尺寸设置为内部模型尺寸的1.3倍以上时,所得到的切割边界符合子模型计算要求,此时边界上的最大计算误差≤2%,子模型电场计算精度满足要求。     

大规模复杂模型电场计算的快速精细化有限元数值建模

有限元法是电场数值计算中普遍采用的一种方法,当求解域内实体较多且结构复杂时,整体模型的区域离散往往难度较大。为此,基于模型的基本几何形态,提出一种针对复杂模型电场数值分析的快速建模剖分方法。以简单2维模型为例,介绍外包区域实体生成及相互位置关系判断算法,结合有限元电场计算时的网格剖分策略,参数化实现模型表面多层网格加密,剖分的效率及质量较高。将该方法应用于特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)阀厅设备表面电场计算中,计算结果表明:该方法较子模型法计算所得结果最大误差仅为3.80%,计算效率较子模型法大幅提高。该方法实现了大型复杂模型表面网格精细化控制,对大规模有限元电场计算的快速、准确建模具有一定指导意义。