利用有限元法分析EMC暗室的NSA

EMC暗室是最常用的电磁兼容测试场地,常受限于低频性能。为了在建造EMC暗室之前,对其低频性能作准确的预测分析,利用平面分层等效模型来模拟暗室中的角锥吸波体,研究了暗室的不同墙面铺设不同吸波材料时其性能的变化情况。仿真结果表明,适当增加钝口吸波体的高度能够显著改善暗室性能;在暗室4个墙位置中,处于第一菲涅尔区的侧墙(与电波传播方向平行)位置的吸波材料更加关键。实测数据的验证,表明上述方法分析暗室低频性能时准确可靠。     

吸波材料耗损建模与仿真分析

微波暗室多功能应用时,常常需要挪动某些区域的吸波材料,但往往在搬挪过程中未按操作规程进行,致使吸波材料中的浸碳逐步散落,导致吸波材料的电性能发生变化,从而影响微波暗室的性能。在对角锥型吸波材料吸波机理、性能等介绍的基础上,建立了吸波材料反射率的FDTD方法计算模型以及吸波材料碳粉含量的损耗计算模型,并通过实例仿真分析,阐述了微波暗室多功能应用时吸波材料使用寿命的分析方法,为微波暗室设计及科学使用吸波材料提供了依据。     

微波暗室用角椎形吸波体及其吸波特性仿真分析

为进一步提高微波暗室吸波材料的吸收性能,研究了不同外形结构的发泡聚丙烯(EPP)基吸波体.在分析比较传统角椎形和圆锥形吸波体吸波性能的基础上,提出了一种扭曲椎形吸波体结构,仿真分析了不同扭曲角的扭曲椎形吸波体在不同频率、不同入射角下的吸波性能.研究发现,综合考虑大角度斜入射情况,扭转角度为20 °的扭曲椎形吸波体在20～40 GHz频率范围内可以获得比无扭曲的传统角椎形吸波体更好的吸波能力.     

基于LabVIEW的微波反射率自动测量系统

基于图形化编程语言LabVIEW,采用弓形测试法,搭建了对频率选择表面（FSS）微波吸收材料的反射率测量系统.整个测量过程在微波暗室中进行.系统主要通过LabVIEW设计的程序由VISA接口控制矢量网络分析仪HP8720ES,实现对测试FSS样品反射参数的数据采集,并由角锥吸波材料反射参数进行参数修正后计算得出测试样品的反射率.本系统的测试结果与NRL测量系统测量结果相比较,具有良好的一致性,表明本测量系统具有典型可靠性,其对FSS微波吸收材料的测量结果能够真实反映材料的吸波性能.     

微波暗室用铁氧体吸波元件的研究

通过理论分析，给出了铁氧体吸波体的吸波性能与其磁损耗角正切之间的数学表达式，并对用于微波暗室的吸波体的典型铁氧体材料进行了性能分析，在此基础上，总结出了几点对开发铁氧体吸波体具有指导意义的设计准则，最后介绍了本公司研制，生产的XFT-100型铁氧体吸波体系列产品。     

吸波材料吸波机制及吸波剂性能优劣评价方法

吸波材料已被广泛应用于民用领域的抗电磁干扰和国防领域的雷达波隐身。吸波材料通常由吸收剂和粘接剂复合而成,其吸波性能由复合材料的电磁参数和吸波材料的厚度共同决定。为了提高吸波材料的吸波性能,近年来不同类型的吸收剂,包括磁性铁氧体颗粒、磁性金属颗粒、碳材料、磁性颗粒/碳材料复合物得到广泛研究,但吸波材料在"薄、轻、宽、强"综合目标的实现上却进展不大,其主要原因是研究者在有关吸波材料的吸波机制及吸收剂性能优劣的评价标准上没有达成科学共识。本文介绍了吸波材料随厚度变化的吸波特征,根据最近的实验和计算结果阐明了吸波材料的吸波机制,基于吸波机制提出了吸收剂性能优劣的评价方法。期望通过对吸波材料吸波机制以及吸收剂性能优劣评价方法的讨论,促进吸波材料的研究和应用取得实质进展。     

雷达吸波结构的FGA优化设计

本文采用浮点数编码遗传算法对多层涂敷型的吸波结构进行优化设计时,引入分段变参数遗传算法和权值调整技术来解决算法的早熟和吸波结构性能的宽角适应性问题.文中首先建立了适用于吸波结构优化设计的理论模型,然后设计算法使吸波结构在任意给定的频段和入射角度范围,通过对吸波结构的每层材料电磁参数及其厚度的优选使其吸波性能达到最佳,最后给出了吸波结构的点频和宽带的数值仿真结果.     

雷达吸波材料反射系数的数值模拟

雷达吸波材料反射系数的影响因素繁多且作用机理复杂。在对反射系数计算公式理论分析的基础上,采用数值模拟方法分析了吸波材料的厚度、介电常数和磁导率对单层雷达吸波材料反射系数的影响,并进一步研究了双层吸波材料匹配层和损耗层材料类型和厚度的选择。研究表明,随着材料电磁参数的增大,反射衰减的最小值先减小后增大;材料的电磁参数与厚度的提高可改善吸波材料的低频性能,但较低的介电常数和厚度更利于展宽频带;在设计多层吸波材料时,需选择电磁参数较小的材料作匹配层,并对其厚度进行优化。     

单层吸波材料的逆向优化方法

根据单层吸波材料的吸收机理，提出了吸波材料电磁参数的逆向优化方法，并用该方法对单层吸波材料进行了分析设计，得到了电磁参数的最佳配合下吸波材料反射率的幅频特性，分析讨论了电磁参数的频散效应及厚度对吸波性能的影响。     

X波段30 dB吸收的吸波体结构

提出了一种基于介质阻抗变换宽带强吸收的电路模拟吸波体结构,该结构由双层吸波峰窝、介质和单层方环形电阻膜组成。吸波蜂窝作为六边形柱体芳纶纸蜂窝浸渍导电炭黑的复合材料,采用波导法测量了8~18 GHz的等效电磁参数。基于等效电路法分析了该吸波结构的匹配机理,应用多层介质/吸波蜂窝能实现宽带多阶阻抗匹配。采用路仿真技术,进行等效电路参数优化,并选取对应吸波结构参数。路仿真技术和全波仿真的结果保持一致,由此得出了一种快速的优化仿真设计方法。在入射角为0°~20°的范围内,基本实现了X波段双极化的30 dB吸收,且在入射角50°范围内,基本实现了8~18 GHz的10 dB吸收性能。该吸波体结构具有宽带强吸收性能,和优良的机械强度。     

长期运行的330kV断路器灭弧室全场域电场计算分析

运用有限元计算方法,以长期运行的一相330kV断路器零部件实测尺寸为依据建立模型进行静态电场仿真计算,并与依据标准图纸尺寸建模的静态电场仿真结果进行对比分析。通过对比计算结果,讨论了灭弧室参数对电场分布以及开断产生的影响。结果表明．LW13—363型断路器在长期运行后其灭弧室零部件尺寸的变化会引起灭弧室电场的变化,造成断路器断口承受恢复电压能力下降、开断性能下降和短路开断时主触头闪络的可能性增大。     

高压直流GIL盆式绝缘子非线性电导参数优化

直流气体绝缘输电管道(direct current gas insulated lines,DC-GIL)电场分布受温度梯度、运行电压、金属微粒等诸多因素影响,具有非常大的不确定性,给绝缘设计和运行稳定性带来挑战。非线性电导材料能够自适应地调控直流设备电场分布,有望突破DC-GIL绝缘子设计瓶颈。为了兼顾电场调节作用和损耗特性,建立100 kV直流GIL仿真模型,对比研究运行工况下传统绝缘子、表层电导非线性(surface nonlinear conductivity,SNC)绝缘子和体电导非线性(bulk nonlinear conductivity,BNC)绝缘子的电场分布及损耗功率。通过分析非线性电导(nonlinear conductivity,NC)参数对气固沿面电场调控作用和损耗特性的影响规律,发现SNC绝缘子的电场畸变率先随着欧姆区电导率和非线性系数的增大而快速下降,而后趋于平稳。理想情况下,SNC绝缘子的NC参数应处于电场调节作用的"饱和临界线",且欧姆区电导率最低。而BNC绝缘子的电场调节作用仅依赖于非线性系数,降低欧姆区电导率可降低绝缘子功率损耗。缩比绝缘子实验结果证实了SNC绝缘子非线性参数直接影响DC-GIL沿面闪络电压。     

高压断路器辅助开关分断能力研究及结构优化设计

对FK-口型辅助开关灭孤室进行二维数学建模,分析其内部电场强度分布,推导出电流过零后介质击穿的判断条件,对灭弧室结构进行优化,达到降低电场强度,使电场分布趋于均匀的目的,为辅助开关的优化设计提供了有效的解决方法.     

一种应用于异步电机的基于Laguerre函数的模型预测控制电流调节器

电动汽车用异步电机复杂的运行工况,造成电机参数改变,传统同步PI控制性能不甚理想。基于复矢量比例积分(PI)控制和模型预测控制(MPC)的电流调节器,使得其控制效果得到一定改善,但仍然存在响应时间长和超调大的问题。针对电动汽车用异步电机控制器,设计一种基于Laguerre函数的模型预测控制(LMPC)电流调节器,该电流控制器根据过去和现在的信息,对系统的状态量进行多步预测,并综合考虑控制对象的预期值和控制量的变化等评价指标,得到最优的控制律。仿真和实验结果表明,该调节器相比于复矢量PI控制和模型预测控制,具有更快的动态响应和更好的参数鲁棒性。     

1GW单炉膛双切圆炉内煤粉燃烧过程的数值模拟

采用计算流体力学软件PHOENICS,选择合理的数学模型,对1台1GW超超临界单炉膛双切圆炉内的煤粉燃烧过程进行数值模拟,得出了炉内主燃区各截面上的速度场以及温度分布规律。结果表明,燃烧器布置在前后墙导致主燃区下﹑中层区域炉内气流为斜椭圆形,上部区域为长轴基本平行于两侧墙的椭圆形;温度在斜椭圆长轴所指的水冷壁附近局部区域较高,形成“热角”区域,在其它主燃区的水冷壁附近温度较低,且在温度较高的水冷壁附近均存在气流刷壁现象,热态运行时易形成高温腐蚀和结渣条件;针对这一问题,改变主燃区配风方式,因此,综合考虑结渣、焦炭燃尽效果以及NO排放量这几个因素,正宝塔配风方式下的工况较优。     

1GW单炉膛单切圆塔式锅炉炉内流场特性研究

采用计算流体力学软件FLUENT,选用Reynolds应力湍流模型和欧拉多相流模型,对国产首台1GW单切圆单炉膛塔式锅炉炉内的煤粉空气两相流动过程进行了数值模拟,得出了炉内各截面的速度场、假想切圆直径、浓度场、压力场及湍流动能k、湍流耗散率ε和湍流集中度Ι的分布.结果表明,颗粒呈螺旋上升趋势和螺旋沉降趋势,形成“W/M...     

GIS中VFTO对隔离开关气室中盆式绝缘子的影响研究

结合GIS隔离开关气室的实际结构,给出隔离开关燃弧状态的等效电路模型和参数,利用电场能量法计算了气室两端盆式绝缘子的对地等效电容值.在此基础上,对气室两端盆式绝缘子处的VFTO进行了数值仿真,提取频率和对应的电压信息,分析了在VFTO作用下盆式绝缘子的暂态电场分布,并且对盆式绝缘子发生热击穿的情况进行了研究.     

弧触头烧蚀程度对灭弧室内短路开断过程多物理场的影响

为研究SF6断路器开断过程中弧触头烧蚀程度对灭弧室内多物理场变化的影响,建立了弧触头接触行程分别减小0、5、10和15Smm下灭弧室内开断过程的多物理场耦合仿真模型,获得了短路电流开断过程中灭弧室内温度、气流和电场分布特性。计算结果表明：开断过程中,弧道最高温度出现在弧根处,其值随弧触头烧蚀程度变化不大;随着弧触头烧蚀程度的加剧,SF6气体最高速度不断减小,吹弧效果减弱;最大场强集中在静弧触头端部或动弧触头弧角处,且随弧触头烧蚀程度加剧而畸变更严重。基于此,根据流注理论的气体击穿判据计算了不同弧触头烧蚀程度下SF6介质恢复特性,发现当弧触头接触行程减小15 mm时,临界击穿电压低于瞬态恢复电压,触头间隙可能再次击穿造成电弧重燃。研究结果可为SF6断路器电寿命退化机理提供理论支撑。     

两种新型输电线路防冰涂料的研制*

相比其他防冰技术,输电线路防冰涂料应用简单、灵活且成本较低。在探讨影响涂料防冰性能和现场应用的各项指标的基础上,成功研制了两种分别用于输电线路导线和电热型绝缘子的新型防冰涂,并开展了人工气候室试验和现场试验。试验结果表明,两种新型防冰涂料能够有效防止输电线路雨凇类型的覆冰。     

智能监测用电容式集能转换器拓扑性能研究

集能转换器将外界电场能转变为电能,是智能监测单元实现现场自供能的核心部件.采用有限元方法对典型平板式集能转换器进行建模仿真,分析了平板式集能转换器的结构参数对集能转换器性能的影响以及集能转换器对外界变化电场的适应性.提出了一种新型的球形集能转换器拓扑设计并对其建模仿真,仿真结果表明,新型球形集能转换器在输出电压、感应电...