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。     

关于电磁场解析方法的一些认识

对电磁场解析方法进行了综述。指出了解析解的重要性:能够直观揭示电磁场的变化规律,不存在数值不稳定问题,表达式能被他人重复导出,表达形式具有科学美,是数值解的基础,并作为计算公式被广泛用于解决工程问题。介绍了几种常用解析方法:分离变量法、复变函数法、格林函数法、积分变换法以及近似解析法。重点回顾了历史上的若干经典解析解:兰帕-汤普森定理、范德堡公式、螺线管中心的均匀磁场表达式、放置式线圈的阻抗增量、Halbach永磁体的磁场计算法、脑磁测量基准计算公式、浅表面缺陷涡流场的三维渐近解析解、金属管道涡流场的三维解析解。给出了有助于解析求解的几本参考书。最后提出了今后需要进一步研究的一些问题:用保角变换方法求解稳恒磁场、现有解析方法的综合使用、借鉴最新数学物理方法、瞬态涡流场的解析求解、微扰法中高阶导数项的求解、逆问题的解析求解。     

基于泛复变函数求解Maxwell方程的方法

根据泛复变函数是复变函数在高维情况下的推广形式,将这种方法用于电磁场边值问题的解析计算。并以一个三元高次偏微分方程组和两个电磁场问题求解为例,用提出的方法得到了与经典求解法一致的结果。在待求场域可用偏微分方程(组)、边界条件可用初等函数方程表示的情况下,该方法具有概念清晰、简单便捷的优点。     

一种自动磁复位半桥式正反激谐振变换器的研究

以非对称半桥LLC结构为主体,提出了一种自动磁复位半桥式正反激谐振变换器,变压器励磁电流能够双向流动,具有自动磁复位的复用功能。对变换器的工作原理和谐振网络等效电路进行分析,对谐振电流和谐振电压进行计算。对新型变换器的增益特性和实现软开关的条件进行了研究。通过60 W样机测试验证了开关管能够实现零电压开通(ZVS),变压器能够自动实现磁复位,变压器具有复用功能,对比传统非对称半桥式LLC谐振变换器,该变换器具有效率高、体积小的优点。     

一种求解机组组合优化问题的降维半解析动态规划方法

提出一种启发式的动态规划改进方法,可以与其他经济调度算法相结合,用以解决多种约束条件下的机组组合优化问题.通过比较各时段负荷及机组参数,剔除各时段下不满足要求的组合状态,从而减少动态规划中的状态点数;根据机组的最小连续运行、停运时间限制,计及机组功率上升、下降速度的约束,剔除了状态点间的无效路径,从而减少了动态规划的路径个数,达到降维的目的;在确定机组启停状态后,再采用解析法进行机组的功率分配,可以大大提高动态规划方法的效率.经算例检验,该算法简单、有效、实用.     

带形域上的一类解析函数系的矩量问题

就带形域上的解析函数系｛Ωｋ（ｚ）｝１＋∞的矩量问题进行了研究，得出了矩量问题在函数空间Ｈｐ［Ｓ＊ｋ］（１＜Ｐ＜＋∞）中有解的充要条件、解的表达式以及解的唯一性．它推广了［１］的结果．     

雷电通道基底电流函数半解析逼近研究

雷电瞬态电磁现象的研究中,Heidler函数已成为通道基底电流的标准函数之一。由于Heidler函数的Fourier变换不存在解析表达式,数值计算时需采用快速傅氏变换技术进行频域分解,这极大地增加了计算时间。针对此问题,提出Heidler函数的半解析逼近表达式。其在时域中将雷电通道电流表示成幂指数函数的线性组合,推导出Fourier变换的半解析计算结果。该方法可推广应用于任意阶数的Heidler函数及由其衍生的雷电流函数。     

电磁场边值问题求解的径向基函数方法

为了解决网格法在电磁场计算中面临的网格剖分和场函数不连续问题,引径向基函数插值方法入电磁场边值问题计算,形成基于径向基函数的配点型无网格解法,它在求解中仅需节点信息,彻底摆脱了网格对求解的制约;在径向基函数插值原理基础上给出电磁场边值问题的径向基函数求解方法,建立了相应的离散模型。在1维和2维边值问题求解中,径向基函数法和网格法(有限差分法)对比表明:径向基函数方法不仅在配置点处有更高的计算精度,而且插值函数光滑性更好,对准确解的逼近能力更强。该方法结合了无网格和径向函数的特点,具有实施方便灵活、精度高和易于处理高维问题的优势。     

变电站电磁场测量数据的径向基函数处理方法

为更准确描述变电站内的电磁环境,针对有限的电磁场测量数据,提出了基于径向基函数插值的数据后处理方法。首先将变电站测量数据处理归结为一类曲面插值模型,给出了径向基函数曲面插值的离散方程和实施方案。在实测电磁场数据的基础上进行的插值仿真结果表明:插值后场量函数的连续性、光滑性更好,更贴切反映了物理量的连续变化规律并给出区域内场量分布更精细的信息;径向基函数插值实施简便,对空间维数不敏感并可方便应用于二维和三维数据处理中,是一种有效的数据后处理方法。     

一种基于改进人工势场法的局部路径规划算法

针对在存在复杂障碍物的环境中,利用人工势场法进行移动机器人路径规划时出现的局部最小值和目标不可达问题。本文提出了一种基于凹形障碍物补齐的改进人工势场法进行局部路径规划。首先,通过对凹形障碍物补齐,防止机器人进入局部最小值区域。然后,通过新增距离影响因子,改进了斥力场函数,使目标点成为全局势场中的最小点,防止机器人陷入目标不可达区域。最后仿真结果表明,本文所提出的改进人工势场法可以解决存在复杂障碍物的环境中的局部最小值问题和目标不可达问题,并且相对于其他算法,可以有效减少路径补偿,提高规划效率。     

A memory efficient testing scheme for combined field integral equation for solving scattering problems using adaptive integral method

A new memory efficient testing procedure for method of moment (MoM) has been proposed for solving combined field integral equation (CFIE) using adaptive integral method (AIM) for closed perfect electric conductor (PEC) scatterers. CFIE is a linear combination of electric field integral equation (EFIE) and magnetic field integral equation (MFIE) and hence the iterative solution for CFIE requires the simultaneous evaluation of both EFIE and MFIE. Using AIM, the MoM testing procedure is obtained by interpolating the grid potentials, computed using fast Fourier transform (FFT), onto the testing functions. For EFIE, the same set of multipole coefficients of the basis functions can be used as the testing functions, without the need to store additional interpolation coefficients. In this paper, we propose a similar simple but efficient and accurate method for the testing procedure for the MFIE using the same multipole coefficients for the basis functions. This enables CFIE to be solved using the same memory resources as EFIE. The accuracy of the radar cross section (RCS) computed for various geometries using CFIE with the proposed testing procedure is shown to be as accurate as the existing method. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

电磁阀电磁场有限元计算软件

针对电磁阀计算的手工演算程序和基于磁路方法的不足,根据工程需求情况,选择了简单、成熟的二维有限元法,提出了电磁阀的二维电磁场有限元计算模型,为利用已有的计算程序,对外施电压约束采取了迭代计算的处理方法。软件界面采用易于掌握的VB编程,计算结果的后处理则利用了Manab的强大功能。该方法有效地解决了常用的基于磁路方法无法处理涡流场问题,并减少了设计、开发的工作量。     

电压互感器励磁特性曲线拟合的复合解法

电磁式PT铁芯的磁通-电流特性曲线通常基于试验测得的伏安特性数据,对待拟合参数进行最小二乘估计获得。由于试验样本数据较多,采用传统的牛顿法求解存在雅克比矩阵规模较大、受初始值影响较大、迭代计算可能无法收敛等问题。提出一种基于一般多项式和正交函数系的待拟合参数复合求解方法,使雅克比矩阵规模仅与待拟合参数的数量有关,与试验样本数据的数量无关,可有效控制求解迭代过程中雅克比矩阵的规模,从而提高了计算效率,保证了迭代的收敛性,使整个计算过程更加稳定。算例仿真验证了该复合求解方法能够简化计算过程,且具有较高的拟合精度,在试验数据量较多的情况下更能突出其优越性。     

三维表面电荷法在位场计算中的几点改进

针对常规三维表面电荷法在位场计算中采用平面单元剖分、常值电荷估计致使计算效率低内存消耗大的缺点,对表面电荷法进行改进。采用曲面三角形单元对曲面进行剖分并通过二次多项式进行插值,利用线性或二次插值估计电荷密度以反映电极表面电荷密度的线性及非线性分布的特点,在奇异积分处理上通过切平面法解决格林函数基本解的奇异积分,并给出其具体实现。最后通过两个典型算例进行了验证,结果表明该方法精度较高,具有一定可行性。     

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。     

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.     

求解时步有限元系统方程的改进非线性算法

针对在利用向后欧拉法求解时步有限元系统方程的非线性迭代中存在的数值误差使有限元后处理物理量的结果中出现很大噪声尖峰的问题,提出了一种能控制离散变量数值误差和后处理物理量噪声尖峰的改进算法.首先对电磁设备瞬态运行时步有限元系统方程的矩阵形式进行变形处理,推导了系统方程的新系数矩阵和非线性迭代的递归公式,以及非线性迭代误差估计的计算公式.然后,将改进的算法用于仿真计算一台感应电动机瞬态运行的反电动势和涡流损耗,对两种算法计算结果的对比分析,显示改进算法能显著地消除反电动势和涡流损耗中的噪声尖峰信号.     

一种质子交换膜燃料电池电位分布的测试方法

采用PC B技术对质子交换膜燃料电池阴极扩散层与集流板之间的电流密度分布及电位分布进行了实验研究,研究了不同电池工作电压下的电流密度分布和电位分布,结果表明,电位分布并不是均匀分布,而是有一定的分布特点。另外,电流密度的分布与电位分布并不具有一致性,这说明在质子交换膜燃料电池的研究中,电位分布的研究也可能成为一种判断电池性能好坏的标准,并有可能与电池极化曲线、电流密度分布一起成为确定电池工作状况的标准。