静电场数值计算的若干方法与比较

本文用统一权函数的观点解释了静电场数值计算的几种常用方法,并对级数边界元提出了改进意见,且用实例对若干方法进行比较其优劣。     

权函数对梁自由振动问题计算精度的影响

为了比较权函数对无网格法计算精度的影响,选取样条型权函数和指数型权函数及其不同影响域半径,运用移动最小二乘法分别构造插值函数。以此插值函数作为位移场函数,建立了梁结构动力学无网格方程。采用罚函数方法满足本征边界条件,计算了梁的固有频率和模态向量,得到梁的自由振动问题的两种权函数及其不同影响域半径的无网格解,并与解析解进行了比较分析。数值算例验证了该方法的可靠性。     

无网格法中形函数对计算精度的影响

利用无网格法构造了位移场函数作为求解偏微分方程的测试函数,包括基函数和权函数的选取,形函数及其导数的计算,同时分析了权函数的影响域大小和节点布置对形函数及其位移计算精度的影响。引用算例验证了形函数及其精度分析的合理性。     

Gauss-无网格Galerkin法解偏微分方程

在无网格Galerkin方法中,权函数的选取很重要,借助Gauss函数,使用截断Gauss函数作为权函数,并结合最小二乘逼近法,去解一维带控制的偏微分方程．数值算例表明该方法是可行的,且计算精确度有了明显的提高．     

2003年总目次

第1期电力系统非全相振荡时最大断口电势的计算.................................……禹成七,龚仁敏,张永浩,等(l)基于虚拟磁链的PWM整流器数学模型及仿真....................................……赵振波,李和明,许伯强(5)异步电动机直接转矩控制仿真研究...................................................……江一,朱凌,申仲涛(10)基于灵敏度分析的绝缘结构自动设计................................................……刘洋,崔翔,张国强(14)静电场无网格方法中权函数的研究................................................………     

无网格法在温度场中的应用

介绍无网格法的基本原理,推导二维温度场问题的无网格法计算公式,采用罚函数法满足本征边界条件;讨论权函数的选取原则,给出了二维温度场计算过程中的常用的权函数。基于MATI,AB编制无网格法的分析计算软件,通过对若干算例的计算分析,说明了无网格法具有计算精度高、后处理方便等优点,是一种具有潜力的温度场数值计算的新方法。     

非局部应变软化破坏模型中的权函数

对在非局部应变软化破坏模型中起重要作用的权函数进行研究，导出其具体表达形式，并分析了它的性质，其中包括该权函数与非均质材料特征长度的关系。文中还给出了非局部应变软化破坏模型中非局部量的具体计算方法。权函数的选择对于建立较客观的非局部应变软化破坏模型并用数值方法分析非均质材料的破坏性能有重要意义。     

基于改进灰色聚类分析的电力变压器故障诊断

提出了基于高斯白化权函数的灰色聚类算法和高斯白化权函数参数σ的选择方法,通过对34组故障变压器DGA数据的学习,初步确定了σ参数值。实验分析证明,本文提出的故障诊断方法与实际检测结果一致,具有一定的有效性和实用性,并且具有分析速度快、实时性好的优点。     

无网格基底函数对梁固有特性计算精度的影响

无网格法是基于移动最小二乘理论构造场函数,构造场函数中权函数和基底函数对无网格法的计算精度有很大影响.为了比较基底函数对无网格法计算精度的影响,本文利用Schmidt正交化方法构造出正交多项式基底函数.运用该正交多项式基和幂函数多项式基,选取了样条型权函数分别构造位移场函数,对弹性结构动力学基本方程进行无网格化离散,得到梁结构无网格动力学方程.采用罚函数方法满足本征边界条件,求解并得到了梁结构固有频率和模态的两种无网格解,与解析解进行了比较和精度分析,并结合均匀悬臂梁结构验证了得出的结论.     

工程问题中的近似计算方法

根据加权余量法和所选取的近似函数和权函数的类型,提出了工程问题中各种近似方法的合理分类,说明了各种近似方法间的内在联系和相互关系。在每种近似方法中,都有简例加以说明。     

SAW滤波器等效电路模型参数的精确计算法

基于声表面波滤波器中叉指换能器(IDT)上电荷分布特性,结合优化设计的叉指加权系数及加权模式,推导出了SAW滤波器等效电路模型参数的精确计算方法。其计算表达式仅由加权系数,叉指间相互位置及电荷分布决定。模拟结果表明此算法精确、简便有效。     

圆柱形油罐模型的静电电位和电场的分布

如果金属油罐内输进一部分带电液体,例如石油类产品,就会在油罐内产生很高的静电电位和电场,并且很危险。要想知道这种电位分布,必须同时解拉普拉斯和泊松方程。本文对圆柱形油罐模型,用贝塞尔函数给出了一个解析解,并进行了数值计算,给出了一个特定模型的计算结果,结果表明这个级数解的收敛性是比较好的。为了估计和评价一般结构的油罐内气体空间的最高电位和电场强度,导出了更为实用的方程。     

静电除尘高压供电设备控制器的开发

介绍了静电除尘用高压供电设备控制器的主要设计方案,此方案的特点是能自动跟踪最高运行电压, 具有电场短路、电场开路、偏励磁和油温超限等保护功能.通过实践证明该方案稳定、可靠.     

W/O型乳化液在矩形流道中的静电聚结破乳研究

分析了带绝缘层矩形流道电场强度的影响因素以及分散相水颗粒在均匀交流电场下的聚结机理,设计了矩形流道连续流动静电聚结实验装置。以矩形波高压/高频脉冲交流电源为基础,研究电场强度、脉冲频率、脉宽比、流动速度等参数对不同W/O型乳化液中分散相水颗粒静电聚结特性的影响。实验结果表明,含水率为5%、电场强度为1.69kV/cm、流动速度为0.17m/s、脉宽比为40%、脉冲频率为1000Hz,水颗粒粒径能增长24倍,聚结效果明显。     

二维开域静电场的ANSYS解法

为了提高ANSYS求解二维无界静电场的精确度,提出映射法.它是采用复指数函数,将无穷远边界线映射成一点,从而将一条边界线敞开的矩形边界的二维无界静电场,映射到其对应的二维有界静电场,再应用ANSYS求解.由于有界场的边值问题与无界场的边值问题相同,故有界场中某点的ANSYS解就是无界场中对应点的解.理论和计算的结果表明:映射法显著地提高了ANSYS求解二维无界静电场的精确度,并加快了计算速度.     

静电电磁脉冲及其理论建模研究

分析了静电放电的电路模型和静电放电辐射场模型,指出了当前各种理论模型的问题和适用范围,提出了适合计算静电电磁场的"改进偶极子模型".在研究静电放电辐射场对电子设备形成干扰的基础上,进行了数值计算与仿真,计算结果表明,在静电起电与放电同时发生的过程中,起电率的大小对形成静电干扰有重要影响.为此,建议有关静电理论建模与危害防护研究应考虑静电起电-放电的全过程.     

基于Schur分解的比例边界有限元方法求解环形域静电场

应用比例边界有限元方法求解同轴电缆(环形域)静电场边值问题.为了避免特征值方法出现的奇异问题,采用Schur分解修正原有的特征值方法.在比例边界坐标变换的基础上,利用加权余量法将环形域静电场边值问题的控制方程半弱化为关于径向坐标的2阶常微分方程的两点边值问题,引入辅助变量将其降阶为1阶常微分方程,用Schur分解方法求解此方程可获得通解,并通过边界条件确定积分常数.计算不同截面形式的同轴电缆,结果表明,Schur分解很好地避免了特征分解的奇异性问题,与其他数值方法相比,此方法适用性强,且具有精度高、数据量小、运算量小的优点.     

动态系统的新物理量及万有引力与静电作用关系

根据统一相互作用的数理模型和万有引力势与电势的关系式,利用经典物理中场强度、势能、力和势的定义及其关系,导出了万有引力场强度与电场强度、万有引力势能与电势能、万有引力与电场力的系列关系式。在此基础上,提出了系统的强度电势、强度电力和强度电势能等新的物理量。讨论了原子核在原子界面上的的强度电势iVc,它表征了原子核吸引带动最外层电子一起旋转运动的能力。用原子核质量、电量和原子半径计算了一套(95元素)原子核在原子界面上的强度电势数据,其周期性变化不仅反映了原子结构的周期性递变,也是决定元素性质周期性递变的主要因素之一。     

静电微泵的端点特性研究

针对现有静电微泵性能仿真存在耗时长、需要参数多的问题，建立一种简单、准确的用于描述微泵端点特性的模型。使用端点特性建模技术，由拉格朗日方程得出微泵的运动方程，并给出了静电微泵的端点特性模型和流量表达式；利用能量耦合法和ANSYS分析软件，由宏模型的动态响应方程仿真静电微泵腔的端点特性量关系式。对静电微泵进行动态特性仿真研究，分析结果表明只需泵膜半径、泵膜厚度、静电间隙等参数就能分析微泵腔的动态响应，减少了计算过程的复杂性。     

矿粒在振动式摩擦电选机中运动轨迹的研究与分析

振动式摩擦电选是一种比较重要的物理选矿方法．高压静电分选腔是电选机的重要组成部分,对矿物及物料的分选起着决定性的作用．本文介绍了振动式摩擦电选机及其高压静电分选腔的工作原理,并对进入振动式摩擦电选机高压静电分选腔中的荷电矿粒的受力情况、运动轨迹以及影响荷电矿粒在其分选腔中运动轨迹的因素进行了分析和研究．