用一个“差值”标量位解三维非线性磁场

论述“差值”标量位的基本方程和它的有限元离散方程式。用标量位方程避免了简化标量位和全标量方程所特有的缺陷。与简化标量方程比较,虽然解这个标量需要多解一个附加的矩阵,但两个有限元方程的形式是很相似的,因而能用基本结构相同的程序来计算。简化计算程序和消除相消误差是本方法的主要优点。     

新型横向磁场电机的标量磁位三维磁场分析与参数计算

提出了一种新型横向磁场电机（TFM），定子采用E型铁心，可以大大降低加工难度和制造成本。但是，该电机磁路复杂，需采用三维场场进行分析。在三维有限元磁场中，如果对电流区域进行适当处理，采用标量磁位进行分析，与采用矢量磁位相比，可大大提高计算速度。对电流区域在三维磁场计算中的处理方法进行了推导，根据所推导的原理编制三维有限元软件，利用该软件对样机磁场进行计算。试验结果表明了该方法的正确性。     

新型横向磁场电机的标量磁位三维磁场分析与参数计算

提出了一种新型横向磁场电机(TFM),定子采用E型铁心,可以大大降低加工难度和制造成本。但是,该电机磁路复杂,需采用三维场场进行分析。在三维有限元磁场中,如果对电流区域进行适当处理,采用标量磁位进行分析,与采用矢量磁位相比,可大大提高计算速度。对电流区域在三维磁场计算中的处理方法进行了推导,根据所推导的原理编制三维有限元软件,利用该软件对样机磁场进行计算。试验结果表明了该方法的正确性。     

单标量磁位法在静态磁场数值计算中的应用

本文运用经典的磁荷理论，修正了简化标量位法的物理内涵，并在新的基点上建立了单标量磁位法在静态磁场数值计算中的有限元数学模型；然后分别以二维平行平面磁场和轴对称磁场 典型问题为算例，给出验证。计算结果表明，基于有限元的单标量磁位法是应用于静态磁场数值分析的理想方法。     

双标量磁位的表面阻抗法

提出双标量磁位的表面阻杭法，以计算含有钢板的三维磁场分布和钢板涡流损耗。文中在钢板周围采用全标量磁位处理阻抗边界条件，而在源电流区域采用简化标量磁位，并应用磁余能量方法，引入等效虚拟磁性材料处理钢板的非线性问题。将本方法应用于ＴＥＡＭ问题２１模型，计算结果与实测结果相吻合。     

用基于等参单元的双标量位法来计算三维静磁场

本文采用基于等参单元的双标量位法计算三维静磁场,推导了六面体等参单元的离散格式,用此方法计算了回旋加速器的三维静磁场和变压器的三维恒定漏磁场,所得结果可供工程参考.     

基于双标量位与等参元三维静磁场计算及数据前后处理

本文在双标量位法计算三维恒定磁场的理论基础上,引入等参元有限元法。在对两种位建立起来的场方程离散处理过程中,把对应于直角坐标系中的实际单元变换到局部坐标系中的标准单元处理,从而推导出适应场域边界较为复杂的20节点和8节点六面体有限元离散公式,据此编制了易于通用化的计算程序。本文采用与六面体等参元有限元计算完全配套的数据前后处理技术,包括有限元网格自动剖分;全域或局部(分材料区域)网格显示检查;能量、电磁力计算;全标量位域位线显示;场强显示。使上述计算方法便于在工程设计中应用。     

用二阶矢量位计算三维矢量磁位静磁场问题的多极理论

提出了用二阶矢量磁位计算三维矢量位静磁场边值问题的多极理论方法。数学分析结果表明,对于具有唯一解的矢量磁位静磁场边问题,多极理论所获得的解是唯一的用。多极理论求解三维矢量磁位的静磁场边值问题,既不需要离散场域或边界,又能获得整个场域内的连续级数解,且变量数较少,显著降低了计算机内存需要量。     

电流域标量处理法在横向磁场电机三维磁场分析中的应用

横向磁场电机具有电磁解耦、设计灵活、输出力密度大等优点,引起广泛关注.但是该种电机磁路复杂,需采用三维场分析.在三维有限元磁场中如果对电流区域进行适当处理,采用标量磁位进行分析,可以比采用矢量磁位大大提高计算速度.本文首先对任意形状的电流区域在不同坐标系下的一般处理方法进行了系统推导;然后,将该一般方法进一步应用于特殊情况下的电流区域,使得问题得到简化;最后,根据所推导的原理编制三维有限元软件,利用该软件对样机磁场进行计算,试验结果表明了该方法的正确性.     

三相电力变压器漏磁分布的研究

本文用双标量位法对一台90MVA的三相电力变压器的漏磁场和短路时绕组的应力做了具体计算.结果表明,就窗口内部而言,漏磁场的分布与二维情况基本一致;但就电磁力而言,窗口内、外部的结果差别较大,应当采用三维计算.     

基于标量场分析的远景负荷预测新方法

相近地域的负荷存在辐射效应.负荷的辐射效应主要体现在居民负荷与商业负荷之间,工业负荷的辐射作用相对不明显,随机性比较大.提出了一种考虑商业负荷和居民负荷辐射效应的新方法,应用于远景负荷预测.在依据负荷密度法对地块负荷进行饱和预测的基础上,借鉴标量场分析方法,考虑地块居民与商业负荷之间的辐射作用,对地块负荷预测结果进行调整,使之更符合负荷的实际分布规律.文中提出的方法已应用于中山电网远景负荷预测.算例表明采用所提出的方法能使负荷分布更合理.     

The reduced scalar potential in regions with permeable materials: Reasons for loss of accuracy and cancellation

Practical three‐dimensional magnetic field problems usually involve regions containing current sources as well as regions with magnetic materials. For computational purposes, the use of the reduced scalar potential (RSP) as unknown has the advantage to transform a problem for a vector field throughout the space into a problem for a scalar function, thus reducing the number of degrees of freedom in the discretization. However, in regions with high magnetic permeability the use of the RSP alone usually results in severe loss in accuracy and it is recommended to use both the RSP and the total scalar potential. Using an asymptotic expansion, we investigate theoretically the underlying reasons for this lack of accuracy in permeable regions when using the RSP as a unique potential. Moreover, this investigation leads to an efficient numerical method to compute the magnetic field in regions with high magnetic permeability. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

采用等参单元的三维非线性恒定磁场有限元法

本文提出了采用牛顿—拉夫逊法求解三维非线性恒定磁场的有限元法,所得到的计算格式可适用于六面体单元和四面体单元。