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。     

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。     

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。     

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。     

基于六面体单元表面磁场积分法求解三维静磁场

三维静磁场计算分析在工程中具有广阔的应用背景.在磁场积分法求解三维静磁问题中,根据均匀磁化体磁化特征将系数矩阵体积分计算形式化简为面积分计算形式,简化了运算且消除了系数矩阵积分计算的奇异性.为适应任意复杂形体剖分,选择非规则六面体作为剖分单元,导出了其单元耦合系数的解析求解方法,从而消除了传统计算中采用数值积分近似计算带来的误差.基于上述两者分析,建立了基于六面体单元表面积分的三维静磁场计算模型.为验证该方法的正确性和有效性,将其应用于地磁场磁化下球壳和空心圆柱体的空间磁特征分析实例中.计算值和实际值的一致表明该方法完全可应用于工程实际的三维静磁场分析,有一定的工程实用价值.     

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。     

三维非线性磁场的标量磁位描述

阐述由简化标量位，双标量位和差场标量位描述的三维非线性磁场的边值问题，并对各种标量位法进行比较。文中首次给出三维非线性各向导性磁场的差场标量位数学模型，目的在于为三维磁场的有限元计算提供模型。     

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。     

轴对称静磁场的矢量边界元法

本文从格林积分公式及格林函数出发推导出以ｒＡ及为求解量的轴对称静磁场的矢量边界元法。与以往的以Ａ及为求解量的矢量边界元法相比，本文所推导的方法具有易于处理边界端点与交界面条件，并易于同有限元法结合的特点。通过对两个静磁场问题的计算分析，表明所建立的方法是可行的，具有较高的精度，可以很方便地应用于具有轴对称特性的电工设备的静磁场分析与设计。     

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。     

大型水轮发电机定子三维温度场的等参元计算

本文给出了直角坐标系下６面体８节点等参元和３棱柱单元和计算格式以及３种确定径向通风沟表面散热系数公式。通过这两种不同有限单元和３种确定径向通风沟表面散热系数的方法,计算了两台大型水轮发电机定子温度场。比较了采用两种三维有限元方法计算所得到的结果,并利用数值方法对影响定子温度场的相关因素进行了数值模拟。最后与实测结果进行了对比,计算精度满足工程计算的要求。     

自适应Galerkin间接边界元方法计算三维线性静磁场问题

基于磁荷模型的三维间接边界方法在计算静磁场问题上具有独特的优点，为提高计算精度，降低计算成本，建立了以等效磁荷为待解变量，基于Galerkin离散的三维静磁场积分方程自适应求解方法。其基本思想为：由于单元只在加权意义下满足磁场积分方程，故采用单元法线方向上磁通连续性条件满足情况作为自适应计算的判据。磁场积分方程采用Galerkin方法进行离散，避免了区域边点和角点几何奇异性对解答的影响。为进一步提高计算效率，提出了一种场量局部更新求解技术，使得每次自适应计算的规模大为降低。通过与解析计算结果和测量结果比对，数值算例证明了该文方法的正确性和有效性。     

三维静磁场的矢位分量方法

本文提出计算三维静磁场问题的矢位分量方法,阐述了矢量位三个分量在不同介质交界面上的相互关系,详细讨论了分量方程的解耦技术。实例计算给出了较满意的结果。     

AutoCAD在三维温度场有限元计算中的应用

本文结合三维温度场有限元计算的特点，对ＡｕｔｏＣＡＤ１２．０绘图软件进行了专业化处理，使之可以灵活应用于三维温度场有限元计算的前后处理之中．     

有限元和有限体积法结合的油浸式变压器温度场计算方法

油浸式电力变压器是电网中的重要设备。为了准确得到油浸变压器的温度场,文章经过对比有限元和有限体积法的各自优点,提出了一种新的变压器温度场分布的混合计算方法;以一台110 kV/31.5 MVA变压器为例建立立体模型,并利用有限元和有限体积混合方法,得到变压器的温度场分布结果。通过对比运行监测到的变压器顶层油温数据和混合方法得到的计算结果,结果表明,混合计算方法的计算结果与监测数据的平均误差只有1.6℃,证明了这种计算方法能更准确计算油浸式变压器的温度场。