三维无单元伽辽金法及其在电磁场数值分析中的应用

介绍了三维无单元伽辽金方法的基本理论,并将其应用于电磁场数值计算中.无单元伽辽金方法的理论基础是滑动最小二乘法,它只需节点信息,无需单元信息,摆脱了单元的限制,该方法对有限元法是一个很好的补充,可用于有限元法不能有效解决的某些工程电磁场问题,如薄膜问题、微小气隙问题、运动线圈问题等.针对权函数对无单元法的影响进行了详细研究,并给出了支撑域的选取原则及三维场中影响半径的计算公式.     

三维无单元法及其工程应用

无单元法基于滑动最小二乘法建立在全域高阶连续可导的插值函数,只需结点信息即可建立离散模型,非常适合于求解岩土工程中复杂边界条件的边值问题.本文介绍三维无单元法的相关理论,基于变分原理推导三维线弹性无单元法的整体平衡方程;讨论权函数的选取、节点影响半径选取等数值实现具体问题,并编制三维无单元法计算程序;应用该程序对悬臂梁算例和拉西瓦拱坝-地基模型进行弹性分析,结果表明该方法有效可行.     

无网格伽辽金法在电磁场数值计算中的应用

无网格伽辽金法 (EFGM)是近二十年发展起来的无网格法中最常用的一种 ,它以移动最小二乘法构造形函数 ,再获得问题的弱变分形式 ,并用拉格朗日乘子法施加边界条件 ,从而得到数值解。该法只需要节点信息 ,无需网格单元。本文详尽介绍此法在电磁场数值计算中实现 ,并用一维计算实例予以说明 ,程序用MATLAB语言编写     

无网格伽辽金法在电磁场数值计算中的应用

无网格伽辽金法（EFGM）是近二十年发展起来的无网格法中最常用的一种，它以移动最小二乘法的构造形函数，再获得问题的弱变分形式，并用拉格朗日乘子法施加边界条件，从而得到数值解，该法只需要节点信息，无需网格单元，本文详尽介绍此法在电磁场数值计算中实现，并用一 维计算实例予以说明，程序用MATLAB语言编写。     

线路电磁场测量数据的移动最小二乘拟合处理

为可靠评估输电线路周围电磁环境,针对有限的实测数据,将移动最小二乘近似方法引入到测量数据的拟合处理中。阐述了移动最小二乘逼近的原理,剖析其对数据移动加窗处理本质,给出了MLS应用于拟合的实施方案。具体以线路磁场测量数据为例,分别进行了分段拟合和MLS拟合处理,通过拟合曲线和误差的对比分析,反映MLS拟合具有参数调整方便、拟合曲线的连续性和光滑性好以及误差小的特点和优势。同时对权函数进行研究,给出参数选取的原则和方法。     

用权函数法计算转子热应力

提高汽轮机的启动和变工况速度，必须计算转子、汽缸和阀门等厚壁部件的热应力，为了进行安全监测。转子热应力的计算通常有高速度的一维方法和高精度的二维方法。现需找到一种同时满足速度和精度要求的计算方法，而仿直方法是一种解决工程实际问题的简化方法，故可采用仿真模型中的权函数来计算转子的热应力。采用权函数法计算转了热应力，既可保证计算精度接近二维算法，又可大大提高到计算速度。同时，该计算方法解决了不同时间段的运行过程对热应力峰值影响的叠加问题，并使得手动计算热应力时，可考虑温度波动对热应力的影响。但是，该计算方法不适用于变物性系统中，只能根据影响最大的主要参数进行计算，其他参数则不能考虑，这就限制了该计算方法的应用范围。     

基于棱边有限元的变压器场路耦合瞬态模型

提出了一种新的基于棱边有限元法的变压器场路耦合瞬态模型。为讨论节点有限元法与棱边有限元法的计算区别,根据实际变压器参数建立模型,利用Ansys二维轴对称单元、三维节点单元和棱边单元,研究铁心磁场分布和磁通连续性,并得出结论,节点有限元法在变压器电磁场计算中存在较大的误差,棱边有限元法可以显著提高计算精度。基于棱边有限元法建立场路耦合瞬态模型,在电路模型中利用动态电感参数,建立瞬态电路偏微分方程数学模型,用四阶龙格库塔法求解;根据能量扰动原理,在磁场计算中根据能量增量计算动态电感;代入瞬态电路方程,实现场路耦合。分析线圈电流、电感参数和铁心漏磁情况,并说明瞬态耦合模型的有效性与合理性。     

水泵水轮机全特性曲线的拟合--移动最小二乘近似

本文在基于曲面拟合的水泵水轮机全特性曲线的变换新方法的基础上 ,将移动最小二乘近似应用于对全特性的曲面拟合。通过最小二乘曲面拟合与移动最小二乘拟合的水泵水轮机全特性拟合曲面和“S”区域拟合情况的对比 ,以及抽水蓄能电站过渡过程计算结果与实测值的对比 ,发现移动最小二乘近似能够更好地拟合水泵水轮机的全特性曲线。最后对移动最小二乘近似参数权函数因子、计算点影响域中的节点数及影响域半径乘子对计算结果的影响作了分析 ,得出了初步的建议     

电器电磁系统三维非线性瞬态磁场的研究与计算(Ⅱ)

五、动态过程的有限元计算1.连续场域的离散,修正向量磁位（?）与标量磁位(?)的耦合,有限元方程组的形成在有限元法计算中,六面体剖分的计算精度优于其它剖分单元,而且剖分结构又较其它单元清晰.另外,在三维场问题的分析计算中,为了能对空间曲面更好地拟合,适应几何形状复杂的场域边界,同时也为了计算上的方便,本文采用等参元有限元法,将场域剖分成八节点六面体单元进行计算.对式(1),在单元V_e上应用伽辽金加权余量法,权函数取八节点六面体的形状函数（?）_i,得     

基于指数权函数的抗差状态估计算法

电力系统状态估计是电力调度中心一切高级应用及分析的基础。针对加权最小绝对值法（WLAV）状态估计收敛性较差的问题,提出了指数权函数的状态估计新算法（E-LAV）。该方法采用指数权函数代替WLAV的不连续权函数,从而克服了WLAV方法在权函数间断点收敛性能大大降低的缺点。以4节点系统及IEEE-118系统作为算例的计算结果表明,E-LAV算法在拥有与最小二乘法（WLS）近乎类似的迭代速度的同时,却拥有很强的抗差能力。该算法只需在原有最小二乘法的基础上修改权重矩阵即可,因此拥有良好的工程应用前景。     

无单元法在结构动力计算中的应用及与有限元精度的比较

本文论述无单元法在结构动力计算应用中的一些关键技术问题,并对无单元法和有限元法进行了比较,特别是通过实际算例对二者的计算精度进行了比较.结果表明:无单元解的精度始终和理论解保持高度一致,而有限元解(例如ANSYS软件)对简单轴力杆件和欧拉梁在高阶振型上有一定的误差.当二者同时应用于某一实际工程时,由于可以只采用低阶振型,因而相差较小,从而证实了无单元法在结构动力计算中更加简便、精确和实用.     

基于无网格法的电容层析成像正问题的仿真研究

ECT(电容层析成像)技术是自20世纪90年代发展起来的新型检测技术,它包含正问题及逆问题,目前普遍采用有限元法对正问题进行求解。EFGM(无网格伽辽金法)是近20年发展起来的无网格法中最常用的一种,它采用移动最小二乘法构造形状函数,获得问题的弱变分形式,并用拉格朗日乘子法施加边界条件,从而得到数值解。该法只需节点信息,无需网格单元。该文首次利用无网格法对电容层析成像正问题进行求解,仿真研究表明,该方法与有限元法相比具有精度高、处理方便等优点。     

基于无单元伽辽金法的电机电磁场计算

无单元伽辽金法(element-free Galerkin method,EFGM)在电磁计算领域已经实现了初步应用。但是,面对结构复杂多介质场域问题时,介质间的交界条件需要额外处理以及建模过程繁琐等缺点,限制了该算法的发展。该文针对电机电磁场域的特点,提出在求解此类场域边值问题时,介质间交界条件近似满足,不必额外处理,并从理论上证明了论点在应用中具有可行性。相对于有限元法,文章分析了算法在复杂结构多介质电磁场应用中的优势,并将其引入到凸极同步电机空载磁场的计算中,结果验证了该文提出的观点是正确的。针对建模繁琐等问题,文章提出了可供参考的处理方案。     

无单元法在电磁场数值计算中的应用研究

无单元法的突出特点是可以求解复杂边界条件的边值问题 ,它可以根据场函数的特性布置随机节点 ,只需节点信息 ,无需单元信息 ,解决了有限元方法中前处理困难的问题 ,它的理论基础是滑动最小二乘法。其基本思想是将计算场域离散成若干节点 ,由滑动最小二乘法来拟合场函数 ,从而摆脱了单元的限制 ,具有精度高、计算速度快的特点 ,是解决工程电磁场问题的又一新的有效方法     

断路器的选择性保护

选择性保护可以减少故障对电力系统所造成的影响,提高系统的供电连续性和可靠性。分析了断路器的选择性保护,提出了断路器选型和分析的原则。针对实现选择性会出现的限流技术、电压跌落等问题进行了探讨。     

基于颜色校正和改进二维伽马函数的水下图像增强

针对由于光在水体中衰减、散射,造成捕捉的水下图像存在偏色、对比度低、清晰度差、光照不均等问题,提出一种基于颜色校正和改进二维伽马函数的水下图像增强方法.首先,用带颜色恢复的多尺度Retinex增强算法(MSRCR)校正偏色问题,获得一个输入图像;然后用改进的二维伽马函数降低光照不均匀对水下图像的影响,并用基于自适应Si...     

基于改进SinGAN的电力线巡检异物数据增强技术

针对电力线异物识别模型能使用的数据集较少,并且传统单幅自然图像的生成式模型(SinGAN)模型生成数据与异物识别模型匹配度不高、质量不佳、耗时过久的问题,提出了改进SinGAN模型。在改进SinGAN模型基础上加入仿射变换单元、大小变换单元进一步增强数据集,加入图像滤波单元提高电力线异物识别模型所需数据质量。并通过改进SinGAN反向传播训练过程和SinGAN的单精度生成器结构提升模型生成质量,减少所用时长。实验结果表明,经50次实验后,改进SinGAN的平均弗雷谢特起始距离(Fréchet inception distance, FID)为91.375,平均训练时长1.21 h。分别比传统SinGAN降低了27.247%和87.31%。改进SinGAN与其他主流生成式对抗网络相比有更好的异物数据生成能力,可以增强电力线异物识别模型所需数据,具有优越性。