磁流体船舶推进用超导磁体系统的研制

本文简单介绍了磁流体船舶推进用超导磁体系统的研制及实验结果。结果表明该系统在磁场为５Ｔ下一次可连续稳定运行７天,液氦损耗率为０．３４１Ｌ／ｈ,完全达到和超过任务书所规定的各项技术指标。     

电磁流体推进系统的研究与发展

本文首先回顾了磁流体推进装置的发展历史和研究现状,然后阐述了磁流体推进装置的原理和分类,并比较了外部式磁流体推进装置和内部式磁流体推进装置、交流式推进装置和直流推进装置、直线式推进装置和螺管式推进装置的优缺点     

磁流体推进器的标么速度和效率方程

本文从能量转换入手，建立了磁流体推进器功率流程图；在效率分析的基础上，提出了磁流体推进器的标么速度和效率方程，清晰地提示了推进速度、效率与负荷因子和管道损耗之间的关系，在无需具体了解推进器结构、电磁和水力参数的情况下，为分析研究管道损耗对推进速度和效率的影响提供了一条新途径。     

基于多维gPC的船舶电力推进系统仿真不确定性分析

为了解决在船舶电力推进系统设计研发过程中面临不确定性因素较多的问题,将广义多项式混沌(gPC)应用到系统仿真的不确定性分析中,并通过张量积将一维的gPC扩展到了多维。通过在一阶随机微分方程中的应用,验证了方法的有效性。在此基础上,对船舶电力推进系统在多个随机变量共同影响下的响应进行了建模、仿真和不确定性分析,得到了系统响应的统计特性。研究结果表明,构建的多维广义多项式混沌能够有效地对船舶电力推进系统在多个不确定因素共同影响下的响应进行定量的不确定性分析。在多个随机变量的共同影响下,系统的动态过程和稳态过程都将受到影响,在过渡过程中将会出现影响最严重的时刻,从而为设计研发提供参考。     

框架式断路器机构系统动态仿真与试验研究

研究产品仿真建模与分析的方法。对于复杂产品系统的仿真,可采用系统分解的方法进行,也可将实验结果作为系统模型的组成部分。利用多体动力学仿真分析软件ADAMS,对断路器机构系统进行动态仿真建模与分析,获得其分闸过程的动态特性。分析了断路器主要结构参数对其运动特性的影响。通过实验方法验证仿真模型及仿真结果的正确性。研究结果表明,仿真与实验结果吻合较好,仿真方法为断路器产品提供了可视化开发环境,是产品创新的有效手段。     

轨道电器指式触头系统仿真

对轨道电器中使用的指式触头的结构和动作过程进行了分析，指出了它的特性。提出了模拟触头运动和计算触头系统相关参数的计算机算法，并运用根据该算法开发的软件对实际产品进行了分析，说明使用该电器仿真软件进行触头系统设计可以大幅度提高设计效率。     

双馈式风力发电系统实时数字仿真研究

为了研究大容量双馈式风力发电系统的运行控制特性,根据双馈式感应电机(doubly-fed induction generator,DFIG)动态数学模型,采用典型控制策略,分别在PSCAD/EM TDC、RTDS仿真平台下建立了4.5 M W双馈式风力发电机系统的动态模型。在此基础上,对风力发电系统在不同风速下的运行控制特性进行了仿真研究。仿真分析结果表明,所建立的大容量双馈式风力发电系统有较好的动态响应与控制特性,与理论分析相吻合。     

三级重接式电磁发射系统的仿真与实验

重接式电磁发射是一种利用磁力线重接来推动发射体前进的电磁发射形式,发射体受力正比于线圈电感梯度与回路电流二次方的乘积.设计建造了三级重接式电磁发射实验系统,该系统使用箱形线圈和板状发射体,并采用脉冲电容器组作储能元件.基于重接式电磁发射的电路方程和运动方程,并结合实验系统参数的实测与拟合,用四阶Runge-Kutta法建立了发射体运动过程的数值仿真模型.实验结果与仿真所得运动规律相一致.在三级发射过程中,发射体经历三次加速,每次加速都在各级电容器组向线圈放电后很短的时间和距离内完成,发射体终速度明显随电容器组初始充电电压增大而增大.当电容器组初始充电电压为4000V时,质量为160g的发射体获得的三级发射终速度为27.1m/s.     

时域有限差分总场吸收边界条件的计算与验证

时域有限差分总场吸收边界条件适用于电磁场总场的计算。与传统散射场的吸收边界条件的表达式不一样 ,此时 ,时域有限差分处理的电磁场是入射场和障碍物散射场的和 ,即总场 ,已经不需要把计算区域分为总场和散射场。入射源直接加在吸收边界上 ,在其上进行边界处理 ,省去连接边界 ,这样逻辑上易于理解 ,编程简单 ,计算速度快。本文推导出总场吸收边界条件公式 ,并用一个三维例子 ,把总场和散射场吸收边界条件的结果进行了对比 ,以验证其正确性     

合成绝缘子表面电压和场强计算

利用表面电荷法对绝缘子表面的电压分布和场强进行了计算,研究了影响电压分布的某些因素,如均压环、伞裙对电压分布的影响。计算表明,合成绝缘子的电压分布特性与瓷质绝缘子有很大不同,其电压分布非常不均匀,高压端承受了更高的电压。伞裙和均压环均能改善电压、场强分布,但合成绝缘子均压环对电压分布均匀性的改善不如瓷质悬式绝缘子。     

用边界元法计算永磁体磁场

本文提出用间接边界元法计算任意界面的永久磁铁产生的空间磁场,推导出其磁场计算公式,实际计算了稀土永久磁铁的磁场分布,产与实测值进行了比较。实际计算结果表明这 一种简单而实用的方法。     

1000 kV SF_6标准电压互感器的绝缘设计和电场计算分析

特高压电器设计的核心问题之一便是绝缘结构设计。绝缘结构设计能否满足要求,对产品的安全运行至关重要。为此,笔者对1 000 kV SF6气体绝缘标准电压互感器进行了电场有限元分析,通过对多组结果的比较,提出1 000 kV SF6高压电器绝缘设计的要点,并对其他类似结构的特高压电器设计提出了一些浅见。研究发现:对于SF6高压电器产品,改善套管电位分布、降低电场强度的有效方法是设置分压屏蔽,通过合理选择分压比K、加大曲率半径或采用多曲率弧线等方法降低最大电场强度;对类似结构的1 000 kV SF6气体绝缘特高压电器,可利用电容分压原理进行绝缘设计,必要时可设置两个或两个以上分压屏蔽,但分压屏蔽数量的增加会给加工、装配等带来很大难度,需要合理取舍。     

迦辽金有限元法结合多边形渐近边界条件技术求解无界平面静电问题

在文献[1]的基础上,推导出了多边形人工截断边界上的一阶渐近边界条件,使渐近边界条件的应用更加灵活,并采用迦辽金有限元法计算这种类型的边值问题,数值计算表明了该方法的正确性和有效性。     

高压SF6断路器灭弧室电场优化与分析

采用有限元软件ANSYS对SF6断路器灭弧室内触头形状进行了优化,进而得到最优的电场分布。主要分为两部分,第一部分得到了有限元法计算电势的弱解方程,并利用有限元软件ANSYS精确建立了断路器灭弧室的CAD模型,具体介绍了断路器灭弧室电场优化的方法;第二部分根据计算结果分析了断路器灭弧室内的电场分布,并详细分析了触头形状的改变对灭弧室内电场的影响。得到的电场优化计算结果为高压断路器灭弧室的优化设计提供了参考数据。     

有限元法与田口方法相结合模拟研究交联聚乙烯电缆绝缘中的水树现象

聚合物中水树的引发与生长不仅与多个内部、外部参数有直接的关系,还与这些参数之间的协同作用有关。在研究水树生长的过程中,采用统计方法是非常必要的,这些统计方法首先要包括可靠的重要变量,还要能够对大量的试验结果进行合理的解释。运用田口方法和有限元法相结合的模拟方法可以在短时间内找到诱发水树的原因,还可以表征水树的危险性并采取适当的方法加以抑制其生长。数值分析及水树培养试验结果显示,水树内部的介电常数及介电常数分布是影响水树诱发的主要原因,而水树本身的几何尺寸的作用则相对次要。     

自能式断路器灭弧室气流场计算的一种新思路

自能式断路器灭弧室存在着压气室、膨胀室、喷口、动触头、静触头等复杂结构，而且多为不规则形状，使得要准确地对灭弧室的结构建立几何模型是一件比较困难的事情。而几何建模的准确与否关系到能否生成高质量的网格，网格生成技术又是得到精确结果的关键技术之一。所以，针对复杂的几何形状建模困难的情况，该文采用区域扩充法利用PHOENICS计算流体力学软件与自编程相结合的方式对自能式断路器灭弧室内喷口部分的气流场进行了计算，并与其他计算方法取得的结果做了比较，结果证明文中所尝试的方法是有效可行的，为自能式断路器灭弧室气流场的计算提供了一种新思路。     

500 kV复合绝缘子横向覆冰现象有限元分析

雨凇覆冰严重影响输电线路的安全,绝缘子上的冰棱会导致其电场与电位分布的恶化。为探究绝缘子覆冰横向增长现象对绝缘子沿面电场电位的影响,利用ANSYS仿真软件,建立500 kV复合绝缘子覆冰有限元模型。根据输电线路现场与实验室中绝缘子覆冰出现的冰棱横向增长现象,在仿真模型中改变冰棱长度、角度、位置以及横向竖直冰棱同时出现等情况,对比分析不同工况下各覆冰形态对复合绝缘子电场电位分布的影响。仿真分析表明：雨凇条件下,覆冰横向增长冰棱长度、位置的改变对复合绝缘子沿面电位电场分布的影响较小;随着冰棱铅垂角度减小,复合绝缘子沿面电场电位分布畸变增大,竖直覆冰对复合绝缘子沿面电场电位分布起主要影响。     

基于有限元的动车组高压隔离开关均压环优化设计

为控制动车组高压隔离开关用绝缘子及金具表面最大场强,运用有限元软件ANSYS分析了配置均压环前后动车组高压隔离开关电场分布情况。从控制场强最大值的角度给出了合理的均压环参数,并通过紫外成像仪观测高压隔离开关优化前后电晕放电的变化过程,得出以下结论:配置均压环后可有效改善绝缘子沿面电场分布,降低绝缘子及金具表面最大场强,有利于防止电晕放电,提高绝缘子运行的可靠性;改变均压环环径和安装高度可明显改善绝缘子及金具表面最大场强,管径主要影响均压环表面的最大场强;相同试验电压下,配置均压环后高压隔离开关电晕放电强度明显减弱。