中频真空电器电弧放电过程的多物理场耦合仿真

多电飞机中频360～800 Hz电力系统是目前国内外研究热点,本文采用多物理场耦合方法仿真计算了中频真空电弧温度、电流密度、压力、电弧速度等特性。电弧模型建立在二维对称柱坐标系下,求解域包括触头、导电杆和电弧区域,以温度、磁感应强度、电流密度、速度为求解变量,考虑平衡放电热源、静态电流密度分量、感应电流密度分量、洛伦兹力、非等温流动和平衡放电边界热源等耦合条件,在中频真空灭弧室内建立了传热方程、麦克斯韦方程组和流体方程,利用分离变量法求解偏微分方程。求解得到10 kA电流峰值时,电弧中心温度为25000 K,电流密度为3×10⁷ A/m²,电弧压力为6×10⁵ Pa。与实验结果对比,表明本文所建立的中频真空电弧多物理场耦合模型的准确性。