改进的边界元法及其在电场计算中的应用
【摘要】:高压直流输电换流阀屏蔽系统的表面电场计算及寄生电容参数提取,是实现直流输电技术国产化需要研究的重要课题之一。本文结合十一五国家科技支撑计划“800kV/4750A直流工程6英寸晶闸管元件及换流阀的开发研究”,重点研究了基于边界元法的电场的快速、准确计算,提出了多坐标系混合权函数边界元法,并将方法应用于特高压换流阀的电场和电容计算。本文取得的主要研究成果如下:
1.研究了边界积分方程加权余量离散过程中权函数的选择,分析了伽辽金和点匹配边界元法的计算精度和速度;基于多坐标系中的曲面积分,将伽辽金匹配和点匹配结合,提出了多坐标系混合权函数边界元法,该方法一方面用曲面模拟实际问题的边界,消除由于边界单元和实际边界形状不同产生的误差,另一方面充分发挥了伽辽金匹配精度高和点匹配速度快的优势,既保证了计算精度,又减少了计算时间,实现了精度和速度的理想结合,达到了电场计算既快又准的目的。
2.研究了高压直流输电换流阀屏蔽系统的表面电场计算,分析了屏蔽板倒角对表面场强的影响;提出了阀塔屏蔽系统表面电场计算的简化方法;利用多坐标系混合权函数边界元法和简化模型对±800kV换流阀屏蔽罩的表面电场进行分析,系统计算了换流阀不同工况下的表面电场分布。该研究成果对换流阀国产化过程中的绝缘设计具有重要的指导意义。
3.针对换流阀屏蔽系统,研究了倒角对电容参数的影响,提出了屏蔽板不进行倒角处理的模型简化方法;分析了不同阀层对电容的影响规律,提出了计算换流阀屏蔽系统寄生电容参数的有效模型;详细计算了±800kV换流阀的电容参数。该研究成果为建立换流系统宽频电路模型,进行过电压分析,提供了必要的模型参数,是直流输电国产化需要掌握的关键技术之一,也为大尺寸多导体系统的电容计算提供了一种可行的方法。
4.提出了计算电场的三维线单元模型,和边界元传统的面单元结合,建立了线-面单元模型体系,该模型系统基本可以模拟各种复杂结构的设备,既保证电场计算精度,又降低了建模难度和计算代价;推导了计算三维正弦稳态场矢量最大值的解析公式,证明了其端点轨迹是三维空间的椭圆;模型和公式可用于特高压交流变电站复杂设备附近电场分析,为变电站电磁环境计算提供了一种可行的方法。
|
|
|
|
1 |
李鸿宝;;国外CAD/CAM集成技术中边界元法的应用现状和发展趋势[J];交通与计算机;1989年04期 |
2 |
苏甘龙;边界元法的S-L型插值[J];鹭江职业大学学报;2000年02期 |
3 |
朱浮声;间接边界元法的物理表述[J];东北大学学报(自然科学版);1987年04期 |
4 |
袁宗中;;虚荷边界元法在地下工程中的应用[J];广西大学学报(自然科学版);1987年01期 |
5 |
陈健华;;用边界元法计算光弹性应力分析中的主应力和[J];河北理工学院学报;1987年01期 |
6 |
潘安福;边界元法的边界效应问题[J];武汉大学学报(工学版);1988年06期 |
7 |
刘忠民;邓次平;;一种提高边界元法精度的有效方法——吻边边界元法[J];车辆与动力技术;1988年01期 |
8 |
孙淑苓,刘玉琦,周安宁,冯振兴,叶碧泉,沈成武;油液晃动及箱体耦联振动计算方法研究[J];航空学报;1990年05期 |
9 |
徐汉忠;;应用功的互等定理推导不连续位移基本解[J];河海大学学报(自然科学版);1990年04期 |
10 |
陈应华;用边界元法计算绕叶栅的二维有势流动[J];武汉城市建设学院学报;1994年01期 |
11 |
姚寿广;柴油机活塞热应力轴对称边界元数值分析[J];内燃机学报;1997年02期 |
12 |
黄庆学,肖宏,申光宪;用边界元法分析轧制压力和摩擦力[J];计算力学学报;1998年02期 |
13 |
王文全,何宪刚;用积分方程离散——边界元法解含热源的稳态三维热应力问题[J];机械设计与制造;1998年02期 |
14 |
黎胜,赵德有;用边界元法计算结构振动辐射声场[J];大连理工大学学报;2000年04期 |
15 |
王小贞,臧跃龙;粘性液体小幅晃动常单元及线性元的分析比较[J];重庆建筑大学学报;2000年06期 |
16 |
蒲军平,姚振汉;二维接触问题边界元法的研究进展[J];天津理工学院学报;2000年01期 |
17 |
谭军安;边界元法在环境声学中的应用[J];噪声与振动控制;2002年03期 |
18 |
申光宪,木原谆二;用边界元法求解轧辊接触面位移和表面力的研究[J];燕山大学学报;1983年03期 |
19 |
;澳大利亚布雷迪博士、马特尔博士等来所讲学[J];岩土力学;1985年02期 |
20 |
俞铭华;边界元法在船舶甲板应力分析中的应用[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);1988年Z1期 |
|