為快速穩(wěn)定地計(jì)算高壓直流輸電線路下的離子流場分布,T.Takuma提出迎風(fēng)有限元方法。該方法計(jì)算格式簡單,但計(jì)算精度較低,為解決該問題,提出一種基于誤差傳遞方程的修正方法,通過使用迎風(fēng)有限元方法求解誤差傳遞方程,對連續(xù)性方程的解進(jìn)行修正。數(shù)值算例表明,該文方法能夠改善空間離子流場通量守恒特性,提高計(jì)算結(jié)果的精度。該文提供了一種通過顯式差分格式的計(jì)算量獲得高精度計(jì)算結(jié)果的思路,可推廣應(yīng)用于其他物理場的計(jì)算。 

【文章來源】：電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,35(21)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

平行板模型下精度對比

本節(jié)將修正方法應(yīng)用于電壓等級為±800kV的六分裂高壓直流輸電線路[21]，模型的幾何信息如圖3所示。真實(shí)線路模型具有兩個(gè)典型特征：分裂導(dǎo)線半徑遠(yuǎn)小于整體計(jì)算區(qū)域的尺寸，大量網(wǎng)格集中在導(dǎo)線附近，而遠(yuǎn)離導(dǎo)線區(qū)域網(wǎng)格分布稀疏；導(dǎo)線附近電荷密度衰減劇烈，在遠(yuǎn)離導(dǎo)線區(qū)域電荷變化平緩。

圖4所示為兩種方法得到的地面附近離子流分布，相差不大，且都位于測量結(jié)果范圍內(nèi)。為進(jìn)一步比較導(dǎo)線與地面之間區(qū)域的計(jì)算精度，選取一系列圍繞負(fù)極性導(dǎo)線的同心圓為積分路徑，由于空間電荷具有通量守恒特性，通過各個(gè)積分路徑的電暈電流通量應(yīng)該相同。將通過負(fù)極性導(dǎo)線表面的電暈電流通量作為基準(zhǔn)值，比較不同路徑下通量誤差，±800kV高壓直流輸電線路不同積分路徑通量守恒誤差對比如圖5所示。由圖5可知，如果使用迎風(fēng)有限元計(jì)算連續(xù)性方程，隨著積分路徑的半徑逐漸擴(kuò)大，通量誤差逐漸增長至10%，將網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)由11 312點(diǎn)增加至23 988點(diǎn)，并不能有效減小通量誤差。如果使用修正方法求解連續(xù)性方程，可以將通量誤差限制在2%以下。另外可以看到修正方法在進(jìn)行了若干網(wǎng)格加密操作后耗時(shí)僅為210s，不超過相同網(wǎng)格下原方法計(jì)算時(shí)長的兩倍，即本文提出的修正方法能夠付出較少的計(jì)算代價(jià)，有效提高計(jì)算精度，抑制誤差的傳遞，使數(shù)值解滿足通量守恒特性。圖5±800kV高壓直流輸電線路不同積分路徑通量守恒誤差對比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2983414