本文關(guān)鍵詞：三維有限元中提高由已知節(jié)點(diǎn)電位求場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算精度的全域節(jié)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)法

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【摘要】：采用節(jié)點(diǎn)有限元方法求解節(jié)點(diǎn)位函數(shù)的精度較高,但基于節(jié)點(diǎn)位函數(shù)值在單元內(nèi)求梯度計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)的方法誤差較大。為了提高由已知節(jié)點(diǎn)電位求解場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算精度,該文提出了一種全域求解節(jié)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方法。該方法基于面矢量基函數(shù),對(duì)電位的梯度方程進(jìn)行離散,得到以全域場(chǎng)強(qiáng)為未知量,以節(jié)點(diǎn)電位為已知量的有限元方程。通過(guò)求解得到全域節(jié)點(diǎn)上的場(chǎng)強(qiáng),充分利用了電位的整體分布信息,比在局部計(jì)算電位梯度獲得場(chǎng)強(qiáng)的方法精度要高。在形成有限元方程過(guò)程中,對(duì)梯度項(xiàng)進(jìn)行了轉(zhuǎn)換處理,避免了求解電位梯度運(yùn)算,直接利用節(jié)點(diǎn)電位值,從而完全克服了在局部區(qū)域計(jì)算電位梯度所帶來(lái)的誤差,有效提高了場(chǎng)強(qiáng)求解精度。所提方法不僅適用于靜電場(chǎng)問(wèn)題,也適用于其他已知場(chǎng)的標(biāo)量位分布,求解矢量場(chǎng)強(qiáng)分布的問(wèn)題。
【作者單位】： 電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備控制和仿真國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(清華大學(xué)電機(jī)系);
【關(guān)鍵詞】： 矢量基函數(shù) 矩量法 有限元法 節(jié)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51177075)~~
【分類(lèi)號(hào)】：TM15
【正文快照】： 0引言有限元法已廣泛應(yīng)用于力學(xué)、電磁學(xué)、流體、溫度等計(jì)算領(lǐng)域。節(jié)點(diǎn)有限元法比棱邊有限元法應(yīng)用更加普遍。這不僅是由于節(jié)點(diǎn)有限元法歷史更長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單,更主要的是節(jié)點(diǎn)有限元法非常適用于在媒質(zhì)交界面上連續(xù)位函數(shù)的求解,包括標(biāo)量與矢量位函數(shù)。這是因?yàn)樵诮缑嫔系膯螌庸?jié)

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本文編號(hào)：991318