本文關(guān)鍵詞：分析非線性渦流問題的定點(diǎn)諧波平衡算法研究

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【摘要】：構(gòu)成電工設(shè)備的疊片型或?qū)嵭男丸F磁材料均會在內(nèi)部產(chǎn)生渦流效應(yīng),影響電工設(shè)備的損耗。隨著大容量高壓傳輸技術(shù)的發(fā)展,電工設(shè)備更易工作在直流偏磁條件下,直流偏磁量可能影響電工設(shè)備的渦流分布,進(jìn)一步影響電工設(shè)備的渦流損耗。如何更準(zhǔn)確高效地分析正弦條件下和直流偏磁條件下的電工設(shè)備的非線性渦流場已成為電工設(shè)備電磁場分析的重要方向。應(yīng)用諧波平衡法求解非線性場,可以直接得到消去時(shí)間項(xiàng)的諧波平衡方程,在頻域內(nèi)直接求解非線性場的穩(wěn)態(tài)解,是電工設(shè)備電磁場分析中一種常用的方法。在國家自然基金項(xiàng)目“基于材料性能工程模擬與定點(diǎn)諧波平衡法的電力變壓器直流偏磁數(shù)值仿真及有效性驗(yàn)證”(51307057)和“非正弦周期激勵(lì)下硅鋼的損耗和磁化特性研究”(51577066)的資助下,本文應(yīng)用定點(diǎn)諧波平衡法分別分析一維硅鋼片模型和二維非線性場,通過合理確定定點(diǎn)磁阻率的取值和選取合適的迭代方案提高定點(diǎn)諧波平衡法的計(jì)算效率。此外,對于二維非線性場,分別討論細(xì)線導(dǎo)體模型和塊狀導(dǎo)體模型的不同頻域形式的場路耦合方程,建立考慮場路耦合關(guān)系的系統(tǒng)方程,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析直流偏磁量對非線性場量和渦流的影響。最后討論定點(diǎn)技術(shù)在頻域計(jì)算中的應(yīng)用,根據(jù)非線性迭代理論提出在不改變本構(gòu)關(guān)系的前提下引進(jìn)定點(diǎn)磁阻率的新定點(diǎn)法。將此定點(diǎn)法與諧波平衡法結(jié)合分析塊狀導(dǎo)體模型的非線性場,并分析定點(diǎn)磁阻率的取值對計(jì)算內(nèi)存和迭代速度的影響。
【關(guān)鍵詞】：非線性渦流場 等參元法 諧波平衡 定點(diǎn)技術(shù) 場路耦合 直流偏磁
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O441.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 電磁場數(shù)值方法9-10
• 1.2 應(yīng)用數(shù)值方法分析非線性渦流場的意義10
• 1.3 數(shù)值方法分析非線性場的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 非線性渦流場的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 諧波平衡法的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 第2章 硅鋼片的一維非線性渦流場分析15-26
• 2.1 等參元法15-19
• 2.1.1 自然坐標(biāo)及其形狀函數(shù)15-16
• 2.1.2 應(yīng)用等參元法分析非線性場16-18
• 2.1.3 高斯積分法18-19
• 2.2 定點(diǎn)諧波平衡理論19-20
• 2.3 硅鋼片模型的一維非線性場20-24
• 2.3.1 一維非線性場的擴(kuò)散方程20-22
• 2.3.2 定點(diǎn)諧波平衡方程及其邊界條件22-23
• 2.3.3 基于等參元法的相關(guān)表達(dá)式23-24
• 2.4 非線性場量的計(jì)算結(jié)果與分析24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 二維非線性場的諧波平衡計(jì)算與分析26-38
• 3.1 二維渦流場方程26-27
• 3.2 場路耦合方程27-29
• 3.2.1 細(xì)線導(dǎo)體模型27-28
• 3.2.2 塊狀導(dǎo)體模型28-29
• 3.2.3 考慮場路耦合關(guān)系的系統(tǒng)方程29
• 3.3 定點(diǎn)磁阻率的確定方法29-32
• 3.3.1 微分磁阻率30
• 3.3.2 方程的迭代方案30-32
• 3.4 直流偏磁量對非線性場量和渦流的影響32-36
• 3.4.1 直流偏磁量對疊片鐵心模型的勵(lì)磁電流的影響32-34
• 3.4.2 直流偏磁量對塊狀導(dǎo)體模型的影響34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 定點(diǎn)技術(shù)在頻域計(jì)算中的應(yīng)用研究38-45
• 4.1 基于不動點(diǎn)理論的非線性方程38-39
• 4.2 不改變本構(gòu)關(guān)系的定點(diǎn)法39-42
• 4.2.1 基于塊狀導(dǎo)體模型的定點(diǎn)諧波平衡方程39-40
• 4.2.2 方程的求解與計(jì)算結(jié)果的分析40-42
• 4.3 定點(diǎn)磁阻率的取值對方程求解的影響42-44
• 4.3.1 對計(jì)算內(nèi)存的影響42-43
• 4.3.2 對收斂速度的影響43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 結(jié)論與展望45-47
• 5.1 結(jié)論45
• 5.2 展望45-47
• 參考文獻(xiàn)47-50
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研工作50-51
• 致謝51

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本文編號：554906