發(fā)布時間：2017-08-12 17:08

  本文關(guān)鍵詞：基于單一剖分網(wǎng)格的電機磁—熱耦合有限元程序設(shè)計與仿真分析

  更多相關(guān)文章： 磁-熱耦合 有限元法 程序設(shè)計 單一剖分網(wǎng)格

【摘要】：近年來,隨著電機應用領(lǐng)域的不斷延伸及制造業(yè)的不斷發(fā)展,熱分析已經(jīng)成為電機設(shè)計過程中影響到系統(tǒng)運行可靠性的關(guān)鍵因素。當前,生產(chǎn)廠商與研發(fā)機構(gòu)多采用有限元商業(yè)軟件來進行磁-熱耦合計算,進而求解電機溫度場分布。但是在商業(yè)軟件使用過程中,還是存在運算時間長、計算資源占用多、部分功能無法自定義、軟件自身維護和擴充難等問題。因此,尋求新的程序架構(gòu),優(yōu)化程序設(shè)計方法,以解決耦合場有限元程序面臨的諸多問題,已變得十分迫切。為了解決以上問題,進一步提高基于有限元法的耦合物理場求解的效率,本文基于C++編程語言實現(xiàn)了面向?qū)ο蠹夹g(shù)在有限元程序設(shè)計中的應用,同時提出了一種基于單一剖分網(wǎng)格模型的磁-熱耦合有限元分析方法。該方法的優(yōu)點就是實現(xiàn)了單個單元內(nèi)的磁一熱計算結(jié)果傳遞,避免了耦合過程中數(shù)據(jù)傳遞和網(wǎng)格重構(gòu)帶來的誤差。另外,在求解非線性場和暫態(tài)場的迭代計算過程中,本文還提出了基于主從節(jié)點法的程序優(yōu)化方法,在滿足計算精度的同時減少計算復雜度和所需時間。最后本文還利用Maxwell和Workbench進行了磁-熱耦合分析聯(lián)合仿真,與本文程序仿真計算的結(jié)果進行對比,進一步驗證了程序設(shè)計的可行性與有效性。
【關(guān)鍵詞】：磁-熱耦合 有限元法 程序設(shè)計 單一剖分網(wǎng)格
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O241.82;TP311.1
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題選題的背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢10-13
• 1.2.1 國內(nèi)外電機熱分析方法研究的發(fā)展與現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)外面向?qū)ο蟮挠邢拊治龀绦蛟O(shè)計的發(fā)展與現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 電機磁-熱耦合有限元分析基本原理15-33
• 2.1 磁場有限元分析基本原理15-18
• 2.2 溫度場有限元分析基本原理18-24
• 2.2.1 溫度場有限元數(shù)學模型的建立18-19
• 2.2.2 基于伽遼金法的溫度場有限元變分方程推導19-24
• 2.3 非線性場有限元分析的求解方法24-28
• 2.3.1 非線性媒質(zhì)特性的數(shù)值逼近方法24-26
• 2.3.2 非線性有限元方程組的求解方法26-28
• 2.4 電機溫度場分析的相關(guān)參數(shù)計算28-32
• 2.4.1 電機溫度場分析熱源的計算28-29
• 2.4.2 電機溫度場分析導熱系數(shù)及表面散熱系數(shù)的計算29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 基于單一剖分網(wǎng)格的磁-熱耦合有限元分析程序設(shè)計33-49
• 3.1 面向?qū)ο蟮挠邢拊绦蚣軜?gòu)設(shè)計33-40
• 3.1.1 有限元剖分模型數(shù)據(jù)類設(shè)計33-37
• 3.1.2 有限元數(shù)值計算數(shù)據(jù)類設(shè)計37-40
• 3.2 基于單一剖分網(wǎng)格的磁-熱耦合有限元分析改進算法40-47
• 3.2.1 基于單一剖分網(wǎng)格的有限元改進算法的基本原理41-42
• 3.2.2 基于單一剖分網(wǎng)格的有限元改進算法的程序?qū)崿F(xiàn)42-44
• 3.2.3 基于單一剖分網(wǎng)格的有限元改進算法應用實例44-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第4章 磁-熱耦合有限元分析結(jié)果對比49-63
• 4.1 二維穩(wěn)態(tài)場有限元分析結(jié)果對比實例49-55
• 4.1.1 二維線性穩(wěn)態(tài)磁場有限元分析結(jié)果對比49
• 4.1.2 二維非線性穩(wěn)態(tài)磁場有限元分析結(jié)果對比49-54
• 4.1.3 二維線性穩(wěn)態(tài)溫度場有限元分析結(jié)果對比54-55
• 4.2 電機二維暫態(tài)磁場有限元分析結(jié)果對比55-58
• 4.3 電機的磁-熱耦合有限元分析結(jié)果對比58-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第5章 結(jié)論與展望63-65
• 參考文獻65-69
• 作者簡介69

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本文編號：662676