大尺寸电极条件下大电流真空电弧特性的仿真

基于磁流体动力学模型对大尺寸电极下大电流真空电弧特性进行了仿真研究,分析了电弧电流和纵向磁场对大电流真空电弧特性的影响。仿真结果表明,随着电弧电流的增加,离子数密度、轴向电流密度、等离子体压力以及电子温度在量值上都会增大,而等离子体速度则会减小,各参数的分布越来越不均匀,弧柱收缩加强,当电流达到60kA时,阴极侧也出现电流的收缩;纵向磁场越强,等离子体速度就越大,而其他等离子体参数在量值上会减小,各参数的分布变得越均匀,纵磁的增强也可以使得阴极侧电流集聚得到抑制。最后,对实际纵向磁场分布以及大尺寸电极下真空电弧特性仿真结果与实际的电弧照片进行了对比,发现二者具有一致性。真空电弧的磁流体动力学模型可以为真空发电机出口断路器的研制提供理论借鉴。

纵向磁场和外部横向磁场共同作用下真空电弧偏移与阳极偏烧现象的仿真研究

在真空开关的开断过程中,外部母线和导电杆所形成的"U"型回路会在极间电弧区域产生横向磁场(transverse magnetic field,TMF)。横向磁场的存在会影响真空开关的开断性能,通过仿真对这一影响进行了初步的探索。基于真空电弧二维磁流体动力学模型及阳极熔化凝固模型,大电流真空电弧(high current vacuum arc,HCVA)在TMF和电极系统自生纵向磁场共同作用下的电弧参数分布及阳极温度分布得到了揭示。仿真结果中,HCVA在TMF的影响下会产生明显的偏移,并且各项参数都有所变化;阳极温度分布也会产生同样的偏移,最终使得阳极熔化也发生偏移。这些变化会对真空开关的开断产生不利影响,特别是离子密度的增大使得电流过零时极间残留等离子体增多,降低开关的开断性能。

提高短时强对流天气预报水平的思路分析研究

随着全球气候变暖,极端天气发生的频率越来越高,极端天气对人类生产生活甚至生态环境造成的危害也越来越大,短时强对流天气是导致极端天气的重要原因,因此提高短时强对流天气的预报水平对防灾减灾意义重大。本文总结了短时强对流天气的类型、特征和形成机理,介绍了短时强对流天气预报的历史发展和基本方法,结合当前预报技术发展现状提出了提高短时强对流天气预报水平的主要措施,对研究和提高短时强对流天气预报水平具有一定的指导价值。