风速对特高压直流输电线路离子流场分布的影响

特高压直流(UHVDC)输电线路地面离子流场的大小是检验电磁环境是否超标的重要判据,对不同风速条件下的地面离子流场的分布进行了计算研究。针对离子流场的计算,提出一种改进迭代上流有限元方法,建立了考虑风速影响的离子流场模型。研究了不同风速对±800 k V输电线路离子流场分布规律的影响。研究表明,地面最大合成场强和离子流密度随风速的增大而增加明显,且风速会使其发生一定偏移。考虑风速为8 m/s时,地面最大合成场强比无风增加了12.64 k V/m,且地面最大离子流密度是无风时的2.65倍。水平风速越大地面合成场强和离子流密度的分布曲线和峰值往背风向偏移越严重,空间其他较远处的合成场强和电荷密度变化不大,且空间合成场强与电荷密度的最大值主要分布于导线周围空间。

油纸绝缘频域介电谱仿真模拟中XY模型与有限元模型对比研究

为将频域介电谱法更好地应用于油纸绝缘设备老化状态的无损检测,通过对比有限元法与XY模型法对变压器油纸绝缘系统的频域介电特性的求解结果,探讨了两种方法的准确性与局限性。研究结果表明:XY模型在计算过程中忽略了油纸交界面附近由于材料不连续效应所产生的电场畸变,由此引入了模型误差。对于电场分布较均匀,畸变效应不明显的主绝缘结构,当油电导率γ<1.0×10-11 S/m时,XY模型求解结果较准确,但是当油电导率γ>1.0×10-11 S/m时,随着油电导率的继续增大,其准确度会降低;有限元法建立的仿真模型与实际模型更接近,其突出的优势还在于考虑了电场畸变等因素对频域介电谱计算的影响。因此,相比于XY模型法,有限元法准确度更高,能够求解复杂结构的频域介电谱,具有更广阔的应用前景。

三维复杂槽型铣刀片应力场的有限元分析

为提高铣刀的使用寿命,对波形刃铣刀片的应力场进行了有限元分析。通过铣削力实验,对不同切削参数下的波形刃铣刀片的铣削力进行动态采集,利用UG中的建模模块进行了波形刃铣刀片实体建模,根据切削力实验结果给出了边界条件,在波形刃铣刀片有限元模型上进行载荷加载,利用UG有限元分析模块,获得了波形刃铣刀片切削过程中切入、切出的瞬时应力场云图,显示了切削中铣刀片应力场的变化规律。结果显示:波形刃铣刀片的应力主要分布在主切削刃上,产生磨损,与实际情况完全吻合,为铣刀片优化设计提供了依据。

血液三元件阻抗动态测量方法

根据血液的三元件阻抗模型 ,以双频率复阻抗信息为已知量 ,建立了全信息动态计算三元件的实用公式 .为实现上述目标 ,研制了相应的检测系统 ,其组成分两部分 :双频率复阻抗检测装置 ,用于检测幅值及相位的基础量和搏动量 ;可控均匀切变流场发生装置 。

基于复变函数法的准静电场电容分析与有限元仿真

针对高速运动目标的精确定距问题,提出应用复变函数法对基于准静电场的耦合式电容探测器进行电容分析。该方法适用于分析对称模型,简单有效,计算结果更为精确,直接反映电容与电极结构参数间的关系。有限元仿真结果分析表明,增大电极直径对提高传感器探测灵敏度效果更为显著,而极间距大小对灵敏度的影响具有一定的限度,选择时需综合考虑探测距离及范围要求。复变函数法电容计算公式和有限元仿真结果均与静态实验结果吻合,为后续优化实验方案指明了方向。

复杂温度外场作用下转子系统振动特性研究

转子系统往往要在高转速、高温、高压等恶劣环境下工作,其受力情况非常复杂。以多自由度转子为研究对象,采用有限元法建立了考虑复杂外场作用下转子系统动力学模型。研究了该转子的振型、支承刚度对转子临界转速影响,并对考虑和忽略复杂温度外场作用下的转子系统不平衡响应进行了对比分析。结果表明:当考虑复杂温度外场作用时,转子系统的响应振幅明显增大。随着启动时间的增加,该转子的各结点振幅均逐渐增大,当启动时间超过15s时,幅值增长几乎呈线性变化。

复杂薄壁壳体淬火过程的数值模拟

采用ANSYS有限元软件对复杂薄壁壳体淬火过程温度场和应力场进行了数值计算,将通过有限元法计算的工件外表面畸变量与实测值进行了对比。结果表明,复杂薄壁壳体在淬火过程中,沿工件厚度方向温度分布不均匀,吊具底板对温度场有明显影响;工件淬火后残余应力和应变主要分布在球冠形罩子附近以及两个球冠形罩子之间的过渡段;有限元法计算的工件外表面畸变量与实测值基本吻合,从而验证了有限元模型。研究结果有助于复杂薄壁壳体淬火工艺制订及淬火应力和畸变规律的认识。

静电场分析的比例边界有限元法

比例边界有限元法（SBFEM）是一种半解析数值分析的新方法，集合了有限元法和边界元法的优点，又具有独特的优点．在其辐射坐标上保持了解析性，因此其模拟精度较高，另外可以自动满足无限远的边界条件．从拉普拉斯方程出发，利用加权余量法并通过比例坐标和笛卡儿坐标变换，推导出静电场分析的比例边界有限元方程、电位求解公式以及电场求解公式．算例计算结果与解析解和其他数值方法比较结果表明，此方法具有精度高、计算工作量小的优点．

热复杂边界条件三维热应力场数值模拟研究

本文以制动盘为研究对象,基于三维对称有限元模型,运用顺序耦合数值模拟方法对制动盘制动过程传热与受力进行了探讨,分析了在热流密度、对流换热系数、辐射换热系数与时间相关的复杂的二、三类边界条件下,温度场与应力场的瞬时变化。研究结果表明,数值模拟结果与实验结果吻合程度高,证明了采用数值模拟方法对具有复杂边界条件的对象进行热应力研究与预测的可行性,同时为其他领域的传热与应力研究提供了理论依据。

Beta-Gamma函数对余元公式的推导与实现

对构造的公式①,在复数域将其被积函数分解得2n个复根.在实数域将其实虚部积分取极限获证.对构造的公式②,由①将其被积函数的连续性、收敛性及一致收敛性与构造的有理数列用变量替换代入取极限获证.再由①与②应用Gamma-Beta函数的另一形式及(3),得到了余元公式的实现.

复数域电磁场的BEM分析

本文用边界单元法（ＢＥＭ）分析复数域上的电磁场问题．所采用的耦合法，不但避免了复杂的基本解、提高了精度，也大大地简化了计算．给出的算例说明方法可靠．

混合电场作用下换流变压器阀侧绕组电场分析

为了计算换流变压器阀侧绕组端部电场分布,建立了油纸复合绝缘结构的电路模型。并在分析阀侧绕组励磁电压类型的基础上,利用有限元分析法计算了在交流、直流、交直流叠加和极性反转电压作用下的电场分布,总结了电场分布规律。结果表明,换流变压器阀侧绕组电场分布既有其规律性又有其复杂性,在直流电场作用下的阻性电场分布将导致纸板中的电场集中;而交流电场作用下的容性电场分布将导致变压器油中的电场集中;在极性反转过程中由于空间电荷的存在,油中承担了较高的电压。该分析结果可为换流变压器阀侧绕组端部的绝缘设计提供依据。

酶凝干酪素物理凝胶化过程的有限元模拟

以酶凝干酪素的凝胶化过程为对象,利用有限元方法数值分析了在凝胶化过程中温度场的空间分布和时间演变规律.在此基础上,基于一阶的凝胶化动力学方程,数值模拟了凝胶体系的复剪切模量场,进而分析了材料配方、体系尺寸与冷却方案对复剪切模量场的影响规律.模拟结果表明,由于热阻的差异,体系表面的冷却速率大于内部,表面首先发生凝胶化;而由于预凝胶化阶段的平均冷却速率决定了无穷复剪切模量的值,最终体系内部的复剪切模量超过表面的.

辽宁赛马碱性岩体异性石化学成分特征及其蚀变组合对碱性岩浆-热液演化的指示意义

辽宁赛马碱性岩体早年因产铀矿而闻名,该岩体主要由响岩、霞石正长岩和异霞正长岩组成,其中铀、锆和稀土等元素矿化主要集中于异霞正长岩岩浆阶段。异性石是异霞正长岩中特征的锆-稀土矿物,主要分为两期,晚期异性石表现出更加富集Nb、REE等高场强元素的特点。早期异性石经历了一系列的热液蚀变,根据蚀变强弱程度,蚀变矿物组合可分为:(1)异性石+钠锆石+霓石±钠沸石;(2)异性石+钠锆石+锆石+钠沸石±霓石;(3)异性石假晶,假晶主要由残余异性石+钠锆石+锆石+钠沸石+霓石+钾长石+铈硅磷灰石组成。相比于岩浆锆石,蚀变组合中次生锆石具有富Ca、Al、Fe的特点,与异性石本身化学成分和流体性质密切相关。通过对异性石及其蚀变组合的精细矿物学研究,我们得知假晶的形成可能是异性石"溶解-再沉淀"的结果,致使假晶形成的流体至少包括:(1)占主导的富Na(±K)、Al、F的自交代流体;(2)少量晚期富Ca流体。假晶中次生锆石和铈硅磷灰石的结晶说明了Zr和REE等高场强元素的热液活动性,自交代碱性流体和富Ca流体在此过程中起到"搬运"和"提纯"的作用,这对认识碱性岩稀有、稀土成矿机制具有重要的指示意义。

基于数字图像的棉田复杂背景下棉蚜统计方法

【目的】实现棉田复杂背景下棉蚜快速准确计数,提出一种先彩色分割,后自适应构元素及阈值的棉蚜计数方法。【方法】该方法基于大量棉蚜图像RGB数据进行K-means聚类建模,利用结构元素完成腐蚀去噪,针对黏连区域像素个数进行求模运算。【结果】根据图像颜色特征将噪音分为13类,蚜虫分为7类,得到其RGB值后再次分类,并分析数据建立模型实现蚜虫和噪音的彩色分割;根据统计学原理建立结构元素,对不同噪音的图像自动选择最优结构元素进行腐蚀去噪;计算黏连区域像素个数与单头蚜虫期望大小像素个数的模,实现黏连区域蚜虫计数。【结论】基于结构元素的棉蚜计数方法能有效的对棉田复杂背景下棉蚜快速准确计数,计数平均准确率为86.47%,在图像处理过程中极大降低了算法对阈值的依赖性,有效地解决了棉蚜图像黏连分割的问题,完成基于数字图像的复杂背景下棉蚜计数。

复杂地质条件下水库大坝三维渗流研究

结合合肥市大房郢水库大坝工程,研究不同库水位条件下大坝渗流场的变化,分析不同地质条件对渗流场的影响,结果表明,大坝渗流场的变化主要受坝基较上层土层的影响,较上层土层的渗透系数较大时,孔隙水压力变化趋势较陡,坝体浸润线较低;较上层土层的渗透系数较小且坝身截面尺寸较小的断面,其坝体浸润线偏高。位于两种土层交界处的测点其孔隙水压力的变化趋势较为连续,无突变异常现象。由于坝体浸润线具有滞后性,实测浸润线高于数值模拟结果。

雷电冲击电压下GIS盆式绝缘子暂态电场分析

GIS盆式绝缘子在雷电压下的暂态电场分布对其安全运行至关重要。工程上一般忽略雷电压下盆式绝缘子盆体材料转向极化的建立时间,采用工频电压下的静电场来近似替代雷电压下的暂态电场。为此利用建立的盆式绝缘子暂态电场数学模型,联合基于LM算法的介电谱分析方法,实现了盆式绝缘子的暂态电场计算,得出了盆式绝缘子屏蔽罩表面、盆体表面以及盆体与中心导杆界面等关键位置的暂态电场分布规律,对比了传统方法的计算结果,发现传统方法下凹面屏蔽罩以及盆体表面处场强最高值均高于暂态电场结果,差值分别为-2.2%、-1.21%和-4.37%;盆体与中心导杆界面处场强最高值在2种方法下相差相对较大,差值为4.46%。该方法能够在计算时间成本可接受的前提下,更精确地掌握GIS盆式绝缘子各关键位置的电场分布,为GIS盆式绝缘子的绝缘设计提供计算分析依据。

玉米田耕层典型土壤离散元模型建立与参数标定

为获取玉米田耕层不同土壤的各项参数,本文将玉米田耕层典型土壤分为未与玉米根茬接触的普通土壤(PT)和与玉米根茬结合形成根土复合体的土壤(GT),采用物理试验与离散元仿真相结合的方法,分别对离散元参数进行标定。基于Hertz-Mindlin(no slip)接触模型,采用中心组合试验设计方法,以土壤堆积角为目标值,进行了四因素五水平仿真试验。基于Hertz-Mindlin with bonding接触模型,采用Design-Expert软件,应用Plackett-Burman设计敏感性分析试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken试验,以土壤硬度为目标值,对显著性参数进行寻优,得到PT最优解组合为:粘结键法向刚度4.37×10^(7)N/m^(3)、粘结键切向刚度1.46×10^(7)N/m^(3)、切向极限应力3.24×105Pa;GT最优解组合为:粘结键法向刚度5.19×10^(7)N/m^(3)、粘结键切向刚度4.25×10^(7)N/m^(3)、法向极限应力4.52×105Pa。基于两种土壤标定的参数对其进行了土壤直剪验证试验,结果表明,所标定的两种土壤仿真和实测最大剪应力的相对误差均低于10%,仿真参数可靠。本文提出的土壤颗粒建模方法、标定方法及其所标定的参数值准确可靠,可为玉米田耕层土壤模型构建提供理论依据。

实封闭域上的代数

在建立了实封闭域F上复元素域C与四元素体H后得到了:(1)全阵代数F2n中有子代数同构于C,全阵代数F4n中有子代数同构于H;(2)F上代数扩张体只有F、C和H;(3)设F是域K里上维数有限的真子域,则F是实封闭的K是代数闭域且K=F((-1)～(1/2));(4)设A是F上的有限维代数,①若A是可除代数,则A同构于F、C或H,②若A是中心可除代数,则A同构于F或H,③若A是单代数,则A同构于全阵代数Fn、Cn与Hn中之一,④若A是中心单代数,则A同构于全阵代数Fn或Hn,⑤若A没有非零幂零理想,则A=sum Mni from i=1 to l,其中Mni∈{Fni,Cni,Hni},i=1,2,…,l。

复合绝缘结构中瞬态电场计算的复频域有限元法

随着电力电子器件和装备在电力系统中的广泛使用,器件和装备自身由多种绝缘材料构成的复合绝缘结构往往承受着正极性周期方波电压。在这种非正弦周期电压激励下,复合绝缘结构中的瞬态电场分布满足电准静态场条件。由于界面电荷的弛豫现象,复合绝缘结构中的瞬态电场在经过一段过渡过程后,最终达到非正弦周期稳态。现有基于傅里叶(Fourier)变换的频域有限元法只能得到非正弦周期激励下的周期稳态解,无法获得其瞬态响应。为此,文中综合考虑复合绝缘结构中的电荷弛豫,在电准静态场条件下,基于数值拉普拉斯(Laplace)变换的直接算法,提出复频域有限元法,推导复频域边界电场约束方程。此外,还提出数值Laplace变换直接算法中衰减系数的选取公式,实现了高精度的数值Laplace变换及其反变换。数值计算结果表明,所提的复频域有限元法能有效计算非正弦周期激励下的过渡过程,同时还可以计算由初始状态引起的零输入响应。所提方法为周期激励下复合绝缘结构的瞬态电场计算提供一种新方法。