高压架空输电线路力场与电磁场耦合有限元分析

考虑变形场与电磁场的耦合作用,基于架空高压输电线路力磁耦合有限元分析模型,给出了耦合场的求解方法,利用有限单元法分析了某高压输电线路在电磁场作用下的静、动变形及电磁场与微风共同作用下的线路振动并给出了定量结论。结果表明,高压架空输电线路考虑风荷载与强磁场的影响方能确保输电线路的安全运行,该法行之有效,为风振研究与抗风设计提供了理论依据。

基于电磁-结构力场耦合的铁芯电抗器振动特性分析及优化方法

建立准确的材料磁致伸缩模型是分析铁芯电抗器振动特性的关键。为准确建立硅钢片磁致伸缩模型,基于经典Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型和二次畴转模型建立了铁芯材料磁致伸缩模型,提出了基于改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)与归一化的阻尼最小二乘算法(Levenberg-Marquardt,LM)的混合优化算法,结合实验测量结果,该算法能够准确和快速辨识模型中的5个特征参数。根据软磁材料模型特征参数,构建了考虑磁致伸缩特性的三相干式铁芯电抗器几何模型,分析了铁芯电抗器铁芯振动位移分布。利用中心组合试验设计与有限元仿真相结合的方法,获得了不同气隙结构参数下电抗器的振动位移仿真结果,并建立了能够准确预测铁芯振动位移的正交多项式模型。以电抗器铁芯振动位移最小作为目标函数,在保证电感值基本不变的情况下获得了铁芯最佳气隙长度。优化结果表明,在最佳气隙结构参数下电抗器振动位移减少了10%,电感值变化仅为0.051%,优化方法对于降低铁芯电抗器的振动具有重要的参考意义。

Nb_(3)Sn高场复合超导体临界性能力学变形效应的多尺度模拟

A15型Nb_(3)Sn超导体是制造高场(>10 T)超导磁体线圈的主要材料,被广泛应用于磁约束可控核聚变、高能物理等强磁场超导磁体装备制造领域.力学变形诱导的Nb_(3)Sn超导临界性能退化给高场超导磁体装备的电磁性能指标和安全稳定运行造成了极其不利的影响.鉴于Nb_(3)Sn超导体具有复杂的多尺度结构特征,不同尺度下变形与超导电性能耦合行为是相互关联的,本文建立了考虑微/细/宏观关联的非线性力电磁耦合本构模型,提出了从原子尺度A15晶体结构到超导体微结构到宏观非均质Nb_(3)Sn复合超导体的多尺度模拟模型.基于多晶体有限元方法,对静水压加载条件下Nb_(3)Sn多晶体超导临界温度衰退和单轴拉压加载条件下Nb_(3)Sn复合多晶体临界性能衰退行为进行了模拟预测,预测结果与实验观测结果定性吻合.该模型揭示了Nb_(3)Sn复合超导体变形-超导电性能多尺度耦合机理,实现对高场超导体力、电、磁、热耦合行为的预测,有助于提高对A15型金属间化合物高场超导复合材料力、电、磁、热多尺度耦合行为的认识和描述能力,为强磁场超导磁体的设计与制造提供有力的理论支撑.

含耦合弱界面的压电/压磁声子晶体带隙研究

将力-电-磁耦合的弱界面引入到压电/压磁声子晶体中,利用传递矩阵法和Bloch定理,研究了界面损伤和损伤耦合对第一带隙特性的影响。结果表明,第一带隙起始频率、终止频率随弱界面内的力学损伤增大而下降,独立发生的磁、电损伤不会影响第一带隙特性;当磁、电损伤与力学损伤耦合时,第一带隙起始频率、终止频率随耦合系数增大而下降,磁电损伤耦合系数不会对第一带隙产生影响。

直流偏磁下的变压器振动仿真与试验

针对变压器实际运行中经常会出现振动异常现象的问题,结合变压器铁心和绕组的振动机理,给出了变压器铁心和绕组所受电磁力方程和位移方程。利用COMSOL电磁场模块中的瞬态电流源建立电场模型,然后选择感应电流单元以电场模型计算结果作为激励源建立磁场模型,实现第一次电磁场的耦合建模。利用结构力学模块中实体应力应变部分建立结构力场模型,将电磁场耦合计算出的电磁力结果作为载荷加到力场模型中,实现第二次耦合,并最终得到发生直流偏磁时变压器内部磁通密度、机械应力分布、张力分布以及位移场分布的变化规律。通过搭建变压器振动试验平台,验证了铁心振动仿真模型、绕组振动仿真模型的正确性。

含磁电弹夹层的压电/压磁声子晶体带隙特性研究

将具有力电磁耦合性能的夹层引入到压电/压磁声子晶体中,在保持单胞长度为固定值的情况下,分别改变磁电弹夹层的厚度、磁电弹夹层中压电材料的体积分数和磁电弹夹层中压电材料的种类;并利用传递矩阵法和Bloch定理,得到波数k与频率ω的色散关系;通过色散关系图分析不同的磁电弹夹层对压电/压磁声子晶体带隙特性的影响.研究发现:当磁电弹夹层厚度增加时,带隙的中心频率上升,带隙宽度变宽;当磁电弹夹层中压电材料体积分数增加时,带隙中心频率下降,第一带隙宽度变窄,第二带隙宽度增加,第三带隙宽度保持不变;当磁电弹夹层中的压电材料种类不同时,带隙的中心频率和带隙宽度有明显的改变;磁电弹夹层对压电/压磁声子晶体带隙中心频率的影响在高频区比低频区更显著.

Thermodynamics of Third Order Lovelock-Born-Infeld Black Holes

We here explore black holes in the third order Lovelock gravity coupling with nonlinear Born-Infeld electro- magnetic field. Considering special second and third order coefficients （＆g = 363 = a2）, we analyze the thermodynamics of third order Lovelock-Born-Infeld black holes and, in 7-dimensional AdS space-time, discuss the stability of black holes in different event horizon structures. We find that the cosmological constant A plays an important role in the distribution of black hole stable regions.

Phantom Dilaton Field and Asymptotic Distribution Parameter in (2+1)-Dimensional Maxwell-Chern-Simons Gravity

The (2+1)-dimensional Maxwell-Chern-Simons gravity with phantom dilaton field coupling is studied in this paper.It is shown that black hole solution to exist when electromagnetic coupled to dilaton field in the non-trivial way.Moreover,asymptotic index and distribution parameter of current density are calculated by using black hole solution,some new features of this solution are briefly discussed.