基于多物理场仿真的油浸式变压器温度特性分析及散热器优化

准确计算油浸式变压器的温度分布并寻求优化方法,对设备运行维护具有重要意义。首先建立了35 kV油浸式变压器的3维等效模型,采用Jiles-Atherton模型模拟变压器铁芯材料的磁滞特性,通过磁场计算获取了铁芯和绕组的损耗密度分布。在此基础上将损耗密度作为热源,经过流–热耦合计算得到变压器的温度场和流场仿真结果。根据计算结果提取了铁芯、绕组区域的温度分布及截面的油流流速分布,并绘制了散热片的最高温度和流速曲线。最后结合中心组合设计和仿真分析方法得出不同散热器结构参数下的变压器热点温度,构建热点温度与结构参数间的支持向量机模型,采用粒子群算法获得了最优参数。变压器热点温度较优化前降低了15.12 K,仿真与模型预测结果的相对误差为6.42%,验证了优化模型的有效性。结果表明:优化方法能够显著降低变压器热点温度,为变压器的优化设计提供了新的思路和参考。

基于多物理场仿真的低频变压器温度特性分析及导向结构优化

为了降低低频工况下油浸式电力变压器的热点温度与内部温升,基于电磁-热-流体场多物理场耦合对低频变压器绕组区域导向结构开展优化分析。通过对变压器电磁部分的有限元数值计算,确定低频变压器与同工况下的工频变压器在铁芯和绕组区域的磁密分布与损耗特性区别。然后在此基础上将铁芯和绕组的损耗作为热源代入流体场和温度场进行仿真分析,得到变压器整体和绕组区域局部的温度及油流分布。最后通过构建20 Hz低频变压器绕组区域的油流传热模型,结合有限元仿真研究导油挡板数量与分布对绕组区域油流量、平均温度和热点温度的影响,并获得导向结构的最佳分配方案。研究结果表明,20 Hz低频变压器绕组区域的热点温度较无挡油板的模型下降了14.44%,该结果可为低频变压器紧凑化设计提供优化方案。

静电场仿真在550 kV隔离开关VFTO故障解决中的应用

快速暂态过电压(VFTO)一直是高电压等级气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)运行中不容忽视的问题,尤其是550 kV及以上的设备。现结合一起典型的550 kV隔离开关(DS)产生的VFTO导致接地故障的案例,对故障原因进行了分析推断;通过静电场仿真结果的对比,对设计进行了改善;新方案通过了开合母线充电电流方式1和方式3的型式试验,随后对客户的设备进行了升级替换;改善后的设备带电运行数年后的结果表明,改善效果良好,再没有出现过VFTO引发的故障。

气力式水稻穴盘成型机气流分配室流场仿真与优化设计

合理的气流分配室结构是气力式水稻穴盘成型机正常工作的前提条件。为了保证气流分配室具有均匀的流场结构,生产出合格的穴盘,以气体控制方程为理论依据,利用FLUENT软件对气流分配室内气流场进行了仿真分析。结合正交试验设计和数值模拟技术,以腔体厚度、通气孔直径和底角为影响因素,速度不均匀系数为评价指标,对气流场进行了单因素和正交模拟仿真试验,结果表明各因素对试验结果影响的主次顺序为配气腔体厚度、通气孔直径、底角;当腔体厚度、通气孔直径和底角分别为110 mm、15 mm和0°时,气流分配室流场均匀性较理想,此时速度不均匀系数为11.37%。试验结果表明,仿真结果与实测结果的平均相对误差为1.59%,双侧相关系数为0.028,存在显著相关关系;穴盘生产成型率为92.3%,穴孔质量和底面厚度的变异系数分别为10.2%和9.81%,满足穴盘生产要求。

零值绝缘子串红外和紫外成像特性试验及耦合场仿真研究

为研究红外及紫外成像技术检测零值绝缘子的有效性,试验采集了不同湿度和污秽度下,零值绝缘子处于绝缘子串不同位置时的红外热像图和紫外视频,分析了绝缘子串的发热、放电特性。利用有限元软件建立了热-电耦合场仿真模型,计算验证了不同条件下绝缘子串的温度及电场分布。研究表明:污秽干燥条件下,绝缘子串不易放电,紫外成像法无法有效检测零值绝缘子,红外热像图显示正常绝缘子的温升明显高于零值绝缘子温升,红外成像法可以有效检测零值绝缘子;污秽湿润条件下,由于高电导率的重污秽以及污秽受潮的不均匀性,红外成像及紫外成像法均可能发生误判。

基于光线跟踪的星敏感器视场仿真分析

星敏感器是航天器高精度姿态测量的重要部件,随着航天器结构的日益复杂,为了保证星敏感器正常工作条件,在航天器设计初期就需要考虑其视景有效性。如何对在轨运行时的星敏感器视景有效性进行分析成为亟待解决的问题。传统的试验测试对在轨星敏感器视景分析往往达不到实际要求。为此构建虚拟仿真平台,通过仿真航天器、星体等构建一个在轨运行环境,进而利用光线跟踪方法进行星敏感器视场光照分析、碰撞检测方法进行星敏感器视场遮挡分析。展示的仿真结果表明光线跟踪方法和碰撞检测方法运用的合理性和有效性。

SAPTIS:结构多场仿真与非线性分析软件开发及应用(之一)

介绍大型结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS,包括软件中所采用的单元类型、方程求解方法、大坝全过程仿真的开挖浇筑模拟方法、水化热模型、通水冷却模型、温度边界条件、弹性模量模型、徐变度模型、自生体积变形以及掺MgO混凝土特性等,还给出了分析结果表达方式。该软件已成功应用于三峡、二滩、龙滩、小湾、溪洛渡、锦屏、丹江口等四十余个大中型水利水电工程的混凝土坝和其他结构温度场、应力场仿真分析、温控防裂和大坝真实工作性态研究,取得了良好的经济效益。应用成果表明,SAPTIS采用的计算模型能正确反映混凝土材料的热学特性、混凝土结构的应力和变形特性,具有计算速度快、计算规模大、结果精度高等优点。

轴向永磁式涡流制动器特性的多物理场仿真分析

随着电磁装置的设计面向于小型化和高功率化的趋势,其温升可能引起装置性能衰减甚至是结构损坏。因此,在设计阶段,除电磁场特性之外,温度场以及流体场特性分析也至关重要。该文针对双边轴向永磁式涡流制动器结构,分析其电磁场、流体场和温度场特性以及相互之间的影响机理。首先,通过电磁场有限元法分析涡流制动器的制动特性以及导体板中的涡流损耗变化曲线。其次,通过建立的三维流体场模型,分析涡流制动器气隙中的流体流动规律以及传热特性。最后,基于电磁场和流体场计算结果,建立涡流制动器的热网络模型,分析其温升特性,并通过三维温度场有限元法验证其准确性和有效性。通过上述方法,可以精确估计涡流制动器的运行状态,给设计人员提供理论依据。

基于随机Fourier谱的风场仿真

研究了由随机Fourier谱生成具有特定场地风荷载统计特性的样本函数的问题.首先对随机风场模型进行了描述,然后利用谐波合成的方法,在对互随机Fourier谱矩阵进行Cholesky分解的基础上,通过一组余弦函数的和对随机脉动风速场进行了模拟.最后,结合一20层平面框架结构纵向风速场的仿真问题进行了数值仿真研究.算例表明,所提算法可以准确地模拟给定场地特性的脉动风速时程.

基于水声物理场的声呐噪声场仿真方法及其应用

本文给出声呐航行自噪声与环境噪声的模型,对半实物仿真航行自噪声与环境噪声的方案进行了分析与论证,讨论了各向同性噪声场与非各向同性噪声场的空间相关性并提出了利用球冠阵和环形阵仿真生成各向同性噪声场与非各向同性噪声场的方法。该仿真方案对于评价自导系统的静态或动态性能具有重要价值。

关于在体育教学中实施“职场仿真”教学的思考

文章重点阐述在高等职业教育中,如何发掘体育教学活动与职业活动的共同特征,精心设计“职场仿真”教学,有效运用“职场仿真”教学,在发挥体育教学本质功能的同时,全面提高学生的职业素质和能力,为学生将来从事职业活动奠定坚实的基础。

实施“职场仿真”体育教学 提高大学生就业竞争力

文章重点阐述在高等职业教育中,如何发掘体育教学活动与职业活动的共同特征,巧妙设计"职场仿真"教学,通过"职场仿真"教学,在发挥体育教学的本质功能的同时,全面提高学生的职业素质和能力,为增强高职学生就业竞争力和职业发展的内驱力奠定坚实的基础。

基于静电场仿真的熔丝筒局部放电研究

局部放电是造成电气设备绝缘故障的重要原因之一,长时间地发生局部放电会降低设备的绝缘性能,考虑到电气设备局部放电的产生与设备绝缘介质的电场分布密切相关。为此针对12kV环网柜的一个部件——熔丝筒,在产品测试过程中易发生局部放电的问题,采用Ansys软件对熔丝筒原模型进行了静电场仿真分析,提取出电场较大且分布极不均匀的问题区域——端盖右侧到金属侧板之间的环氧树脂壳体表面空气区域,该区域极有可能发生局部放电。然后利用静电场理论,在尽可能对熔丝筒环氧树脂壳体改动小的前提下,提出了对问题区域附近环氧壳体表面局部喷锌接地到局部喷锌接地加凸台的优化。通过静电场仿真得出优化前后问题区域的最大电场强度由26.9kV/mm先降到14kV/mm最终降到2.7kV/mm,理论上验证了最终的环氧壳体局部喷锌接地加凸台方案的正确性。最后,对不同方案的熔丝筒样品进行了局部放电检测,结果表明,熔丝筒实际发生局部放电故障的区域与静电场仿真的问题区域相吻合,验证了利用静电场仿真分析局部放电问题的合理性;同时最终优化后的熔丝筒的局部放电量达到有关标准的要求,优化方案的可行性也在工程实践中得到了验证。

微波技术与天线课程教学中的“场仿真图演示教学法”

本文主要介绍了《微波技术与天线》课程教学中的“场仿真图演示教学法”,从该方法的形成、实践过程和应用效果三个方面介绍了近几年课程教学团队在教学中的做法和经验,对从事微波技术与天线方面教学的教育工作者来说,具有一定启发和借鉴意义。

随机Fourier谱风场仿真算法的验证

在随机Fourier谱风场仿真算法的基础上,进一步考察随机仿真风速场能否体现给定风环境的随机特性.这一考察建立在仿真风场与目标风场之间的随机Fourier谱和随机相干函数的均值谱、标准差谱的对比之上.实例分析表明,随机风场数值仿真算法可以准确地反映风场的随机性.

PCMR体声波谐振器多物理场仿真及芯片制作

文章介绍了一种轮廓模式压电谐振器的工作原理,阐述了多物理场的概念并利用多物理场有限元分析方法分析了该谐振器的谐振过程,并利用多物理场原理对压电谐振器结构进行了仿真优化。多物理场仿真可以更加直观,深入的理解PCMR的工作原理和过程。不利用等效电路模型,所以可以准确的找到谐振器各组成部分对谐振器的影响。基于仿真的结果,分别设计了平板型(82.75MHz)和交指型(346.5MHz)轮廓模式谐振器并利用MEMS工艺对其进行了制作。制作的轮廓模式谐振器具有较高的Q值(800),机电耦合系数2%,测试结果和仿真结果基本的吻合。

相场仿真二维晶粒长大过程中的尺寸分布和拓扑演变

用相场方法对二维晶粒长大过程进行仿真.结果表明,相场仿真所得准稳态晶粒尺寸分布,既可以用Weibull函数又可以用Louat函数很好地拟合,原因是在一定条件下两种分布函数的图像完全重合或非常相似.相场方法得到的晶粒拓扑分布经过演变同样达到了自相似或准稳态,但表现为对数正态分布形式.晶粒尺寸与晶粒边数间呈非线性关联.结果既与已有高纯度铝带实验结果相吻合,又与已有Monte Carlo法仿真结果一致.

激光金属成形缺陷在线检测方法及热场仿真

针对激光金属沉积(LMD)增材制造过程中易产生微裂纹等冶金缺陷,严重影响制件疲劳力学性能的问题,提出了LMD增材制造冶金缺陷在线红外扫描检测的方法。为验证该检测方法的可行性,进行了LMD钛合金试件人工裂纹缺陷热场仿真分析与红外测温扫描检测实验研究。通过缺陷热场仿真分析揭示了红外测温特征峰峰高与裂纹宽度、深度的关系规律。人工裂纹检测实验表明,红外测温仪探头扫过各人工裂纹上方时,测温波形会出现明显增高的特征峰。通过仿真拟合关系式计算的裂纹宽度温升幅度曲线与实验数据曲线的比较验证了仿真分析结果的正确性。

基于FEMAG-CZ热场仿真软件的单晶炉热场分析

基于FEMAGSoft公司的EMAG-CZ热场仿真软件具有模拟提拉法生长单晶体的热场仿真功能，提出使用温度梯度分析热场，通过仿真证明热场设计合理，满足生长单晶棒的要求。

关于“职场仿真”体育训练教学的几点思考

高职院校学生的职场适应能力是教育的重要目标,也是检验教育成功与否的重要标准。作者在文中探讨了通过"职场仿真"开展体育教学与体育训练的重要性,提出了当前形势下"职场仿真"教学的策略。