改进三维上流元法计算特高压直流线路离子流场(英文)

考虑输电线路弧垂、杆塔、绝缘子以及线路下方房屋等物体的特高压直流输电线路离子流场计算是三维电磁场数值计算问题,将该问题简单的等效为二维计算问题会导致所关注物体周围电磁参数求解存在较大的误差。该文基于现有的三维上流有限元理论,提出改进算法,采用新型的迭代收敛控制技术,保证了迭代收敛过程的稳定性,采用新的上流有限单元寻找方法,极大提高了程序的计算效率。该文计算了三维同轴圆柱电极间离子流场,数值仿真结果与解析解进行对比,验证了三维改进上流元法的有效性以及效率。对直流试验线路下方房屋模型附近的离子流场进行计算,计算结果与试验数据进行对比,计算方法得到了很好的验证。对特高压输电线路下方走廊附近人体模型表面电场强度进行计算,计算结果表明,相比静电场情况,人体表面电场强度得到了显著的提高。该应用表明改进三维上流元法可以有效地解决三维大规模离子流场计算问题。