基于电子连续性方程的新型交流电弧炉通用模型

交流电弧炉是现代钢铁冶炼的主要设备,但其作为一种典型的非线性时变负荷,给电网电能质量带来了十分严重的影响。交流电弧炉的精确建模对深入理解电弧的时变性和非线性,准确评估其电能质量问题,以及制定针对性的治理方案具有重要的意义。现有模型对电弧的内部特性涉及较少,不能完全反映电弧的物理性质,建模效果较差,数据要求较高,使用局限性较大,适应性不强。基于此,文章研究一种新型的交流电弧炉通用模型,首先,根据电子连续性方程构建确定性电弧模型,并以叠加周期性正弦信号和带通白噪声的方式模拟弧长的变化规则;然后,通过机理分析近似估算模型中各个参数的取值范围;最后,以50t炼钢交流电弧炉和电石炉作为研究对象,在Matlab/Simulink软件中验证模型的可行性和适用性。研究结果表明,所提模型能较好地体现电弧的内在特性,无需大量实测数据,工程实用性较强且适用范围较广。

半导体器件数值模拟中电子连续性方程的求解算法

针对电子连续性方程的离散代数方程组,对离散线性系统的矩阵进行分析,得到矩阵的三类特点;针对大规模电子连续性方程的离散方程组,采用预处理Krylov子空间方法进行求解,并比较和分析几类预处理方法的效果。结果表明:代数多重网格(AMG)预处理Krylov子空间方法在求解离散电子连续性方程方面非常有效。开展AMG预处理Krylov子空间方法求解离散电子连续性方程的大规模并行可扩展性测试,比较和分析了AMG方法中三类关键算法参数的选取。