非线性电路暂态仿真中消除数值振荡的改进方法 被引量：8

1

作者 商莹 于玉铭 +2 位作者 邹振宇 李福俊 陈博 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期142-146,共5页

在电力系统的电磁暂态数字仿真中,非线性元件的非线性特性将导致数值计算中产生数值振荡。引入一种新的离散方法—改进的节点分析法,对非线性元件进行处理,离散化得到等效伴随电路,然后求解。通过Matlab软件仿真得到等效后的电压波形,与... 在电力系统的电磁暂态数字仿真中,非线性元件的非线性特性将导致数值计算中产生数值振荡。引入一种新的离散方法—改进的节点分析法,对非线性元件进行处理,离散化得到等效伴随电路,然后求解。通过Matlab软件仿真得到等效后的电压波形,与ATP和PSCAD模型比较,所提算法可以有效消除数值振荡,并不会出现'毛刺'现象,适合非线性元件的仿真。 展开更多

关键词 数值振荡 非线性元件 改进的节点分析法 伴随电路

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交流弱电网中用于抑制数值振荡的变参数有理分式拟合算法 被引量：10

2

作者 迟永宁 舒德兀 +2 位作者 张春朋 魏林君 姜齐荣 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1792-1796,共5页

大规模风电、光伏发电所接入的电网多处于偏远地区,线路阻抗较大,系统扰动较多。对这一类电网进行电磁暂态仿真时,若采用经典的数值算法(如隐式梯形法),则容易发生非原型数值振荡,导致仿真结果失真。传统改进方法涉及到算法切换或附加... 大规模风电、光伏发电所接入的电网多处于偏远地区,线路阻抗较大,系统扰动较多。对这一类电网进行电磁暂态仿真时,若采用经典的数值算法(如隐式梯形法),则容易发生非原型数值振荡,导致仿真结果失真。传统改进方法涉及到算法切换或附加阻尼元件,其中相关参数均为固定,限制了算法在电磁暂态仿真中的灵活性。提出了一种变参数有理分式拟合法,采用三阶有理分式拟合数值算法中的指数项。通过调整参数,使得算法具有L稳定性。此时算法对截断误差具有更快的衰减速率,从而有效抑制数值振荡。进一步推出了数值振荡误差递推公式,从数学上分析了所提算法和隐式梯形法的误差衰减特性。算例给出了实际弱交流电网的算例,验证了所提算法在数值稳定性和抑制数值振荡方面的优势。 展开更多

关键词 电磁暂态仿真 数值振荡 有理分式拟合

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消除粘性项高阶离散数值振荡的半结点-结点交错方法 被引量：10

3

作者 涂国华 邓小刚 毛枚良 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期10-15,共6页

通常的粘性项处理方法是连续两次采用结点型中心差分格式求得。但是,通过两次采用高阶结点型中心格式求得的粘性项易在流场中的"间断"附近产生数值振荡。本文采用多种格式,通过求解一维Burgers方程来充分展示了这种振荡现象... 通常的粘性项处理方法是连续两次采用结点型中心差分格式求得。但是,通过两次采用高阶结点型中心格式求得的粘性项易在流场中的"间断"附近产生数值振荡。本文采用多种格式,通过求解一维Burgers方程来充分展示了这种振荡现象。为了消除这种数值振荡,一种半结点型的高阶紧致格式被用来求解粘性项。Fourier频谱分析表明,这种格式具有非常优越的保频谱性能。一维和二维的数值计算结果表明,通过"半结点-结点"交错采用这种半结点型格式的方法可以非常有效地避免粘性项高阶离散可能导致的数值振荡。 展开更多

关键词 高阶格式 粘性项 数值振荡 紧致格式 激波

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用以消除数值振荡的阻尼梯形法误差分析与修正 被引量：20

4

作者 刘益青 陈超英 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第7期57-61,共5页

在电力系统机网暂态数字仿真中,非状态变量的突变往往会引起非原型的数值振荡。在消除振荡的方法中,阻尼梯形法的精度介于向后欧拉法和梯形法之间,由于其精度较低,应用不十分广泛。该文在深入分析阻尼梯形法误差的基础上,利用频谱观点,... 在电力系统机网暂态数字仿真中,非状态变量的突变往往会引起非原型的数值振荡。在消除振荡的方法中,阻尼梯形法的精度介于向后欧拉法和梯形法之间,由于其精度较低,应用不十分广泛。该文在深入分析阻尼梯形法误差的基础上,利用频谱观点,提出了修正的阻尼梯形法计算公式,使其稳态误差趋近于零。同时,推导了适用于跃变量计算的阻尼方法,并进行了适当简化,使得步长减半后友模的电导近似不变,只需修改电流源即可。理论推导和实际算例都表明,修正后的阻尼梯形法计算精度提高,消除数值振荡的优点更加突出,在数字仿真中可以更好地被应用。 展开更多

关键词 电力系统 数字仿真 数值振荡 阻尼梯形法 误差分析 修正

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电力系统数字仿真中的数值振荡及对策 被引量：8

5

作者 张益 周群 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第12期1545-1549,共5页

基于数值振荡是电力系统数字仿真领域中一个长期困扰的问题，研究了电力系统仿真中各种数值振荡的产生机理，并提出相应的对策．分析了插值算法对数值积分精度的影响，提出了电力系统仿真中插值算法的选择原则．

关键词 电力系统 数字仿真 数值振荡 插值算法

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一种抑制激波计算中数值振荡现象的双重小波收缩方法 被引量：2

6

作者 赵勇 宗智 王天霖 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第6期620-629,共10页

在激波数值计算中,容易出现数值振荡的问题,振荡激烈时会掩盖真实解,为此提出了许多高精度复杂计算格式或采用人工粘性抑制数值振荡.从信号处理的角度,提出双重小波收缩方法,它能自适应提取激波数值振荡解中的真实物理解.先用局部微分... 在激波数值计算中,容易出现数值振荡的问题,振荡激烈时会掩盖真实解,为此提出了许多高精度复杂计算格式或采用人工粘性抑制数值振荡.从信号处理的角度,提出双重小波收缩方法,它能自适应提取激波数值振荡解中的真实物理解.先用局部微分求积法求解浅水波方程和理想流体Euler运动方程中的激波问题,发现其数值振荡现象严重,然后采用双重小波收缩方法对其处理,获得了无数值振荡解,它能准确捕捉激波的位置并且保持激波结构.相比于复杂的Riemann(黎曼)求解格式,借助小波收缩方法,可以采用相对简单的计算格式如微分求积法求解激波问题. 展开更多

关键词 激波 数值振荡 小波收缩 微分求积法 浅水波方程 EULER方程

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动态相量法仿真中的数值振荡及消除 被引量：3

7

作者 应迪生 张明 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期41-45,128,共6页

在电力系统的机网暂态数字仿真中,故障和操作引起的网络结构变化将导致数值计算中产生数值振荡。对动态相量法产生振荡的机理进行了分析,提出一种新的能有效消除数值振荡的算法——基于临界阻尼调整法的动态相量法。该方法在动态相量域... 在电力系统的机网暂态数字仿真中,故障和操作引起的网络结构变化将导致数值计算中产生数值振荡。对动态相量法产生振荡的机理进行了分析,提出一种新的能有效消除数值振荡的算法——基于临界阻尼调整法的动态相量法。该方法在动态相量域内对元件进行建模,并结合临界阻尼调整法,以保持友模导纳不变,同时达到保持计算精度和消除数值振荡的目的。以RL支路为例推导了该算法的数学模型,并通过与理论计算值的比较,证明了该算法是有效的,适合于较大系统的仿真。 展开更多

关键词 数字仿真 数值积分 动态相量法 数值振荡 临界阻尼调整法

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基于数值振荡消除下自耦变压器建模与谐波机理分析

8

作者 董唯光 辛国庆 +1 位作者 高锋阳 吕晓强 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2324-2330,共7页

对自耦变压器进行模型的理论分析并搭建仿真模型,但由于绕组间磁的耦合作用,仿真时出现数值振荡并造成图像失真,为此推导并提出一种新型阻尼梯形法来抑制数值振荡。先对阻尼因子α进行预测估值,再加入辅助阻尼因子ε进行校正,最后对励... 对自耦变压器进行模型的理论分析并搭建仿真模型,但由于绕组间磁的耦合作用,仿真时出现数值振荡并造成图像失真,为此推导并提出一种新型阻尼梯形法来抑制数值振荡。先对阻尼因子α进行预测估值,再加入辅助阻尼因子ε进行校正,最后对励磁电流in进行振荡补偿。仿真结果表明:搭建的模型可以清晰地反映自耦变压器在运行时出现的谐波波形,为自耦变压器出现谐波时进行故障预警提供了参考依据。 展开更多

关键词 高速铁路 自耦变压器 数值振荡 阻尼梯形算法 模型仿真 谐波分析

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消除机网暂态计算中数值振荡的新算法

9

作者 方富淇 戴家祯 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1996年第1期181-187,共7页

在电力系统机网暂态过程中往往存在有多次开关操作，导致在暂态过程数值计算中产生数值振荡，本文介绍两种新的能有效消除数值振荡的算法─—在空间矢量坐标系下的带特征因子的欧拉法和不带特征因子的吉尔法，文中就电感元件推导了这两... 在电力系统机网暂态过程中往往存在有多次开关操作，导致在暂态过程数值计算中产生数值振荡，本文介绍两种新的能有效消除数值振荡的算法─—在空间矢量坐标系下的带特征因子的欧拉法和不带特征因子的吉尔法，文中就电感元件推导了这两种算法的数学模型，分析了它们的特点。与通常采用的方法相比，这两种算法具有计算精度较高、算法简单、节省机时、适应性广的特点。文中以两个简单算例验证了这两种算法的正确性和消除数值振荡的有效性。 展开更多

关键词 电力系统 暂态 数值振荡 算法

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流线方向控制数值振荡的理论与最优方法

10

作者 何野 沈亚菲 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第2期80-82,共3页

本文提出了流线方向控制数值振荡的最优方法,与传统的Scharfetter-Gummel方法和SUPG方法相比,本方法在消除数值振荡和侧风效应方面具备更好的特性。

关键词 数值振荡 侧风效应 控制 流线方向

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无插值仿真平台中抑制数值振荡的阻尼电路设计方法 被引量：6

11

作者 姬煜轲 许建中 +1 位作者 徐延明 赵成勇 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期143-149,共7页

阐述及复现了普遍存在于电磁暂态仿真中的数值振荡问题,罗列了现有电磁暂态仿真程序应对此问题的解决方法,并从应用场合、计算代价、编程复杂度等多个方面分析了局限性。在此基础上提出了一种适用于无插值功能的仿真平台中的用于抑制数... 阐述及复现了普遍存在于电磁暂态仿真中的数值振荡问题,罗列了现有电磁暂态仿真程序应对此问题的解决方法,并从应用场合、计算代价、编程复杂度等多个方面分析了局限性。在此基础上提出了一种适用于无插值功能的仿真平台中的用于抑制数值振荡的RC阻尼电路设计方法。从数值振荡的机理入手分析其有效性,提出了描述数值振荡剧烈程度的量化函数,并将其与Simplex算法相结合对RC电路的配置进行优化,大幅提高了阻尼电路对数值振荡的抑制效果。结合不同仿真步长下的多次测试,对仿真步长、数值振荡和阻尼电路三者之间的关系进行了进一步分析。 展开更多

关键词 数值振荡 电磁暂态 梯形积分法 RC阻尼电路 Simplex算法 量化函数

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有限元数值模拟中温度振荡

12

作者 樊涛 潘再勇 +1 位作者 金泉林 王新云 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期122-129,共8页

通过理论分析和简单算例,研究温度场数值模拟中出现温度振荡的原因,即有限元计算中假设温度导数连续与不保证温度导数连续的矛盾;假设均温的初始条件与热交换边界条件的矛盾。通过数值模拟算例,讨论了选择合理初始温度场设置,使用集中... 通过理论分析和简单算例,研究温度场数值模拟中出现温度振荡的原因,即有限元计算中假设温度导数连续与不保证温度导数连续的矛盾;假设均温的初始条件与热交换边界条件的矛盾。通过数值模拟算例,讨论了选择合理初始温度场设置,使用集中热容矩阵两种方法对消除温度数值振荡的效果及误差来源。 展开更多

关键词 温度场数值振荡 温度导数连续性 集中热容矩阵 有限元方法

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自适应步长增维精细积分法的电磁暂态仿真

13

作者 叶婧 谢继豪 +2 位作者 王永 吕金伟 张磊 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第3期149-158,共10页

针对电磁暂态仿真类程序中易有数值振荡的产生及采用定步长仿真难以兼顾精度和效率的问题,提出一种自适应步长增维精细积分仿真算法。首先,为避免矩阵求逆引入扩展向量进行增维,并对增维矩阵进行分块计算以降低计算规模;其次,根据估计... 针对电磁暂态仿真类程序中易有数值振荡的产生及采用定步长仿真难以兼顾精度和效率的问题,提出一种自适应步长增维精细积分仿真算法。首先,为避免矩阵求逆引入扩展向量进行增维,并对增维矩阵进行分块计算以降低计算规模;其次,根据估计误差确立自适应步长变化的依据,并通过预设步长进一步提高计算效率;最后,建立电磁暂态数值计算流程,对电力系统中线性与非线性元件进行建模,并通过典型的算例验证了所提算法的有效性与优势。 展开更多

关键词 电磁暂态仿真 数值振荡 增维精细积分法 自适应步长

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基于3步4阶隐式泰勒级数法的电磁暂态数值计算方法 被引量：6

14

作者 王永 张磊 +5 位作者 叶婧 马骏 王晓勇 饶华兴 谭炜东 李强 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期8-13,共6页

为解决电磁暂态数值计算中的数值振荡问题,将一种具有无限稳定性的3步4阶隐式泰勒级数法运用于电磁暂态数值计算中。相对于隐式梯形积分法而言,该数值积分方法既具有A-稳定性又具有无限稳定性,且其计算精度为6阶。因而,该方法对截断误... 为解决电磁暂态数值计算中的数值振荡问题,将一种具有无限稳定性的3步4阶隐式泰勒级数法运用于电磁暂态数值计算中。相对于隐式梯形积分法而言,该数值积分方法既具有A-稳定性又具有无限稳定性,且其计算精度为6阶。因而,该方法对截断误差具有较快的衰减速率,从而可有效地抑制数值振荡。算例结果表明,与临界阻尼调整法相比较,使用该方法进行电磁暂态计算,能够采用较大的时间积分步长,计算效率高,可有效地避免因突变情况导致的数值振荡。 展开更多

关键词 电磁暂态计算 隐式泰勒级数法 临界阻尼调整法 数值振荡

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地下水溶质运移数值模拟中减少误差的新方法 被引量：5

15

作者 梅一 吴吉春 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期639-645,共7页

地下水中污染物运移的数值模拟方法一直是学界的研究热点问题。而如何减少与消除对流-弥散方程数值解中浓度陡锋面附近的数值振荡与数值弥散,更是研究的前沿与难点。提出了一种地下水溶质运移数值模拟中减少数值弥散的新方法。该方法的... 地下水中污染物运移的数值模拟方法一直是学界的研究热点问题。而如何减少与消除对流-弥散方程数值解中浓度陡锋面附近的数值振荡与数值弥散,更是研究的前沿与难点。提出了一种地下水溶质运移数值模拟中减少数值弥散的新方法。该方法的核心思想是在水动力弥散系数上加上一个数值弥散估算值,得到一个修正弥散系数,用其替代方程中有明确物理意义的水动力弥散系数进行计算。并提出了一个参数——数值弥散因子(μNDF),可以根据研究需要进行参数分区并适当调节该因子的大小,从而达到控制数值振荡,减小数值弥散的目的。从一维到二维的多个数值算例的模拟计算结果表明,该方法能在消除数值振荡的基础上,较好地减少数值弥散,达到满意的精度。 展开更多

关键词 数值振荡 数值弥散 对流-弥散方程 有限差分 地下水溶质运移

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冲击波的小波数值计算方法 被引量：2

16

作者 许志宇 谭永华 李小明 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期80-88,共9页

基于自适应小波配点法和人工黏性技术,构造出一种简单稳定的冲击波数值计算方法。采用小波阈值滤波,生成适应流场分布的多尺度自适应网格,并利用密度场最细尺度的小波系数构造幂函数形式的冲击波定位函数,用以判断冲击波位置。联合人工... 基于自适应小波配点法和人工黏性技术,构造出一种简单稳定的冲击波数值计算方法。采用小波阈值滤波,生成适应流场分布的多尺度自适应网格,并利用密度场最细尺度的小波系数构造幂函数形式的冲击波定位函数,用以判断冲击波位置。联合人工黏性与冲击波定位函数,自动根据流场梯度严格控制人工黏性的大小和分布。对强/弱冲击波管问题进行计算,结果表明,该方法能够准确捕捉冲击波和有效抑制数值振荡,并且使用简单、分辨率高、计算量小。 展开更多

关键词 冲击波 自适应小波配点法 数值振荡 人工黏性

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基于ENO格式的一维水击波数值模拟 被引量：3

17

作者 樊书刚 刘韩生 《人民黄河》 CAS 北大核心 2010年第3期102-103,共2页

选用近年来广泛应用于空气动力学和溃坝水力学的本质无振荡ENO格式,并采用平均通量差分分裂法对一维水击模型进行数值模拟,计算结果与解析解进行比较后表明:数值解在光滑区具有较高精度,数值耗散性小;在间断附近没有出现虚假数值振荡,... 选用近年来广泛应用于空气动力学和溃坝水力学的本质无振荡ENO格式,并采用平均通量差分分裂法对一维水击模型进行数值模拟,计算结果与解析解进行比较后表明:数值解在光滑区具有较高精度,数值耗散性小;在间断附近没有出现虚假数值振荡,与解析解符合较好,200 s与20 s计算结果基本保持一致。证明ENO格式稳定性能好,精度高,能够很好地模拟水击波的演进过程。 展开更多

关键词 ENO格式 水击 数值模拟 间断 数值振荡

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河流流场数值模拟初始场误差发展研究 被引量：1

18

作者 任华堂 陈永灿 冯卫兵 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期58-62,共5页

为分析河流初始场误差对计算结果的影响,利用小扰动方法推导了流动模拟过程中初始场误差发展的控制方程,并依照湖泊假潮的形式得到了方程的分析解。理论结果表明,在通常的边界条件下,初始场误差相当于在流动中附加了一个虚拟的长波,这... 为分析河流初始场误差对计算结果的影响,利用小扰动方法推导了流动模拟过程中初始场误差发展的控制方程,并依照湖泊假潮的形式得到了方程的分析解。理论结果表明,在通常的边界条件下,初始场误差相当于在流动中附加了一个虚拟的长波,这种波动以驻波的形式存在于河流中,波长是河段长度的4倍,波周期可用梅立恩公式近似估计。在底摩擦的作用下,误差波将会迅速衰减直至消失,充分显示了流场的强耗散特性。通过数值计算实例验证了理论分析的结果。 展开更多

关键词 数值振荡 假潮 小扰动 频散关系 振荡周期 耗散结构

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基于人工黏性的二维激波小波多尺度数值计算

19

作者 许志宇 谭永华 李小明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2229-2236,共8页

基于自适应小波配点法和人工黏性,构造了二维激波问题的小波数值计算格式。利用最细尺度的小波系数构造两组激波定位函数,分别用以控制两个正交方向(x,y方向)人工黏性的大小和分布,对三类二维激波问题进行计算和验证。结果表明:自适应... 基于自适应小波配点法和人工黏性,构造了二维激波问题的小波数值计算格式。利用最细尺度的小波系数构造两组激波定位函数,分别用以控制两个正交方向(x,y方向)人工黏性的大小和分布,对三类二维激波问题进行计算和验证。结果表明:自适应小波配点法利用小波阈值滤波删除变化平缓区域大量网格点,而保留变化急剧区域的网格点,比传统方法计算效率高,且分辨率越高,计算效率更高;利用最细层小波系数构建的幂函数形式的激波定位函数能准确判断激波位置和控制x,y方向人工黏性的大小和分布,从而捕捉不同方向和不同强度的激波。 展开更多

关键词 激波 自适应小波配点法 数值振荡 激波定位函数 人工黏性

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GGLS法在选区激光烧结数值模拟中的应用 被引量：2

20

作者 孟娟 丁浩亮 +2 位作者 温馨 蔡令令 严波 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期98-105,共8页

为准确模拟选区激光烧结过程中的温度场,有效预测零件的热应力和变形,在经典Galerkin有限元法推导选区激光烧结过程的三维温度场计算模型基础上,提出了Galerkin Gradient Least-Squares(GGLS)稳定有限元法的三维温度场计算模型,分别采... 为准确模拟选区激光烧结过程中的温度场,有效预测零件的热应力和变形,在经典Galerkin有限元法推导选区激光烧结过程的三维温度场计算模型基础上,提出了Galerkin Gradient Least-Squares(GGLS)稳定有限元法的三维温度场计算模型,分别采用两种方法模拟了激光烧结过程中的温度场分布。模拟结果表明:由于聚合物材料的导热系数较小,材料传热困难,在Galerkin法求解温度场过程中出现了明显的温度忽高忽低的数值振荡现象,应用GGLS法可以有效改善数值振荡,获得较为准确的模拟结果。激光扫描结束的地方温度最高,随着距离的增加,温度迅速降低。在零件上表面很薄的一层区域温度最高,沿烧结深度方向向内,温度逐渐降低。 展开更多

关键词 选区激光烧结工艺 温度场 数值振荡现象 GGLS法

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