软磁复合材料因其突出的高频特性而被广泛用作变压器和电机的铁心材料。为了提高高频磁化下变压器或电机的效率与功率密度,需要提高产品设计阶段铁损的计算精度。该文提出一种基于梯形等效电路与神经网络结合的动态磁滞模型,可用以计算...软磁复合材料因其突出的高频特性而被广泛用作变压器和电机的铁心材料。为了提高高频磁化下变压器或电机的效率与功率密度,需要提高产品设计阶段铁损的计算精度。该文提出一种基于梯形等效电路与神经网络结合的动态磁滞模型,可用以计算高频软磁复合材料铁损。该模型通过非理想电感、恒定电阻和非线性电阻分别计算静态磁滞损耗、涡流损耗和异常损耗;其中,为了提高低磁密下静态磁滞回环的模拟精度,引入能够表征磁化过程的神经网络算法模拟静态磁滞部分;同时,在采用梯形等效电路计算涡流损耗和异常损耗时,考虑趋肤效应对铁损的影响;最后,搭建高频正弦激励下的软磁材料磁特性测试系统,在频率为1 Hz~10 k Hz范围内对软磁复合材料的磁滞回线和铁损进行实验测量,并将铁损计算方法与实测数据进行对比,验证该模型在高频正弦激励下预估损耗的准确性,为变压器和电动机优化设计提供一种模型结构简单、精度较高且工程实用性强的损耗计算方法。展开更多
高频波激励作为一种环保且廉价的储层改造技术一直备受人们的关注,在石油与天然气行业得到了广泛的应用.大量的现场应用结果与物理实验均证实了高频弹性波对含孔隙/裂隙储层激励的有效性.然而,由于观测条件的限制,对于岩石裂隙在高频波...高频波激励作为一种环保且廉价的储层改造技术一直备受人们的关注,在石油与天然气行业得到了广泛的应用.大量的现场应用结果与物理实验均证实了高频弹性波对含孔隙/裂隙储层激励的有效性.然而,由于观测条件的限制,对于岩石裂隙在高频波刺激下的动力学机制仍尚不明确.为此,本次研究采用谱元法(Spectral Element Method,SEM)数值模拟方法,构建了三维含裂隙岩石模型,并开展了高频弹性波正演模拟.对裂隙界面的主要动力学参数(剪切应变能密度函数(U_(s))、体积应变能密度函数(U_(v))及裂隙宽度变化量(D_(1)))的模拟分析结果表明,高频波激发的慢速界面波可以有效且持续刺激裂隙界面,是引发裂隙动力学变化的主要作用机制.随后,综合讨论了包括裂隙之间连接角度、激励源频率范围、连续激励时间延迟以及裂隙内填充介质对于含裂隙岩石激励效果的影响.结果表明,相互连通且低角度的裂隙网络更有助于提升激励效果,对于不同宽度的裂隙而言,需要使用对应频率的激发源以获得最优刺激效果.而在使用多激发源持续激励的刺激策略时,则应仔细考虑激励源延时情况,过低的激励延时反而会起到相反的刺激效果.最后,流体作为最优的裂隙充填介质不仅能有效的捕获弹性波能量,其同时还兼顾了更合适的作用范围.本次研究从波动力学的角度阐释了高频波对含裂隙储层的激励机制,并讨论了相关影响因素,为高频波储层激励的进一步运用提供了理论基础.展开更多
文摘软磁复合材料因其突出的高频特性而被广泛用作变压器和电机的铁心材料。为了提高高频磁化下变压器或电机的效率与功率密度,需要提高产品设计阶段铁损的计算精度。该文提出一种基于梯形等效电路与神经网络结合的动态磁滞模型,可用以计算高频软磁复合材料铁损。该模型通过非理想电感、恒定电阻和非线性电阻分别计算静态磁滞损耗、涡流损耗和异常损耗;其中,为了提高低磁密下静态磁滞回环的模拟精度,引入能够表征磁化过程的神经网络算法模拟静态磁滞部分;同时,在采用梯形等效电路计算涡流损耗和异常损耗时,考虑趋肤效应对铁损的影响;最后,搭建高频正弦激励下的软磁材料磁特性测试系统,在频率为1 Hz~10 k Hz范围内对软磁复合材料的磁滞回线和铁损进行实验测量,并将铁损计算方法与实测数据进行对比,验证该模型在高频正弦激励下预估损耗的准确性,为变压器和电动机优化设计提供一种模型结构简单、精度较高且工程实用性强的损耗计算方法。
文摘高频波激励作为一种环保且廉价的储层改造技术一直备受人们的关注,在石油与天然气行业得到了广泛的应用.大量的现场应用结果与物理实验均证实了高频弹性波对含孔隙/裂隙储层激励的有效性.然而,由于观测条件的限制,对于岩石裂隙在高频波刺激下的动力学机制仍尚不明确.为此,本次研究采用谱元法(Spectral Element Method,SEM)数值模拟方法,构建了三维含裂隙岩石模型,并开展了高频弹性波正演模拟.对裂隙界面的主要动力学参数(剪切应变能密度函数(U_(s))、体积应变能密度函数(U_(v))及裂隙宽度变化量(D_(1)))的模拟分析结果表明,高频波激发的慢速界面波可以有效且持续刺激裂隙界面,是引发裂隙动力学变化的主要作用机制.随后,综合讨论了包括裂隙之间连接角度、激励源频率范围、连续激励时间延迟以及裂隙内填充介质对于含裂隙岩石激励效果的影响.结果表明,相互连通且低角度的裂隙网络更有助于提升激励效果,对于不同宽度的裂隙而言,需要使用对应频率的激发源以获得最优刺激效果.而在使用多激发源持续激励的刺激策略时,则应仔细考虑激励源延时情况,过低的激励延时反而会起到相反的刺激效果.最后,流体作为最优的裂隙充填介质不仅能有效的捕获弹性波能量,其同时还兼顾了更合适的作用范围.本次研究从波动力学的角度阐释了高频波对含裂隙储层的激励机制,并讨论了相关影响因素,为高频波储层激励的进一步运用提供了理论基础.
