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基于棱边元的三维定点谐波平衡有限元法及其在非线性问题中的应用
1
作者
高圣泽
赵小军
+3 位作者
刘兰荣
杜振斌
GAO Yanhui
LU Junwei
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第S01期332-341,共10页
为提升三维非线性电磁场仿真计算效率,提出了基于A、φ-A位组的三维定点谐波平衡有限元法。算法采用棱边元与节点元组合单元结构降低自由度,通过引入基于规范变换原则选取的标量位φ,保证矩阵方程的对称性。算法基于谐波平衡理论,实现...
为提升三维非线性电磁场仿真计算效率,提出了基于A、φ-A位组的三维定点谐波平衡有限元法。算法采用棱边元与节点元组合单元结构降低自由度,通过引入基于规范变换原则选取的标量位φ,保证矩阵方程的对称性。算法基于谐波平衡理论,实现了有限元方程系数矩阵的频域分解,使其适用于并行计算,并提出了直流分量定点磁阻率法及一种自适应的松弛因子选取方法,提升了算法非线性迭代的收敛速度。通过与传统时步有限元法及直流偏磁工况下的实验数据对比,验证了算法在三维涡流问题及考虑场路耦合的非线性问题上的有效性。在非线性工况下,分析了不同定点磁阻率选取方法对算法计算效率与收敛性能的影响。结果表明,在保证计算数值误差小于10-5时,相比其他定点磁阻率法,改进的定点磁阻率选取方法约降低31%的非线性迭代次数,29%的计算时间。
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关键词
谐波平衡法
定点技术
场路耦合
棱边元
非线性问题
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职称材料
应用于非线性涡流问题的定点谐波平衡改进算法
被引量：
2
2
作者
赵小军
关大伟
+2 位作者
钟玉廷
孟凡辉
鲁君伟
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第1期214-221,共8页
采用基于H-B-M本构关系的定点谐波平衡法,针对含块状导体的涡流问题推导并给出了场路耦合方程的频域形式。利用微分磁阻率确定定点磁阻率的最优取值,在非线性迭代中不断更新定点磁阻率矩阵。通过构造定点磁阻率矩阵为对角阵,有效地降低...
采用基于H-B-M本构关系的定点谐波平衡法,针对含块状导体的涡流问题推导并给出了场路耦合方程的频域形式。利用微分磁阻率确定定点磁阻率的最优取值,在非线性迭代中不断更新定点磁阻率矩阵。通过构造定点磁阻率矩阵为对角阵,有效地降低计算时所需内存,提高计算效率。采用基于割线法的非线性迭代方案,提高谐波解的收敛速度。基于该方法对一维、二维非线性涡流问题进行计算和分析。基于计算结果的对比和分析,验证了改进算法的有效性与准确性。
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关键词
涡流
场路耦合
定点磁阻率
谐波平衡
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职称材料
基于磁标量位的定点频域算法及其在叠片铁心偏磁问题中的应用
被引量：
5
3
作者
赵小军
晋志明
+1 位作者
曹越芝
鲁君伟
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第17期3590-3598,共9页
采用复指数级数对周期变量进行展开,提出基于磁标量位和电矢量位的定点频域分解算法,并应用于叠片铁心直流偏磁问题的计算和分析。采用棱单元对电矢量位进行插值计算。考虑场路耦合关系,以磁标量位和励磁电流为未知量建立求解二维非线...
采用复指数级数对周期变量进行展开,提出基于磁标量位和电矢量位的定点频域分解算法,并应用于叠片铁心直流偏磁问题的计算和分析。采用棱单元对电矢量位进行插值计算。考虑场路耦合关系,以磁标量位和励磁电流为未知量建立求解二维非线性场的频域方程。引入定点磁导率实现各次谐波的解耦,有效地降低了频域求解的计算代价。利用叠片铁心模型进行直流偏磁实验,将计算结果与实验结果进行了比较,验证了该方法在直流偏磁问题计算与分析中的有效性。
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关键词
磁标量位
频域分解
场路耦合
电矢量位
直流偏磁
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职称材料
题名
基于棱边元的三维定点谐波平衡有限元法及其在非线性问题中的应用
1
作者
高圣泽
赵小军
刘兰荣
杜振斌
GAO Yanhui
LU Junwei
机构
华北电力
大学
电力
工程
系
河北省输变电装备电磁与结构性能重点实验室
大分
大学
理工学部
格里菲斯大学格里菲斯工程系
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第S01期332-341,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52177006)
国家重点研发计划项目(2021YFB2401703)
北京市自然科学基金项目(3212036)。
文摘
为提升三维非线性电磁场仿真计算效率,提出了基于A、φ-A位组的三维定点谐波平衡有限元法。算法采用棱边元与节点元组合单元结构降低自由度,通过引入基于规范变换原则选取的标量位φ,保证矩阵方程的对称性。算法基于谐波平衡理论,实现了有限元方程系数矩阵的频域分解,使其适用于并行计算,并提出了直流分量定点磁阻率法及一种自适应的松弛因子选取方法,提升了算法非线性迭代的收敛速度。通过与传统时步有限元法及直流偏磁工况下的实验数据对比,验证了算法在三维涡流问题及考虑场路耦合的非线性问题上的有效性。在非线性工况下,分析了不同定点磁阻率选取方法对算法计算效率与收敛性能的影响。结果表明,在保证计算数值误差小于10-5时,相比其他定点磁阻率法,改进的定点磁阻率选取方法约降低31%的非线性迭代次数,29%的计算时间。
关键词
谐波平衡法
定点技术
场路耦合
棱边元
非线性问题
Keywords
harmonic balance method
fixed-point arithmetic
circuit-field coupling
edge element
nonlinear problem
分类号
TM153 [电气工程—电工理论与新技术]
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职称材料
题名
应用于非线性涡流问题的定点谐波平衡改进算法
被引量：
2
2
作者
赵小军
关大伟
钟玉廷
孟凡辉
鲁君伟
机构
华北电力
大学
电力
工程
系
格里菲斯大学格里菲斯工程系
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第1期214-221,共8页
基金
国家自然科学基金(51307057)
河北省自然科学基金(E2013502323)
+1 种基金
高等学校博士学科点专项科研基金(20130036120011)
中央高校基本科研业务费专项基金(2015MS82)资助
文摘
采用基于H-B-M本构关系的定点谐波平衡法,针对含块状导体的涡流问题推导并给出了场路耦合方程的频域形式。利用微分磁阻率确定定点磁阻率的最优取值,在非线性迭代中不断更新定点磁阻率矩阵。通过构造定点磁阻率矩阵为对角阵,有效地降低计算时所需内存,提高计算效率。采用基于割线法的非线性迭代方案,提高谐波解的收敛速度。基于该方法对一维、二维非线性涡流问题进行计算和分析。基于计算结果的对比和分析,验证了改进算法的有效性与准确性。
关键词
涡流
场路耦合
定点磁阻率
谐波平衡
Keywords
Eddy current, electromagnetic coupling, fixed-point reluctivity, harmonic-balanced
分类号
TM153 [电气工程—电工理论与新技术]
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职称材料
题名
基于磁标量位的定点频域算法及其在叠片铁心偏磁问题中的应用
被引量：
5
3
作者
赵小军
晋志明
曹越芝
鲁君伟
机构
华北电力
大学
电力
工程
系
格里菲斯大学格里菲斯工程系
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第17期3590-3598,共9页
基金
国家重点研发计划(2017YFB0902703)
国家自然科学基金(51777073,51577066)
河北省自然科学基金(E2017502061)资助
文摘
采用复指数级数对周期变量进行展开,提出基于磁标量位和电矢量位的定点频域分解算法,并应用于叠片铁心直流偏磁问题的计算和分析。采用棱单元对电矢量位进行插值计算。考虑场路耦合关系,以磁标量位和励磁电流为未知量建立求解二维非线性场的频域方程。引入定点磁导率实现各次谐波的解耦,有效地降低了频域求解的计算代价。利用叠片铁心模型进行直流偏磁实验,将计算结果与实验结果进行了比较,验证了该方法在直流偏磁问题计算与分析中的有效性。
关键词
磁标量位
频域分解
场路耦合
电矢量位
直流偏磁
Keywords
Magnetic scalar potential
frequency-domain decomposition
electromagnetic coupling
current vector potential
DC bias
分类号
TM153 [电气工程—电工理论与新技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于棱边元的三维定点谐波平衡有限元法及其在非线性问题中的应用
高圣泽
赵小军
刘兰荣
杜振斌
GAO Yanhui
LU Junwei
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
应用于非线性涡流问题的定点谐波平衡改进算法
赵小军
关大伟
钟玉廷
孟凡辉
鲁君伟
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2017
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于磁标量位的定点频域算法及其在叠片铁心偏磁问题中的应用
赵小军
晋志明
曹越芝
鲁君伟
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
5
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职称材料
已选择
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