教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-08-0863)
- 作品数：11 被引量：59H指数：4
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- 真空断路器弹簧操动机构的稳健优化设计被引量：2
- 2013年
- 在分析10kV/12.5kA真空断路器弹簧操动机构基础上,建立了分合闸速度的计算模型。在此断路器的数学模型基础上,将稳健设计思想和优化设计思想相结合,将弹簧操动机构中各杆件的长度和分合闸弹簧的刚度系数作为设计变量,将加工误差、装配误差、老化、疲劳等因素引起的影响考虑在设计变量的容差之中,以真空断路器的分合闸速度的方差最小化,且当设计变量在其容差内变化时分合闸速度的最大波动量最小化为优化目标,建立了具有多目标、两级优化的弹簧操动机构稳健优化设计数学模型。提出了一系列求解该数学模型的优化策略,运用经典的测试函数验证了所提出算法的可行性和收敛性。对此弹簧操动机构进行稳健优化,改善了真空断路器的分合闸速度特性。给出的数值算例显示了方法的有效性。
- 陈刚孙波刘晓明王尔智
- 关键词：弹簧操动机构刚度系数测试函数
- 基于有限元法的高压SF_6断路器三维电场分析被引量：2
- 2011年
- 为了满足多介质复杂结构三维电场逆问题对三维电场数值计算提出的高精度和高效率的要求,以有限元方法为基本理论,编制了基于四面体网格剖分的三维电场有限元计算平台.运用计算平台对高压SF6断路器灭弧室内的三维电场进行了准确计算,根据灭弧室内的电场分布对动触头结构进行优化分析,得到了高压SF6断路器内部等位线分布图、等电场强度分布图和不同动触头结构下的最大电场强度值.算例计算结果证明了该计算平台能被应用于三维电场逆问题的求解.
- 曹云东华争祥刘晓明韩先鹤
- 关键词：有限元法SF6断路器三维电场电场优化
- 油浸式变压器绕组油流及温升影响因素分析被引量：17
- 2013年
- 本文以油浸式电力变压器为研究对象,采用有限元体积法对油浸式变压器内绕组油流分布及温升进行了计算及模拟。
- 方海彬刘晓明赖增辉彭娜
- 关键词：变压器油流温升
- 550kV SF_6断路器气流与电弧相互作用混沌研究被引量：13
- 2012年
- 由于断路器在短路开断过程中不可避免地伴随有电弧产生,电弧能量的有效逸散直接影响灭弧断口内的介质恢复。为描述短路开断过程中灭弧室内跨音速、变边界、变流路湍动吹弧气流的流动特性以及开断进程中电弧发生及发展的行为演变,提出并引入等效单元体动态电弧物理数学模型,采用有限体积法作为多物理场求解策略,实现燃弧过程中吹弧气流的非线性运动行为数值模拟。采用混沌理论,分析开断进程中各气流参数的动态变化,得到燃弧过程中所存在的电弧混沌特征的描述。
- 刘晓明冷雪曹云东宋超
- 关键词：超高压SF6断路器开断电弧混沌
- 喷口结构对超高压SF_6断路器压力特性的影响被引量：12
- 2011年
- 为有效控制喷口区域气流运动,提高高压开关开断能力,以550kV单断口超高压SF6断路器为研究对象,提出不同喷口气流管道流动结构,采用有限体积法对灭弧室内冷气流流动进行数值模拟。通过对比分析断口区域不同压力观测点的压力分布,得到喷口上下游压力差的定量描述,以反映开断过程中喷口气流的流动行为。仿真结果表明,喷口长度和型面结构参数是控制气流流动的主要因素。
- 刘晓明朴文泉曹云东冷雪
- 关键词：超高压SF6断路器有限体积法灭弧室气流场
- 喷口长度对超高压SF_6断路器影响及混沌识别被引量：1
- 2013年
- 为有效控制喷口区域气流参数,提高流路气流气吹能力,以550kV单断口超高压SF6断路器为研究对象,提出具有不同管道长度的喷口流动结构.采用有限体积法对灭弧室内冷气流流动进行数值模拟,得到断口区域气流压力、密度、速度及马赫数的变化,并且对混沌特性进行了识别.开断过程中喷口管道冷气流流动行为表明,改变喷口长度可以有效调控灭弧室内气流流动,同时明显改变了对介质恢复特性起主要作用的喷口上下游压力差.通过对比分析得出,喷口长度是调控管道内气流流动的主要参数之一,且开断过程中伴随有混沌现象.
- 刘晓明朴文泉冷雪赵广杰朱传运
- 关键词：SF6断路器有限体积法灭弧室气流场
- 光线跟踪的自适应多点迭代体素遍历算法
- 2013年
- 光线跟踪算法是提高图形真实感的一种主要技术,为了提高光线跟踪算法的速度,提出了一种快速的三维直线均匀体素遍历算法.该算法借鉴光栅直线行程扫描转换的思想,依据直线斜率定义决策参数,利用迭代计算决策参数控制每一步的光线走向.与单点迭代算法不同的是,一条直线依据斜率被自适应地拆分成由多点组成的m-遍历,而决策参数仅需要针对m-遍历甚至由多个m-遍历组成的周期进行计算,从而有效地减少了运算量.理论分析和实验表明,该算法的运行速度比现存的最快单步算法提高约56%,大幅度提高了光线跟踪的效率,且仅使用简单的整数运算即可实现.
- 冯海文牛连强刘晓明付博文
- 关键词：光线跟踪自适应算法整数运算
- 高压SF_6断路器三维动态电弧仿真被引量：4
- 2012年
- 为了研究高压SF6断路器在短路开断过程中电弧的变化情况,建立了三维能量源动态电弧模型和三维气流场模型.考虑到电流变化对整个气流场中压力、温度以及电弧形态的影响,将电弧模型、旋气式断路器气流场模型以及触头的机械运动通过计算机耦合并行求解,对电弧与气流场的共同作用进行分析.仿真结果表明,该电弧模型可以反映出电弧从燃烧到熄灭过程的形态变化和能量逸散过程,得出了电弧和熄弧期间喷口压力的变化规律.
- 曹云东纪腾飞刘晓明赵兴海
- 关键词：高压SF6断路器有限体积法电弧模型气流场灭弧室
- 基于稳健优化的真空断路器弹簧操动机构分闸弹簧设计被引量：5
- 2011年
- 将稳健设计思想和优化设计思想相结合,将加工误差等因素引起的影响考虑在设计变量的容差之中,寻求弹簧刚度系数误差最小化,且以弹簧结构参数在其容差内变化时弹簧刚度系数的最大波动量的最小化为优化目标,建立了具有多目标、两级优化的分闸弹簧稳健优化设计数学模型。提出了系列求解该数学模型的优化策略。将稳健优化设计数学模型应用于10kV、12.5kA真空断路器弹簧操动机构中的分闸弹簧的设计,有效改善了分闸弹簧的力特性及真空断路器的分合闸速度特性。
- 孙波陈刚刘晓明王尔智
- 关键词：弹簧操动机构刚度系数稳健性
- 550kV电容式电压互感器的均压设计被引量：3
- 2012年
- 为改善550 kV电容式电压互感器(CVT)电场均匀度,采用有限元分析方法(FEM)对含多重介质的轴对称无界场域电场进行数值模拟.建立了不同绝缘结构的电场计算模型,通过数值仿真计算得出电场分布,得到全场域绝缘性能的影响因素.通过对不同伞群结构以及有无均压环时全场域的电场对比分析,认为产品设计中设置合理的均压环是改善场均匀度的有效方法,并提供了均压环最佳位置及结构的参考尺寸,为550 kV电容式电压互感器绝缘结构设计提供了数值基础.
- 刘晓明龚立群贾茹
- 关键词：有限元分析方法电容式电压互感器均压环电场绝缘
