带有高速运动导体的三维暂态电磁场计算方法研究

项目名称： 带有高速运动导体的三维暂态电磁场计算方法研究

项目编号： No.51177075

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 电气科学与工程学科

项目作者： 袁建生

作者单位： 清华大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 电磁发射是通过脉冲电流将电枢加速到大于数倍火炮炮弹的速度(达5km/s)。而常规电磁设备电磁计算方法或软件(如ANSYS)当导体速度大于0.5km/s时便出现问题。主要原因是速度项对有限元刚度阵性质的影响，加之时间步长、导体运动空间步长和单元尺寸的选择不合理，暂态迭代计算过程中每步的误差累积，造成运动导体内的场量迅速出现局部过大而溢出，计算发散。本项目将通过研究运动坐标系下的电磁场方程，从根本上改变速度项的突出影响；研究快速瞬态场计算的时间步长、空间步长、网格单元尺度与导体电气参数及场量之间的物理和数学关系，得到由场量的时时状态自适应确定步长的方法，实现上升沿小于毫秒、脉宽几毫秒的电流激励下，导体速度高于5km/s的三维问题有限元求解。并研究处理运动与非运动导体界面的非连续单元方法、暂态电流源的施加方法和并行计算方法。给出时域有限元计算高速导体问题的有效实施技术，形成有效稳定的计算方法。

中文关键词： 暂态电磁场；运动涡流；时域有限元；节点场强计算；

英文摘要：

英文关键词： Transient electromagnetic field；Moving eddy current；Time-domain finite element method；Nodal field intensity calculation；