目錄
Contents
序
前言
第1章工程電磁場(chǎng)數(shù)值分析理論
1.1電氣工程中的電磁場(chǎng)問(wèn)題概述
1.2電磁場(chǎng)麥克斯韋方程
1.2.1全電流理論
1.2.2全電流連續(xù)性原理
1.2.3全電流定理
1.2.4電磁感應(yīng)定律
1.2.5感應(yīng)電場(chǎng)
1.2.6麥克斯韋第二方程
1.2.7麥克斯韋方程組
1.3材料的特性
1.3.1絕緣介質(zhì)的介電特性
1.3.2電介質(zhì)極化
1.3.3相對(duì)介電常數(shù)
1.3.4磁媒質(zhì)的磁化
1.3.5相對(duì)磁導(dǎo)率
1.3.6介質(zhì)的靜電平衡與弛豫時(shí)間
1.3.7兩個(gè)媒質(zhì)分界面上的場(chǎng)量連續(xù)性條件
1.4邊值問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述
第2章工程電磁場(chǎng)問(wèn)題的數(shù)值模型
2.1靜電場(chǎng)問(wèn)題
2.2恒定電場(chǎng)問(wèn)題
2.3靜磁場(chǎng)問(wèn)題
2.4時(shí)變電場(chǎng)問(wèn)題
2.4.1穩(wěn)態(tài)電場(chǎng)與時(shí)變電場(chǎng)
2.4.2靜電場(chǎng)與恒定電場(chǎng)的等效
2.4.3準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)
2.5時(shí)變磁場(chǎng)問(wèn)題
2.6電流與磁通的趨膚效應(yīng)、渦流和鄰近效應(yīng)
2.7邊界條件的對(duì)比和說(shuō)明
2.7.1電場(chǎng)問(wèn)題
2.7.2磁場(chǎng)問(wèn)題
第3章工程電磁場(chǎng)常用數(shù)值分析方法
3.1有限差分法
3.1.1二維電場(chǎng)泊松方程的差分格式
3.1.2邊界條件的離散化處理
3.1.3二維磁場(chǎng)泊松方程的差分格式
3.1.4差分方程組的求解方法
3.2有限元法
3.2.1方法原理
3.2.2節(jié)點(diǎn)與單元
3.2.3一維單元的形函數(shù)
3.2.4整體系數(shù)矩陣
3.2.5局部系數(shù)矩陣
3.2.6局部系數(shù)矩陣與整體系數(shù)矩陣
3.2.7邊界條件施加
3.2.8單元上的勢(shì)函數(shù)求解
3.2.9二維單元問(wèn)題
3.2.10有限元法小結(jié)
工程電磁場(chǎng)數(shù)值分析
目錄3.3邊界元法
3.3.1基本原理
3.3.2邊界元法實(shí)施過(guò)程
3.3.3三維問(wèn)題的邊界元法
3.3.4典型算例
3.4逐次鏡像法
3.4.1逐次鏡像法原理
3.4.2逐次鏡像法應(yīng)用過(guò)程
3.5模擬電荷法
3.5.1模擬電荷法流程
3.5.2模擬電荷法特點(diǎn)
3.5.3三維模擬電荷法
第4章電氣工程的電磁場(chǎng)問(wèn)題建模方法
4.1電場(chǎng)問(wèn)題
4.1.1架空輸電線路電場(chǎng)問(wèn)題
4.1.2高壓電纜接頭及附件結(jié)構(gòu)絕緣計(jì)算
4.1.3變壓器繞組絕緣問(wèn)題
4.1.4高壓絕緣子串、避雷器均壓環(huán)及絕緣表面電場(chǎng)分布計(jì)算問(wèn)題
4.1.5變電站接地點(diǎn)跨步電壓和接地體接地電阻計(jì)算問(wèn)題
4.1.6母線、匯流排接觸電阻計(jì)算
4.2磁場(chǎng)問(wèn)題
4.2.1架空輸電線路磁場(chǎng)問(wèn)題
4.2.2變壓器繞組、鐵心磁場(chǎng)分析
4.2.3電磁繼電器線圈吸引力求解問(wèn)題
4.2.4開關(guān)柜匯流排附近磁場(chǎng)問(wèn)題
4.2.5漏磁檢測(cè)仿真優(yōu)化問(wèn)題
4.2.6電機(jī)內(nèi)的電磁場(chǎng)
4.3其他問(wèn)題
4.3.1場(chǎng)路耦合——電磁線圈炮發(fā)射問(wèn)題
4.3.2印制電路板電場(chǎng)絕緣設(shè)計(jì)問(wèn)題
4.4工程電磁場(chǎng)問(wèn)題建模方法歸納
第5章電磁場(chǎng)有限元分析軟件ANSYS介紹及其工程算例
5.1ANSYS
5.1.1ANSYS主要功能
5.1.2ANSYS分析過(guò)程
5.1.3建模途徑
5.1.4使用ANSYS須注意的問(wèn)題
5.2ANSYS中的節(jié)點(diǎn)和單元
5.3ANSYS操作界面和文件系統(tǒng)介紹
5.3.1ANSYS的啟動(dòng)
5.3.2ANSYS的操作界面
5.3.3ANSYS的文件系統(tǒng)
5.3.4ANSYS命令的恢復(fù)和撤消
5.3.5ANSYS的在線教程
5.4基于ANSYS軟件的典型算例
5.4.1上機(jī)實(shí)驗(yàn)一：靜電場(chǎng)分析
5.4.2上機(jī)實(shí)驗(yàn)二：恒定電場(chǎng)的分析
5.4.3上機(jī)實(shí)驗(yàn)三：二維恒定磁場(chǎng)的分析
第6章基于ANSOFT Maxwell軟件的仿真實(shí)踐
6.1ANSOFT Maxwell主要功能
6.1.1ANSOFT有限元法的原理
6.1.2有限元法的步驟
6.1.3ANSOFT Maxwell有限元法中的一些基本概念
6.1.4ANSOFT軟件的求解過(guò)程
6.2基于ANSOFT軟件的基礎(chǔ)算例
算例一：靜電場(chǎng)——求圓柱帶電導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)和對(duì)地電容
算例二：直流電場(chǎng)——接地電阻的計(jì)算
算例三：靜磁場(chǎng)——輸電線路周圍磁場(chǎng)仿真
算例四:渦流場(chǎng)——螺線管線圈的渦流場(chǎng)
第7章補(bǔ)充算例
補(bǔ)充算例一：靜電場(chǎng)——三相輸電線路電場(chǎng)計(jì)算
補(bǔ)充算例二:靜磁場(chǎng)——螺線管線圈的磁場(chǎng)分布
補(bǔ)充算例三:瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題——線圈發(fā)射器運(yùn)動(dòng)過(guò)程仿真
附錄
附錄A基于有限元法的110kV絕緣子傘裙表面電位和電場(chǎng)計(jì)算
附錄B基于MATLAB的逐次鏡像法代碼實(shí)現(xiàn)
附錄C基于邊界元法的矩形金屬槽中電位分布的計(jì)算