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內容簡介: |
《空间离子流场数值计算及工程应用》论述空间离子流场数值计算的基本原理及数值方法,推导各种数值方法的数学方程及算法实现过程。《空间离子流场数值计算及工程应用》共分9章,主要内容包括超(特)高压直流输电工程离子流场原理,电晕的机理和预测,离子流场的计算和测量方法,二维、三维和瞬态上流有限元计算方法,电荷输运模型计算离子流场方法,油纸绝缘设备合成电场计算方法。《空间离子流场数值计算及工程应用》融入了近年来国内外在超(特)高压直流输电工程离子流场数值计算、电气设备优化设计与评价方面所积累的经验和研究成果。《空间离子流场数值计算及工程应用》内容所涉及的工程算例,来源于作者所在的研究团队多年来从事电磁环境教学、科研及工程评价累积的资料。
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目錄:
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目录第1章 绪论/11.1 离子流场问题的提出/21.2 高压直流输电线路离子流场计算方法的发展历程/41.3 高压直流输电线路对周围环境的影响/71.3.1 高压直流输电线路电磁环境的影响研究/71.3.2 直流输电系统电磁环境相关标准/81.4 换流变压器油纸绝缘介质合成电场研究现状/12本章参考文献/14第2章 离子流场的理论分析/212.1 离子流场问题的描述/222.2 离子流场问题的求解条件/222.3 空间离子流场的数学模型/242.3.1 空间离子流场的漂移-扩散方程/242.3.2 直流离子流场的控制方程/242.3.3 解的唯一性/25本章参考文献/26第3章 电晕的机理和预测/283.1 电晕的机理/293.2 直流线路电晕问题/313.2.1 电晕起始电场强度/313.2.2 导线表面电场强度/323.2.3 线路电晕损失计算/343.3 电晕起始电压预测/353.3.1 SVM的基本理论/353.3.2 预测模型的建立/383.3.3 预测模型的验证/443.3.4 环境因素的讨论/50本章参考文献/51第4章 高压直流输电线路离子流场的计算和测量方法/534.1 离子流场的计算方法/544.1.1 基于Deutsch假设的求解方法/544.1.2 半经验公式法/544.1.3 电场线法/554.1.4 BPA法/604.1.5 有限元迭代法/654.2 合成电场(离子流场)的测量/724.2.1 实验模型/724.2.2 实验条件及测量方法/734.2.3 实验结果与计算结果对比/764.3 气象条件对计算的影响/794.3.1 下雨或相对湿度较大时的情况/794.3.2 高海拔情况/80本章参考文献/81第5章 二维上流有限元法/835.1 二维上流有限元法的理论及算法实现/845.1.1 上流有限单元判定/845.1.2 空间电荷密度更新/845.1.3 二维上流有限元法的程序实现/865.2 二维上流有限元法的迭代收敛性改进/885.2.1 二维上流有限元法迭代策略的改进及程序实现/885.2.2 同轴圆柱电极模型计算/895.2.3 单极直流实验线路/905.2.4 引入迭代因子后算法稳定性验证/915.2.5 ±660 kV直流输电线路离子流场计算/93本章参考文献/96第6章 三维上流有限元法/986.1 传统三维上流有限元法的理论及算法实现/996.1.1 三维上流有限单元判定/996.1.2 空间电荷密度更新/1006.1.3 三维上流有限元法的程序实现/1016.2 新型三维上流有限元法的理论及算法实现/1026.2.1 新型上流有限单元的寻找策略及程序实现/1026.2.2 二维模型中计算结果对比与分析/1046.2.3 三维模型中计算结果对比与分析/1046.2.4 直流输电线路下方房屋附近合成电场计算/105本章参考文献/109第7章 瞬态上流有限元法/1107.1 二维轴对称上流有限元法的算法实现/1117.1.1 数学模型/1117.1.2 算法描述/1117.1.3 二维轴对称上流有限元法的算法验证/1127.2 瞬态上流有限元法的理论及算法实现/1137.2.1 瞬态上流有限单元寻找策略/1137.2.2 瞬态上流有限元法的程序实现/1147.3 绝缘材料表面电荷聚散过程仿真分析/1167.3.1 绝缘介质表面电荷积聚机理/1167.3.2 绝缘介质表面电荷积聚模型/1177.3.3 变步长实现电荷密度更新/1187.3.4 仿真结果分析/1197.4 直流分压器附近离子流场分析/1237.4.1 模型构建/1237.4.2 伞裙表面电荷处理方式/1257.4.3 直流分压器静电场计算/1267.4.4 直流分压器离子流场计算/1277.4.5 直流分压器周围空间电荷影响规律分析/129本章参考文献/130第8章 基于空间电荷输运方程模型的计算方法/1328.1 物理及数学模型/1338.2 单极直流输电线路的计算/1348.3 双极直流输电线路的计算/1368.3.1 输电导线等效单根模型/1378.3.2 输电导线分裂模型/139本章参考文献/141第9章 油纸绝缘设备典型合成电场数值计算方法/1439.1 数学模型/1449.2 计算流程/1469.3 单层油纸绝缘结构合成电场计算/1479.3.1 模型构建/1479.3.2 仿真结果验证/1499.4 关键参数对油纸绝缘结构合成电场的影响/1519.4.1 外加电场强度的影响/1529.4.2 载流子迁移率的影响/1539.4.3 电极注入势垒的影响/1549.4.4 陷阱捕获系数的影响/1559.4.5 陷阱浓度的影响/1569.4.6 正负载流子复合系数的影响/1579.5 温度梯度下空间电荷运动仿真分析/1599.6 极性反转条件下空间电荷运动仿真分析/1619.7 双层油纸绝缘结构合成电场计算/1639.7.1 油纸绝缘结构界面电荷数学模型/1639.7.2 仿真结果分析/164本章参考文献/166
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