550kV隔离开关的电场仿真分析

为研究气体隔离开关内部电场分布情况,建立了550kV混合气体隔离开关的二维轴对称有限元模型,利用ANSYS APDL软件对其灭弧室内部进行电场仿真计算分析,得到了在额定开距状态下两触头之间最大电势差时的电压与电场分布,并分别加载正向或反向电压观察其电场分布.仿真结果表明:无论动静触头加载正向或反向电压,动静触头间隙电压分布较均匀且按等势线趋势由高电压向低电压处扩散,且电场分布无较明显不同.动静触头之间电场分布均匀,有利于电弧的开断,静弧触头端点处电场强度较大且局部电场变化梯度大,易产生电击穿现象,在以后的设计中加以改善.     

550kV隔离开关的电场仿真分析

为研究气体隔离开关内部电场分布情况,建立了550kV混合气体隔离开关的二维轴对称有限元模型,利用ANSYS APDL软件对其灭弧室内部进行电场仿真计算分析,得到了在额定开距状态下两触头之间最大电势差时的电压与电场分布,并分别加载正向或反向电压观察其电场分布.仿真结果表明:无论动静触头加载正向或反向电压,动静触头间隙电压分布较均匀且按等势线趋势由高电压向低电压处扩散,且电场分布无较明显不同.动静触头之间电场分布均匀,有利于电弧的开断,静弧触头端点处电场强度较大且局部电场变化梯度大,易产生电击穿现象,在以后的设计中加以改善.     

铁路集装箱中心站电场及正面吊感应电流计算

为了探讨接触网对铁路集装箱中心站环境的影响,采用模拟电荷法对集装箱中心站空间电场进行计算;建立了正面吊的椭球体模型,计算了集装箱中心站空间电场对正面吊的感应电流,计算结果表明：距地面1500mm处的电场强度峰值约为1．1kV／m;正面吊正常工作和误操作时,感应电流最大值分别为0．15和0．62mA,均不会对人体造成伤害。     

角接触球轴承的罚函数粒子群算法优化设计

为了提高角接触球轴承的性能,以双列角接触球轴承的额定动载荷和额定静载荷最大为优化目标建立了双列角接触球轴承结构的多目标优化模型.针对普通粒子群算法易于陷入局部最优的缺陷和不能有效解决带约束条件的优化问题,基于标准粒子群算法,在目标函数中加入惩罚项,将带约束条件的优化问题转变成无约束优化问题.最后以3210角接触球轴承为算例,通过提出的罚函数粒子群算法对其进行了优化设计,经优化后,轴承动、静载荷额定值各自提高了66.46％和70.60％.结果表明,采用罚函数粒子群算法能较好的提高角接触球轴承的性能.     

基于三维模型的染污复合绝缘子电场特性分析

为了揭示接触网腕臂复合绝缘子在不同染污状态下电场特性的演变过程,建立了绝缘子真实三维模型,基于电准静态场和有限元法仿真分析了清洁、干污、水珠及湿污等状态下绝缘子电场分布特性,并针对薄污层不利于有限元建模剖分的问题,提出了采用电屏蔽边界条件模拟导电污层的电流效应.仿真结果表明:伞形结构对清洁绝缘子电场分布几乎无影响,圆周方向电场具有对称性.干污、水珠及湿污等不同染污状态下,电位分布从不规则曲线变为近似直线,电场从纯电容特性逐渐过渡到纯电阻特性,最大场强呈现出先增大后减小的趋势,场强分布不均性随着憎水性的减弱越加明显,场强集中位置从高、低压端转移到伞裙护套上.     

两层介质中水平时谐电流产生的电场

为了研究舰船轴频电场的建模,在麦克斯韦方程理论基础上推导了两层介质中水平时谐电流在本层介质中产生的磁矢量势公式和时谐电场三分量公式,并通过数值方法仿真分析了海水中水平时谐电流产生的电场三分量的分布特性.通过将仿真结果与实验室船模轴频电场测量数据对比表明,舰船轴频电场分布特性与水平电流所产生的电场分布特性相似,因此可以由时谐电流电场的叠加来对舰船轴频电场建模.     

电场作用下混凝土中氯离子输运模型及仿真

为了研究处于氯盐、杂散电流耦合侵蚀环境的混凝土结构耐久性,对电场作用下氯离子在混凝土内部的输运规律进行研究.首先,根据Hamilton型变分原理,建立电场作用下混凝土内部氯离子的输运模型;其次,基于细观角度,建立混凝土内部孔隙水饱和度的定量计算公式,并同时考虑时变因素和孔隙水饱和度对氯离子输运的影响,对非饱和状态下氯离子的扩散系数予以修正;最后,通过comsol模拟氯离子在混凝土内部的输运过程,并对电场作用下氯离子的输运速率与仅有浓度梯度作用下氯离子自由扩散速率进行了比较分析.研究结果表明:应用电场作用下混凝土中的氯离子输运模型研究地下混凝土结构的耐久性及结构寿命预测问题是可行的;在10 V电场作用下,混凝土中的氯离子的输运效率相当于自由扩散状态下氯离子输运效率的769倍.     

高斯定理的数学证明

根据数学中的高斯公式给出了静电场、涡旋电场和静磁场高斯定理的严格证明,得到了力线数密度与电场强度大小以及磁感应强度大小的定量关系,指出了用力线法证明高斯定理的方法是不合理的.     

高铁接触网接触线对车厢内乘客电磁辐射研究

为了有效评估高铁接触网接触线在车厢内产生的低频电磁场对车厢内人体健康的安全性,基于有限元软件COMSOL Multiphysics,构建一个集司乘人员、车厢和辐射源为一体的电磁模型,仿真计算了车厢内人体感应电场和感应电流密度大小.研究结果表明,接触网接触线所产生的低频电场在人体躯干中所产生的感应电场和感应电流分布不均匀,其最大值分别为E_(max)=1.276mV/m、J_(max)=8.832 8μA/m~2;在人体头部中枢神经系统中感应电场最大值为E_(max)=1.149 9mV/m,感应电流密度最大值为J_(max)=0.983 7μA/m~2.对比《电磁环境控制限值》(GB 8702-2014)中公众暴露的控制限值,文中计算结果均远远小于GB 8702-2014规定的控制限值.仿真计算结果说明接触网接触线所产生的低频电场对车厢内司乘人员的健康不会构成健康威胁.     

Al 掺杂 T-ZnO 晶须的光致发光及场发射性能

用丝网印刷法将Al掺杂的T-ZnO晶须制备成薄膜,以研究其结构形貌、光致发光及场发射性能.所有发光谱均由强的紫外光发射(发光中心集中在373~383 nm)和宽的黄绿光发射(发光中心集中在510~540 nm)组成.ZnO薄膜的内部缺陷浓度决定黄绿光发射的强度.掺杂0.5 mol/L的Al样品的紫外光强度最大,场发射性能最好,其开启电场和阈值电场分别达到0.74 V/μm和2.6 V/μm,场增强因子值为30249.