登陆注册
8397200000021

第21章 IES-Coulomb电场仿真分析软件(2)

默认的视图范围在X,Y,Z坐标方向上都是-1m到1m,对应的英寸范围为-39in到39in,大于所需要的范围。单击Utilities菜单中的ViewSetup对话框,将X,Y,Z三个坐标轴的最小值(Minimum)改为-3,最大值(Maximum)改为3。具体操作过程如下。

单击菜单Utilities→ViewSetup。

ViewSetup对话框将会打开。

把X、Y、Z三个坐标轴的视图范围分别改为最小(Minimum)-3,最大(Maximum)3,如图6.10所示。

单击Apply按钮,确认设置与图6.10一致。

单击OK按钮确认并关闭对话框。

3)建立2D模型

首先,我们在YZ(X=0)面上建立一个60°扇形圆盘的剖面。然后再将这个剖面用Sweep方式绕轴旋转60°。

在Utilities工具栏中,单击[2DGeometryMode]快捷键。如图6.11所示。

对话框Planeselection将打开。

鼠标左键单击Front图标,这一部分将会显示高亮度蓝色。如图6.12所示。

单击OK按钮确认并关闭对话框。

Coulomb将转入2D界面。

单击菜单Geometry→Arc→Arc(Point,Point,Center),这个命令表示输入圆弧。

命令提示栏将会显示信息:Locateorenterthestartingpoint。这是提示输入圆弧的起点坐标。

使用键盘输入2,0.3,按Enter键结束命令过程。

命令提示:Locateorenterendpoint,这是提示输入圆弧的末点坐标。

输入2,0.8,并按Enter键。

命令提示:Locateorentercenter,这是提示输入圆弧的圆心坐标。

输入2,0.55,并按Enter键。

图形显示区域将会显示出一个圆弧图形。

这时命令提示显示:Locateorenterthestartingpoint。这是提示输入下一个圆弧的起点坐标。这表明绘制圆弧的功能还在激活状态。

按Enter键结束圆弧绘制命令。

信息显示区域MessageArea将会有如下提示信息:3points,1segments,0regions,0groups。这是目前为止的几何模型信息总结。

在Utilities工具栏中单击IncreaseDotSize快捷键按钮,这个按钮可以一步一步增大几何图形中点的大小,如图6.13所示。

单击菜单Geometry→PolyLine。

命令提示行显示信息:Locateorenterpoints,这是提示输入线段的起点坐标。

移动鼠标,当光标接近圆弧末点时,末点将会变为橙色。单击鼠标左键,确认这一点为线段起点,如图6.14所示。

命令提示行显示Locateorenternextpoint,这是提示输入下一点的坐标。

输入0,0.3并按Enter键。

再输入0,0.8并按Enter键。

移动鼠标,当光标接近圆弧起点时,起点将会变为橙色。单击鼠标左键,确认这一点为线段中的一点。

右击结束最后一段折线的输入,再右击一次结束全部折线的输入。

信息显示区域MessageArea将会显示以下几何模型总结信息:5points,4segments,1regions,0groups。

到目前为止,建立起来的几何模型如6.15图所示。

4)将圆弧分成4份

回到3D视图之前,将要把这个180度圆弧分成四份。当然这一操作也可以放在3D视图内进行。

单击菜单Modify→BreakSegment→BreakByNumber。

确认在这之前要把模型选择方式改为Segment方式,如图6.16所示。

命令提示行的信息是:Breakbynumber:Selectsegments。

将鼠标移到圆弧上,这时圆弧将会显示绿色,如图6.17所示。单击鼠标左键,选择此圆弧。

选择后的圆弧将显示亮绿色。

命令提示行显示:Breakbynumber:Selectsegments这表明现在还处于选择状态,可以继续选择要分裂的线段或圆弧。

右击结束选择过程。

命令提示行显示信息:Enterthedesirednumberofdivisions。

输入4并按Enter键确认。

这段圆弧分成了四段,命令提示行继续显示:Breakbynumber:Selectsegments(这说明我们可以继续进行同样的操作)。

右击或按Enter键,结束这个命令操作过程。

信息显示区域MessageArea将显示如下几何模型总结信息:11points,7segments,1regions,0groups。

在Utilities工具栏中,单击[2DGeometryMode]快捷按钮,这样,视图将会转回到3D显示方式下。

刚建立的几何模型在3D模式下的外观如图6.18所示。

信息显示区域MessageArea将会更新几何模型总结信息:11points,7segments,1surfaces,0volumes,0groups。

5)建立圆盘实体

使用GeometryOperation工具栏,将一个面用Sweep的方式生成一个体(Volume)。可以通过单击菜单View→ToolBars,进而选择GeometryOperation的方式或者在工具栏的空白处右击,在弹出的下拉菜单中选择GeometryOperation项,如图6.19所示。

在GeometryOperation工具栏中,将Sweep方式改为Circular。

单击SweepSurface快捷键。命令提示行信息:Sweepsurfacecircular:Selectsurfaces(如果出现的信息不是选择面的,就在Utilities工具栏中把模型选择方式改为Surface)。

将鼠标移到截面上,这是截面的颜色变为橙色。如图6.20所示。

单击左键,选择这个面,然后再将鼠标的光标移到视图区域的空白处,这个面将变为亮绿色,这表明这个面已经处于选中状态。如果这时再次将鼠标的光标移到这个区域上时,这个区域将再次显示橙色,如果再次单击,那么这个面将会回到没有被选择的状态。

3.设置物理属性

下一步将要给模型设置物理属性。对于此模型,将要定义镜面对称面和旋转对称面,并且设置其他的边界条件。

定义镜面对称面和旋转对称面,步骤如下:

在旋转对称面Periodicity设置区域,选择AngularPeriodic,将AboutZaxis下面的下拉菜单选中Periodic,并且把TotalSectionsinFullModel的内容设为6。单击OK按钮确认并弹出对话框,如图6.23所示。

4.设置边界条件

我们的模型需要设置两种边界条件。第一个是给扇形圆盘的上下表面和六个面组成的曲面设置-30V的电势边界条件。第二个是给扇形圆盘的两个截面设置旋转对称边界条件。

设置两个不同的边界条件的最简单方法是以体(Volume)的方式给扇形圆盘设置电压边界条件,然后再给两个截面设置旋转对称边界条件。这样就能够覆盖原来设置的电压边界条件。

设置边界条件操作步骤如下。

5.剖分网格

当所有的物理属性都设置好之后,就需要给模型剖分网格了。边界元网格需要设置在分隔两种不同介质材料的面上,或者是设置了电压和面电荷的面上。三维网格只需要设置在那些分布有体电荷或非线性介质的区域。由于现在的模型只需要在某些面上设置边界元网格,因此可以使用自动剖分的方法实现网格设置。具体操作步骤如下。

7.后处理

为了快速地检查一下求解是否正确,可以在模型的横切面上生成一个电压的彩色云图,看一看电压的变化是否正确。

在结果处理窗口FieldAnalysisResult中,将ViewType选为E-Filed,DisplayForm选为曲线图形式Graphs,在场分量Component中选择Z分量ZComponent,在Location中选择GraphAlongLine。单击NewGraph按钮,对话框将暂时隐藏。命令栏显示信息:locateorenterthestartingpointoftheline,提示输入直线段上的起点坐标,输入300,按Enter键。

命令栏出现信息:Locateorentertheendoftheline,提示输入直线段的终点坐标,输入-xyz,按Enter键。设置完成后弹出AutoGraph窗口,显示电场的曲线图,如图6.28所示。

电场的Z分量Ez在曲线的中间部分基本是平的,大约是100V/inch。根据这条线的位置和极板上的电压,可以判断出结果是正确的。

6.2.2高压输电绝缘子电场计算结果

图6.30是1000kV的输电线杆塔与其绝缘子示意图。在杆塔的两侧,各悬挂着一个绝缘子串,每个绝缘子串中含有50片瓷质绝缘子片。为了保证传输的安全性和稳定性,需要计算绝缘子上的电压分布,以确定绝缘设计是否合理。

由于模型非常复杂,而引起模型复杂的主要原因是50个绝缘子。因此首先分析这50个绝缘子。绝缘子材料:瓷介电常数=6,电导率=1e-10S/m。由于杆塔接地,因此杆塔上电压为0。

为了在不影响整体精度的情况下尽量减小计算量,省略了对电压分布影响不大的塔身,只留下塔顶的横梁。均压环是为了降低高压侧绝缘子分压的装置,装上之后,将会改善分压曲线。均压环一般都装在高压侧的绝缘子周围。当均压环较大时,如直径超过0.5m,一般就要用片状导体拟和均压环。在计算时,为了简化计算,就用一个完整的金属导体代替片状拟合。

图6.31是加上均压环之后的1/4模型,均压环位于第二片绝缘子的高度,直径为1m。由于是对称模型,因此建立了1/4模型。

进行网格剖分时,在杆塔和输电线上,显然离绝缘子近的部分,网格需要多一些。因此在剖分网格时,做了一些特殊处理。比如在杆塔顶部,网格剖分如图6.32所示。

在绝缘子串上,离杆塔顶部较近的十几个绝缘子需要更多的网格,在离导线较近的十几个绝缘子上,也需要要较多的网格。如图6.33所示。

习题

1.按照6.2.1所示例子进行上机操作。

2.讨论如果采用IES仿真电抗器周围空间的磁场,边界添加应该如何设置。

同类推荐
  • 地球是烫的——低碳是人类的必然选择

    地球是烫的——低碳是人类的必然选择

    本书分上、下两篇,共12章。其中,上篇讲述了低碳概念的成因及高碳对未来人类影响,包括“后天也许不是一个传说”“生活在碳基社会”“我们的生活环境”“不得不做的选择”“开疆拓源勇往直前”“低碳城市”。下篇介绍了低碳与我们生活方方面面的联系,并介绍如何才能更经济地走向低碳、走向绿色健康生活的方式,包括“低碳生活我做主”“消费低碳”“低碳起居”“交通低碳”“办公低碳”“低碳旅游”。全书事例清楚、条理清晰,方法简便易行、经济实惠。
  • 宁夏高速公路施工标准化管理指南.工地建设

    宁夏高速公路施工标准化管理指南.工地建设

    宁夏地处祖国西北内陆,不沿边,不靠海,是一个经济欠发达的少数民族地区,在宁夏的运输体系中,公路运输始终占着主导地位,可以说,公路交通的发展是宁夏经济社会发展的先决条件之一。
  • 建筑节能安全生产职业道德基本知识读本

    建筑节能安全生产职业道德基本知识读本

    长期以来,浙江省对工程建设现场关键岗位专业技术管理人员业务知识培训工作高度重视,从20世纪80年代开展岗位专业知识培训工作至今已有二十余年,目前经省住房和城乡建设厅组织统一考试合格并核发证书的施工员等各类关键岗位专业技术人员已近30万人,他们在施工一线承担着施工现场的组织及质量安全管理等各项任务,对建设工程质量安全起着承上启下的重要作用。
  • 如何维修手机

    如何维修手机

    本书以问答的形式介绍了手机使用与维修方面的知识,主要包括使用手机的注意事项、选购手机时应考虑的因素、如何验证手机真伪、如何区别手机行货与水货等。
  • 如何维修VCD、DVD机

    如何维修VCD、DVD机

    本书以问答的方式介绍了维修VCD和DVD的相关知识,内容包括:DVD的特点、DVD存储容量、如何正确保存DVD盘片、镭射头怎样分类、马赛克相关知识等。
热门推荐
  • 在云上爱你

    在云上爱你

    三年前,何礼铭因为爱的女人进入娱乐圈,成为人气偶像,偶像天王。因为爱的女人一直欺负着王玲娣。却不想在这场没有爱的游戏中丢了心。三年后,王玲娣终于实现梦想在舞台上熠熠闪光。他依旧高高在上,霸道腹黑,步步紧逼。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 燕云三十六骑

    燕云三十六骑

    风萧萧兮易水寒壮士一去当复返!古有燕云十八骑今有我兄弟三十六人搅烂这整个江湖
  • 有懿种温情叫我在你身边

    有懿种温情叫我在你身边

    那句我爱你终究埋在心底变成秘密。—赵懿伊
  • 快穿女主是酒鬼

    快穿女主是酒鬼

    喝了三十三碗孟婆汤都进不了轮回道的洛轩轩,觉得自己这一辈子可能就是个孤魂野鬼了。一道闪电直劈而下,她来到了一个怪模怪样的地方绑定了怪里怪气的系统。开启了自己投胎轮回之道。“宝贝儿,我们晚上今天一起喝酒吧。”容貌俊美的少年粘腻的扒拉在她身上,不肯放手。“好啊好啊。”“子爵大人,伯爵邀您去屋顶品美酒。”白皙妖孽的吸血鬼身披着黑斗篷,沐浴在月光下,眼中满是痴狂。“好啊好啊。”“女侠,我家公子愿以万坛美酒聘你为妻。”身姿犹如翠竹的少年立于林中,看着她,脸上勾起一抹羞红的笑意。“好啊好.......”欸,这剧情走向不对啊?等等......本文有甜有虐,黑化甜宠病娇腹黑任你选,欢迎大家入坑哦~
  • 甜妻好孕连连

    甜妻好孕连连

    (虐—宠—虐—宠)日更八千:父亲嗜酒如命,欠下100万元高利贷;哥哥失手杀人被判入狱,为了还赌债,救哥哥,她一介小女子无奈之中不得不选择和他在一起,谁知阴差阳错,步入豪门!片段一:她挺着个大肚子,艰难地行走,他看着竟然泛起一丝心疼,她不过是一个孕母,却在一次事故中,对着医生高声喊道,“保孩子!不要保大人!”他的眸子竟然有了一些湿润。片段二:她为他生下了一对双胞胎儿子,却不愿离去,宁愿守在孩子身边由孕母变成保姆,看着她默默地承受各种委屈,他的心竟然再也不能平静……。为了孩子,她一度生活在水深火热之中,屈辱,痛苦,忍耐,打压,斗争,豪门的戏码不断上演,也让钱多多和南宫绝越来越近,原本两个不同世界的人硬是牵扯到了一起……。且看《甜妻好孕连连》火热连载中!本文慢热,希望喜欢的朋友慢慢看哦!
  • 魔法学院:最后的女巫

    魔法学院:最后的女巫

    醒来时躺在一副刻有蔷薇花纹的水晶棺材中,在季云歌的记忆中,只有一片烧不尽的火焰与一群看不清人脸的惨叫声。化为人形的远古巨龙,调皮的精灵和脾气恶劣的矮人,还有在大陆消失已久的魔法书和魔法圣器,有一天她才意识到自己居然身居在一个神奇的魔法世界中,还失忆与身世不明。
  • 明扬万里

    明扬万里

    重生成为木匠皇帝朱由校,看着混乱的天下大势,为了自己的皇帝宝座,只能和造反的,挖墙脚的拼了。
  • 智障总裁的小龙人

    智障总裁的小龙人

    当自己犯懒的时候可以找一条龙来照顾自己。——智障总裁的实用语录
  • 华丽逆袭之冰山总裁傲娇妻

    华丽逆袭之冰山总裁傲娇妻

    本是呆萌乖乖女,一场飞来横祸,重生千金华丽上线,一场夺夫复仇记,娇妻升级!冰山总裁唯爱她……