简介:介绍拟稳态Maxwell方程在电气工程领域的可计算建模及应用。对于含导电材料的电磁设备,拟稳态Maxwell方程是描述电流密度分布和欧姆损耗的常用模型,在电机、大型变压器等电气工程设备和集成电路等微电子技术领域有广泛应用。以国际计算电磁学会公布的TEAMWorkshopProblem7和21基准族问题为例,阐述拟稳态Maxwell方程的可计算建模和自适应有限元计算。
简介:利用有限元方法对空间核反应堆电源系统(spacepowerreactorsystems,SPRS)中热管冷却反应堆燃料组件进行了稳态热分析。针对相邻燃料组件间的理想接触与非理想接触两种情况,评估了组件间的热接触状况、功率水平对其温度场分布的影响。结果表明:相邻燃料组件间在理想接触情况下,温度最高点位于燃料棒中心,随着表面传热系数的减小,温度最高点逐渐偏离燃料棒中心位置,且最高温度随功率水平的增大而呈线性增大。
简介:以计算流体力学为基础,利用等效堆芯热管为传热边界条件,建立了热管冷却空间堆堆芯稳态热工分析的计算模型,并分析了HP-STMCs空间堆堆芯稳态热工特性。计算了HP-STMCs堆芯在均匀布置与非均匀布置、反应性控制鼓转向朝外180°和朝内0°详细功率分布及功率均匀分布时堆芯稳态温度场分布;研究了堆芯在1根热管失效下的安全传热特性。计算结果表明:当功率均匀分布时,堆芯温度分布较均匀,而在堆芯均匀布置时,堆芯温度局部过高;堆芯分三区装料非均匀布置时,堆芯温度分布展平,且在1根热管失效时,仅失效热管周围的燃料温度分布受影响,温升较大,最大温升为200K。堆芯最热区出现在堆芯中心和周围区域,应当采用分三区装料非均匀堆芯布置,并当堆芯1根热管失效时,满足安全设计要求。
简介:分析了X射线辐照电缆的物理过程,建立了基于有限元方法的二维诺顿等效电流源计算模型,将泊松方程、电场强度、电荷守恒方程等求解过程转换为矩阵和向量运算,并利用PETSc程序包编程计算,模拟了辐射感应电导率和间隙效应对屏蔽电缆X射线辐照响应的影响。结果显示,仅考虑辐射感应电导率效应时,随着X射线注量的增加,诺顿等效电流源逐渐趋于饱和,波形宽度变窄,并逐渐变为双极性波形。仅考虑间隙效应时,诺顿等效电流源幅度与间隙宽度近似成正比;间隙效应会大幅抵消辐射感应电导率效应的影响,诺顿等效电流源幅度仍近似正比于间隙宽度。该方法实现了电缆X射线辐照非线性效应的模拟,并将计算对象扩展到屏蔽多导体电缆。
简介:在外挂物投放过程中,载机对外挂物具有气动干扰效应,产生附加气动力.对于弹性机翼,在外挂物分离投放时,相当于给机翼一个初始扰动,机翼将发生弹性振动,该振动也会对外挂物带来气动干扰效应.通过耦合求解非定常N-S方程刚体六自由度方程和基于模态法的结构动力学方程,对考虑弹性变形的载机外挂物分离投放过程进行模拟,研究了弹性机翼对外挂物的气动干扰效应.研究结果表明:在外挂物分离初期,弹性机翼的干扰对外挂物气动力响应产生显著影响,机翼的主要结构模态频率决定了外挂物气动力的变化频率,并且由载机机翼动弹性变形引起的干扰气动力能占到外挂物总气动力的一半左右.
简介:为研究热场致电子发射过程中复杂的非线性空间电荷限制效应和阴极表面电场的瞬态物理过程及特性,基于通用积分形式的热场致电子发射电流密度理论,建立了平板二极管的静电粒子模拟物理模型,以热场致电子发射阴极为边界,模拟获得了热场致发射阴极表面电场的瞬态时间响应曲线。研究结果表明,热场致电子发射过程中,阴极表面电场在皮秒量级时间尺度上呈现为振荡过程,振荡波形特征受二极管间隙距离、阴极材料、逸出功等几何参数和外加电场、温度等运行参数影响;振荡后,二极管阴极表面电场将达到稳定状态,模拟得到的稳态电场与理论分析结果相符;二极管热场致电子发射的外加电场和温度一定时,逸出功越大,阴极表面稳态电场强度越大;二极管阴极材料和外加电场一定时,阴极表面稳态电场强度取决于阴极表面的温度,随温度的升高稳态电场强度呈非线性下降。