Современный этап развития мощных радиоэлектронных и электротехнических систем с мощностью более 1 МВт предъявляет повышенные требования к их энергооснащенности, бесперебойности и надежности энергообеспечения в различных эксплуатационных режимах. Полевое моделирование такого класса систем базируется на современных методах численной реализации краевых задач для уравнений Гельмгольца и Максвелла как в односвязных, так и в многосвязных областях. Это предъявляет повышенные требования к ресурсам, быстродействию средств вычислительной техники и к вычислительной эффективности программного обеспечения, определяя актуальность разработки нового или развитие используемого математического аппарата, в том числе комбинаций аналитических и приближенных численных методов. Цель работы - разработка новых методов численной реализации полевых моделей электрофизических процессов переменного тока высокой частоты на основе частотных формулировок уравнений Гельмгольца, адаптированных к использованию пакетов программ со свободной лицензией. Разработан новый метод частотной адаптации, обеспечивающий редукцию систем уравнений Гельмгольца в формулировках векторного магнитного потенциала к рекуррентным модифицированным уравнениям Максвелла в аналогиях формулировок постоянного тока, высокую точность и эффективность полевого моделирования. Предложена обобщенная пространственная математическая модель взаимосвязанных электромагнитных процессов преобразования энергии переменного тока в токопроводах мощных радиоэлектронных и электротехнических систем, которая учитывает эксплуатационные режимы, нелинейные зависимости электрофизических свойств электротехнических материалов, эффекты вытеснения и внешние поверхностные эффекты, само и взаимоиндукцию. Разработан новый метод частотной адаптации, основанный на редукции систем уравнений Гельмгольца в формулировках векторного магнитного потенциала в частотной области к рекуррентным модифицированным уравнениям Максвелла в аналогиях постоянного тока, обеспечивающий высокую точность и вычислительную эффективность. При численной реализации методов частотной адаптации и конечных элементов число степеней свободы уменьшается в два раза, что обусловлено поэтапным решением рекуррентных модифицированных уравнений Максвелла в аналогиях формулировок постоянного тока для действительных и мнимых составляющих электрических и векторных магнитных потенциалов. Выводы: разработанный новый метод частотной адаптации существенно расширяет возможности конструкторской подготовки производства мощных радиоэлектронных и электротехнических систем систем, позволяет использовать пакеты программ со свободной лицензией, снижает требования к вычислительным ресурсам, сокращает временные затраты и обеспечивает высокую точность моделирования электромагнитных полей.

  Повний текст PDF - 917.341 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"