Независимо от программного обеспечения для анализа конечных элементов (например, Comsol, Infolytica, Ansys), используемого для выполнениятрансформаторАнализ имитации, будь то моделирующий анализ электрического поля, магнитного поля, поля потока, механического поля или акустического поля, основной процесс примерно одинаков. Ключевой момент по -настоящему понимания каждого процесса является основой для того, является ли процесс анализа моделирования успешным или является ли конечный результат моделирования надежным. Базовый процесс моделирования Научный и полный процесс моделирования трансформатора должен включать семь частей: анализ проблем, геометрическое моделирование, назначение материала, физическое поле, настройку, сетку, решение модели и результат после обработки. Распознавание сложности Трансформатор является статическим электрическим устройством. С этой точки зрения, связанная с ним имитационная работа относительно проста, потому что существование вращающихся частей увеличит сложность большинства работ моделирования; Но, к сожалению, трансформатор представляет собой нелинейное, изменяющееся во времени, многофизическое поле, сильно связанное электромеханическое устройство, которое во многих случаях увеличит сложность симуляции трансформатора и даже сделает невозможным решение. Например, моделирование температурного поля трансформатора на основе анализа жидкости не может получить правильные и надежные результаты большую часть времени. С одной стороны, основная теория жидкости очень сложна, и единая стабильная теория еще не была сформирована; С другой стороны, моделирование температурного поля трансформатора требует двунаправленной сильной связи трех полей «полевого поля с магнитным полем поля». Для модели трансформатора сверхуровневого трансформатора трудно решить одно поля потока, не говоря уже о условиях сверхпрочной связи из трех полей. Для достижения симуляционных прорывов в ключевых областях трансформаторов, с одной стороны, инженеры-имитации должны иметь глубокое понимание теории, связанных с трансформаторами, проектирования, тестирования и других знаний, и, на других неотъемлемый характер его работы.
Ключевые моменты процесса
4.1 Анализ проблем
Перед геометрическим моделированием необходимо провести предварительный анализ задачи моделирования, чтобы установить подходящую геометрическую модель и выбрать правильное физическое поле. Например, является ли проблема симуляции одним физическим полем или сильно связанным физическим полем?
4.2 Геометрическое моделирование
Полнота геометрического моделирования определяет эффективность и прогресс моделирования. Большую часть времени необходимо создать упрощенную геометрическую модель. Однако, если геометрическая модель слишком упрощена, результаты моделирования являются неточными и не могут направлять проектные работы. Очевидно, как упростить геометрическую модель требуется очень глубокое понимание проблемы, которая должна быть решена. Например, достаточная ли двумерная геометрическая модель? Необходимо ли установить трехмерную геометрическую модель? Даже если установлена трехмерная геометрическая модель, какие детали могут быть опущены? Какие из них не должны быть опущены?
4.3 Задание материала
Материал может иметь десятки физических параметров, но для решения проблемы, часто необходимо только для определения нескольких параметров материала. При предоставлении конкретных параметров материала необходимо гарантировать правильность их значений, в противном случае неприемлемые отклонения могут быть вызваны результатам моделирования. Размер некоторых характерных параметров материала варьируется в зависимости от других параметров. Например, в трансформаторном потоке и тепловом моделировании плотность, удельная теплоемкость, теплопроводность и т. Д. Трансформаторного масла варьируются в зависимости от температуры, и это соотношение должно характеризоваться относительно точной функцией.
4.4 Настройки физического поля
Для выбранного физического поля необходимо определить некоторые необходимые условия для решения проблемы, такие как физические уравнения, за которым следует решение проблемы, выражение возбуждения, начальные условия, граничные условия, ограничения и т. Д.
4,5 Смпинг
Можно сказать, что процесс сетки является наиболее основным процессом, помимо геометрического моделирования. Теоретически, чем лучше сетка, тем точнее решение. Тем не менее, это нереально сетчать слишком мелко, потому что это значительно увеличит время решения. Основным принципом сетки является: разумная комбинация грубого и штрафного, где он должен быть утончен, его следует уточнить, и где оно должно быть скорлублено, оно должно быть скорбировано. Ручное сетка - очень сложная задача, которая требует, чтобы инженеры -симуляции имели глубокое понимание проблемы, которая должна быть решена. К счастью, в некотором программном обеспечении предоставляет автоматическое сетку на основе физических областей, что во многих случаях может облегчить работу сетки. Например, автоматическая функция сетки Comsol на основе модуля моделирования электрического поля чрезвычайно мощно, что может быстро считывать основную изоляционную модель сверхуровных трансформаторов, а скорость сетки почти в 40 раз быстрее, чем другое программное обеспечение. К сожалению, автоматической функции сетки программного обеспечения недостаточно для решения некоторых проблем, поскольку программное обеспечение является общим и не может определить, где необходимо зашифровать сетку, например, при решении поля потока. 4.6 Решение модели. Суть моделирования решения заключается в решении больших дискретных уравнений. Это требует от инженеров -симуляций для понимания некоторых необходимых математических знаний, таких как знание матрицы, метод итерации Ньютона и т. Д. Некоторые решатели программного обеспечения автоматически устанавливаются в соответствии с решением проблемы, и инженерам -моделированию не нужно вмешиваться дополнительно. Но, как и сетка, это не панацея. Решение некоторых передовых и сложных задач требует, чтобы инженеры по моделированию установили их отдельно и разумно, чтобы моделирование быстро сходилось и гарантирована точность результатов моделирования.
4.7 после обработки результатов
Чтобы интуитивно отображать результаты симуляции, данные, полученные из моделирования, должны быть должным образом постобраблены. Например, генерация облачных карт электрического поля, облачных карт температурного поля, карт поля потока и т. Д. Например, большинство программного обеспечения для анализа моделирования электрического поля может лишь интуитивно отображать величину прочности электрического поля в каждой точке, но является ли возможна изоляционная маржа, требуется статистический анализ этих данных для формирования кривой маржи изоляции на основе совокупной силы поля.
