油田区域性阴极保护计算机辅助优化设计研究

油田区域性外加电流阴极系统可视作恒定电流场，区域内的电位分布遵守Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，利用边界元素法求得Ｐｏｉｓｓｏｎ方程及其边值条件的数值解，同时利用牛顿法和梯度法相结合的方法求解大型非线性方程组，在系统阳极位置的寻优过程中应用可变误差多面体算法解决了带约束条件的多元非线性隐含自目标函数的寻优问题。本文对油田区域性外加电流阴极保护系统计算机辅助优化设计数学模型及其求解进行探索性研究，并得到了实验验     

区域性阴极保护模型寻优过程平稳性及其改进

用边界元法（BEM）求解区域性阴极保护的数学模型并用可变误差多面体对系统寻优时,以往的研究对阴极极化曲线的拟合过于简单,寻优的平越性很差．本文对用极极化曲线进行分段线性拟合,便寻优过程更加平稳．经改进后的程序BEMU已成功地用于油井套管外加电流阴极保护系统的工程设计．     

减少阴极保护系统灵敏度分析计算量的方法

在油田区域性外加电流阴极保护系统的优化设计中,应用三维边界元法数值求解控制方程和目标函数,使得优化设计和灵敏度分析计算中形成巨大的计算量．本文应用直接微分方法直接求得了对设计变量阳极位置的微商,减少了灵敏度分析的计算量,提高了优化设计和灵敏度分析的计算效率,节约了机时     

区域性阴极保护模型寻优过程平稳性及其改进

用边界元法（ＢＥＭ）求解区域性阴极保护的数学模型并用可变误差多面体对系统寻优时，以往的研究对阴极极化曲线的拟合过于简单，寻优的平稳性很差，本文对阴极极化曲线进行分段线性拟合，使寻优过程更加平稳，经改进后的程序ＢＥＭＵ已成功地用于同井套管外加电流阴极保护系统的工程设计。     

减少阴极保护系统灵敏度分析计算量的方法

在油田区域性外加电流阴极保护系统的优化设计中,应用三维边界元法数值注解控制方程和目标函数,使得优化设计和灵敏度分析计算中形成巨大的计算量。本文应用直接微分方法直接求得了对设计变量阳极位置的微商,减少了灵敏度分析的计算量,提高了优化设计和灵敏度分析的计算效率,节约了机时。     

阴极保护系统中电流的优化控制

外加电流阴极保护系统广泛应用于油田区域埋地金属设施的腐蚀防护．为达到有效的腐蚀防护,必须正确控制该系统中整流器的电流输出．本文讨论了该系统中电流的优化控制问题,并提出了解决方案．     

阴极保护系统中电流的优化控制

外加电流阴极保护系统广泛应用于油田区域埋地金属设施的腐蚀防护,为达到有效的腐蚀防护,必须正确控制该系统中整流器的电流输出,本文讨论了该系统中电流的优化控制问题,并提出了解决方案。     

600MW机组凝汽器阴极保护系统的研究及应用

介绍了阴极保护系统的原理及在６００ ＭＷ 机组淡水凝汽器上的应用．该系统采用了多点分散控制的外加电流阴极保护和涂层联合保护的方法,设计新颖,有效地抑制了凝汽器管板和铜管的腐蚀．     

区域性阴极保护电位分布算法的改进

用边界元法求解区域性阴极保护的电位分布时步骤复杂，工作量很大．采用特殊的柱面单元及算法计算油井套管表面的电位分布，节约了机时，缩短了计算周期．这一方法可以用于油井套管阴极保护系统的设计．     

地下长输管道外加电流阴极保护的电化学过程分析

通过对地下长输管道外加电流阴极保护的电化学过程分析,揭示了地下长输管道外加 电流阴极保护中应注意的阴极剥离、氢脆、阳极消耗等问题的实质,从而在设计、施工和运行维护 工作中,能够自觉地解决好这些问题。     

A novel hybrid FEM-BEM method for 3D eddy current field calculation using current density k<Emphasis Type="Italic">J</Emphasis>

This paper introduces a novel hybrid FEM-BEM method for calculating 3D eddy current field. In the eddy current region, the eddy current density J is solved by the finite element method (FEM) which is discretized by brick finite element mesh, while in the eddy current free region, the magnetic field intensity H is solved by the boundary element method (BEM) which is discretized by rectangular boundary element mesh. Under the boundary conditions, an algebraic equation group is obtained that only includes J by eliminating H. This method has many advantages over traditional ones, such as fewer variables, more convenient coupling between the FEM and the BEM and wider application to multiply-connected regions. The calculated values of two models are in good agreement with experimental results. This shows the validity of our method.     

A novel hybrid FEM-BEM method for 3D eddy current field calculation using current density J

To solve a large eddy current field is one of the most difficult problems in the numerical computation of electromagnetic field. For this purpose, currently, the FEM and the BEM are widely used. The former is good at dealing with the close regions, nonlinearity and complicated mediums and the latter is fit to solve the problems of open regions and linearity. However, for complicated eddy current field problems in electrical engineering, either the FEM or the BEM is not successful. Therefo…     

总场-散射场方法在二维ADI-FDTD中的实现

提出了一种新的交替方向隐式时域有限差分激励源加入的总场-散射场方法．在总场边界附近,二维TM波的电磁场格点在每个子时间步都需要加入入射波的相应分量．根据交替方向隐式时域有限差分迭代公式及格点在总场边界的具体位置共有14种情况需要修正,其中电场格点有10种情况．该方法继承了常规时域有限差分加源的特点,而且保持了交替方向隐式时域有限差分求解线性方程组的形式不变．在入射波为平面波时,计算表明,当计算时间步长为Courant-Friedrich-Levy稳定性条件所限制时间步长的5倍时,总场区的入射波仍具有很好的场量等值线．利用该方法给出的金属方柱和前端有介质涂层的复杂目标金属机翼散射的数值计算结果验证了其有效性．     

连续支付美式分期付款期权的计算

为了研究连续支付分期付款美式期权的定价问题,以看涨期权为例,采用对冲的方法建立了此类期权定价的偏微分方程模型.模型中的方程是一个非齐次的Black-Scholes方程,其非齐次项为期权的分期付款率.根据金融意义,连续支付分期付款美式期权的定价问题是一个自由边界问题,含有最佳终止边界和最佳实施边界2条自由边界,从而把偏微分方程模型转化为相应的变分不等方程模型,然后用有限差分方法给出了此类期权价格的数值解,并分析了不同参数值的情况下最佳终止边界和最佳实施边界的位置及性质.结果表明看涨期权的最佳终止边界单调非减,而最佳实施边界则单调非增.     

大型水轮发电机端部磁场计算的新模型

针对大型水轮发电机端部磁场计算中存在的问题,提出端部磁场计算的新模型。     

电力变压器大电流引线周围磁场分析

为了细致地了解电力变压器大电流引线周围的磁场和涡流分布,采用有限元分析软件ANSYS对电力变压器引线升高座及周围部件进行了三维磁场仿真计算.介绍了半开域问题求解区域的选择与边界条件的给定方法,在正弦稳态条件下完成了对磁场和涡流的分析.利用安培全电流定律设计了一个检验模型题,并对计算结果的精度进行了考察.定量计算结果表明,磁场、涡流分布等结果与理论分析基本相符,计算和分析结果对升高座及其周围部件的设计与磁场分析具有参考价值.     

用GDQ方法模拟微尺度库埃特流动研究

探讨了一种在MEMS中常见的流动系统,对N-S方程加以改进,建立相应的理论模型.采用广义微分积分方法(GDQ)进行流场数值模拟,并用蒙特卡洛直接模拟方法(DSMC)来加以验证.结果表明:新建理论模型的模拟结果与D6MC模拟结果基本吻合.该理论模型可以模拟滑移区和过渡流动区的气体流动;GDQ方法程序简单,计算成本低.     

边光滑有限元-边界元耦合法计算二维瞬态涡流场

为了提高二维瞬态涡流场的计算精度与速度,结合边光滑有限元法计算精度高和边界元法占用计算机内存少的优点,提出一种基于边光滑有限元法——边界元法相结合的混合算法(ES-FEM-BEM)来计算二维瞬态涡流场.在相同网格划分密度下,相较于传统的有限元-边界元耦合算法(FEM-BEM)而言,该混合算法具有明显提高计算精度的优点.同时建立了二维脉冲线圈-铝板模型,并对铝板表面的磁场强度进行计算.结果表明:在网格划分密度相同的情况,ES-FEM-BEM的计算结果与测量结果的最大相对误差只有3.4%,而FEM-BEM的计算结果与测量结果的最大相对误差达到31.8%.基于边光滑有限元法和边界元法耦合的混合算法,可为瞬态开域涡流场分析提供重要的参考依据.     

纵向三层土壤中的电流场计算

提出了纵向三层土壤中电流场的计算模型，并通过求解拉普拉斯方程，推导出该模型中电流场计算公式．据此，可以用边界元法计算该模型中任意方式埋设的接地网的接地电阻及空间中任意一点的电位．计算方法对于大型水电站接地网设计具有参考价值     

三维复杂目标电磁散射的FDFD分析

根据Yee元胞中电场分量的分布特点,对矢量Helmholtz方程进行差分离散,得到关于各电场节点的FDFD方程式。基于等效原理,在总场－散射场（TF/SF）边界处设置等效电磁流,通过将TF/SF边界附近各电场节点FDFD方程式中的相关节点加上或减去相应的入射场,将平面波引入总场区。导体立方体表面电流幅值与相位分布的计算结果与文献结果的比较验证了该方法的正确性。