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大气压氦气介质阻挡柱状放电2维仿真算法
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:《高电压技术》
  • 时间:0
  • 分类:TL612[核科学技术—核技术及应用]
  • 作者机构:[1]华南理工大学电力学院,广州510640, [2]国网福建省电力公司厦门供电公司,厦门361000
  • 相关基金:电力设备电气绝缘国家重点实验室开放基金(EIPE12203)
中文摘要:

为了对比研究有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)2种算法以及网格结构对大气压氦气介质阻挡柱状放电仿真结果的影响,建立了2维流体模型。首先,计算了柱状放电的电流波形和电子数密度2维分布;然后,根据收敛曲线、迭代次数和运算时间对比研究了相同网格结构下FEM和FVM的计算性能;最后,根据2维电子数密度分布云图和试验结果对比研究了2种算法下的放电形态、时序的差异。结果表明:在不稳定的初始阶段,放电由均匀向柱状转化,最后达到稳定的柱状放电阶段;FVM计算方法较稳定且耗时少;网格结构变化会影响FVM计算得到的放电形态,发现方形网格结构下FVM计算获得的柱状放电与试验结果相符。

英文摘要:

In order to investigate the influences of the finite element method(FEM), finite volume method(FVM), and the grid structures on the simulation of dielectric barrier columnar discharges in atmospheric helium, we established a twodimensional(2D) fluid model. Firstly, we calculated the current waveforms and 2D electron density distributions of the discharge; secondly, we comparatively studied the performances of the FEM and the FVM based on convergence plots, number of iterations, and computation time; finally, we comparatively studied discharge morphology and sequence obtained by the two algorithms based on the 2D electron density distributions and the experimental results. The results show that the discharge evolves from a uniform pattern into a columnar one in the unstable initial stage, and it reaches a steady columnar discharge at last. The FVM is more stable and less time consuming than the FEM. And the variation of grid structure affects the discharge morphology obtained by the FVM. Under the square grid structure, the columnar discharge obtained by the FVM coincides with the experimental results.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984