传输电缆线电场的高次元分析方法

用边界元方法，研究传输电缆线的电场问题，为了提高计算精度，采用了高次元分析，提供了简捷可行的计算机模拟方法．给出了轴距不同的电缆所形成的电场特性和相应的数据．     

多股传输电缆的数值模拟

采用线单元的边界元方法研究了五股传输电缆线的电位问题，得到了五股传输电缆线的电位场的分布规律，并且绘制了电位场的等位线图和立体图，计算结果表明，用线单元边界元法处理此类问题方便、快捷、精度高。     

非线性水波的边界元方法

本文采用边界元方法，研究了二维非线性水波问题，给出了波面的边界元数值计算公式，通过算例，得到了较好结果。     

多连通域粘性流动的边界元分析

本文采用计算流体的边界元方法,对多连通域内的粘性流动进行了研究,并与其他方法［１］进行了比较,结果表明本文方法是有效的。     

倾斜多针状电极所形成电场的边界元数值计算方法

根据医用倾斜多针状电极系上的电势,利用边界元积分方程建立任意倾斜多针状电极电流密度（单位长度流入生物导电组织中的电流）离散方程,通过求解线性方程组计算了针状电极上的电流密度．由电极电流密度分布实现了生物组织中任意倾斜多针状电极电流所产生电场的数值计算．通过算例对计算速度和计算方法的稳定性进行考察,获得了较快的计算速度和稳定的计算结果．该方法对于解决医学上倾斜多针状电极所形成电场的计算问题具有重要的借鉴意义,对类似问题是一种快速、有效的计算方法．     

粘性流动边界元方法的研究

本文对粘性流动边界元方法的理论方法内容及应用进行了研究．本文结果有重要的理论意义和实际意义．     

近似边界元方法及其收敛性分析

以Ｌａｐｌａｃｅ方程Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ问题为例,为椭圆边值问题近似边界元法的建立及其收敛性分析提供了一种框架性的工作。文中给出了近似基本解的确定方法,具近似基本解的离散边界变分方程解的存在惟一性定理以及近似解的误差估计,特别给出了近似基本解中截断数和离散网格宽度应保持的匹配关系,文末给出了数值算例。     

奇异积分在边界元中的计算方法

对二维问题的线性单元和二次单元给出了1n1/r奇异性与1/r奇异积分精度可以达到一定数值要求的求积公式。对二维问题临近边界内点的应力也提出了一个计算方法,使“边界层效应”大为减弱。     

动水压力的边界元方法

本文介绍了用边界单元法分析动水压力的原理,并且对于二维问题给出了常量边界元的支配方程以及有关系数矩阵的计算公式。实例计算的结果表明,边界单元法具有工作量少、精度高、适应性强的优点。文中还讨论了当坝体上游面倾斜、库底倾斜或水库为无限远时对作用在坝体上游面上动水压力的影响。     

正交各向异性涂层结构温度场计算

边界积分方程中的几乎奇异积分计算难题阻碍了边界元法在涂层结构中的应用．针对此,给出了正交各向异性温度场边界元法中几乎奇异积分的正则化算法,并将其应用于分析涂层结构的温度场．首先计算了涂层和基体为同种材料时涂层结构内的温度场,并与精确解比较来验证该方法的正确性,然后计算了涂层和基体为不同材料时正交各向异性涂层结构内的温度场．数值算例表明,同常规边界元法比较,该方法可以计算更薄涂层内的温度场．     

涂层结构中温度场的边界元法分析

涂层结构材料的温度场分析由于受涂层厚度尺寸的限制,一直以来是数值计算的难点。文章采用多域边界元法,将涂层结构分为基体和涂层2种不同的子域,在涂层域中引入一种完全的解析积分算法,解决了边界元法分析涂层结构温度场问题中存在的几乎奇异积分难题,计算了涂层结构在不同层厚比时涂层内的温度和热流;算例证明该方法可比常规边界元法大为有效地求解超薄涂层结构中温度场分布问题。     

有限元法分析尖板电极结构的空间静电场分布

为了研究尖板电极结构的空间静电场分布,基于有限元数值计算方法,分别对完全空气介质和空气介质中掺有液态介质的空间静电场的场强变化进行了深入分析。有限元分析结果显示:空气介质的尖板电极结构的空间静电场是极不均匀的电场,在喷嘴尖端位置,场强迅速增加,达到最大场强值。单颗液滴在空气介质中的存在将引起液滴附近场域的场强发生较大变化;多颗液滴对喷嘴尖端的场强沿垂直方向上有明显的拉伸作用,由于液滴自身的场强叠加效应,它对空间静电场产生了垂直向扩张影响,从而扩大了整个空间静电场的电晕区。     

变电站关键设备工频电场计算的预条件处理GMRES(m)边界元法

在计算大尺度变电站关键设备工频电场时,传统方法效率低、性能差,计算困难。针对常规方法在大尺度工频电场计算中的瓶颈问题,提出了一种提高变电站关键设备三维电场分布计算效率的预条件GMRES(m)边界元法。阐述了预条件GMRES(m)迭代边界元法的基本原理及实现方法,并针对500kV变电站中部分关键设备周围电场分布进行了计算与比较分析。结果表明,预条件GMRES(m)边界元法经过预条件处理电位系数矩阵后,收敛速度快、残值收敛速度快、迭代次数少;在不降低计算精度的前提下,计算时间明显优越于直接迭代法;在满足工程误差和提高计算效率的同时,预条件GMRES(m)边界元法更适合于计算大尺度变电站关键设备的工频电场。     

电场计算的快速多极子预条件高阶边界元法

针对多介质工频电场计算中低阶边界元法及预条件(GMRES)法的计算精度低及计算成本高的不足,在低阶边界元法基础上引入高阶边界元和快速多极子法,提出了一种用于求解三维电场分布的快速多极子预条件GMRES高阶边界元法。建立了三维电场计算高阶边界元模型,阐述了快速多极子预条件GMRES高阶边界元法基本原理和具体实现方法;通过双介质实验模型进行了方法验证,并基于500kV变电站部分关键设备的三维电场计算,表明该方法在电场计算精度及在内存消耗和计算时间上均比预条件GMRES法有明显的优势。最后将计算结果与实际测量值进行了比较,该方法的计算结果与测量值最大相对误差为8.65%,该方法更适合于分析变电站这种大尺度多介质环境下的工频电场分布。     

用分域边界元计算微带内导体同轴传输线的特性阻抗

文章根据明晰的物理概念，提出用分域边界元法计算微带内导体同轴传输线的特性阻抗，将无法用直接边界法进行直接求解的微带内异导体传输线问题，转化为可以用边界元法求解的简单边值问题，并通过三个工程实例检验其计算精度。实例计算结果表明，分域边界元法具有较高的计算精度，可以很方便地应用于微带内导体传输线问题的工程设计与计算。     

静电场分析的比例边界有限元法

比例边界有限元法（SBFEM）是一种半解析数值分析的新方法,集合了有限元法和边界元法的优点,又具有独特的优点．在其辐射坐标上保持了解析性,因此其模拟精度较高,另外可以自动满足无限远的边界条件．从拉普拉斯方程出发,利用加权余量法并通过比例坐标和笛卡儿坐标变换,推导出静电场分析的比例边界有限元方程、电位求解公式以及电场求解公式．算例计算结果与解析解和其他数值方法比较结果表明,此方法具有精度高、计算工作量小的优点．     

近坝基面渗流场的边界元法分析

针对几乎奇异积分阻碍了边界元法准确计算近坝基面基内点的渗流参量的问题,首先给出了多种正交各向异性介质渗流问题边界元法基本方程,然后引入一种正则化算法,化解了边界元法计算近坝基面基内点的渗流参量时遇到的几乎奇异积分障碍,获得了近坝基面基内点的渗透压力和水力梯度值.算例表明该方法较常规方法能计算距坝基面更近的内点的渗流参量.     

充液井孔内电脉冲仪声场的有限元模拟

利用有限元软件ANSYS对充液井孔内电脉冲仪声场的分布进行了数值模拟 ,计算出了井壁上不同位置以及孔眼内邻近地层处的声波波形 ,利用声波信号的幅度 (声压幅度 ) ,绘出了充液井孔内电脉冲仪的声场分布图 ,研究了电脉冲仪放电位置与射孔孔眼内邻近地层处的声波幅度间的关系。结果表明 ,沿井轴方向和井径方向上的声压幅度随着距离的增加而指数减小 ;当声源沿井轴上下移动时 ,离孔眼位置的垂直距离越大 ,孔眼内邻近地层处的声压幅度越小。这为提高电脉冲仪处理油井的效果提供了参考依据。     

基于扩展单元插值法二维弹性问题的边界元法分析

本文把一种新型的插值方法-扩展单元插值法,用于二维弹性问题的边界元法求解。扩展单元是在原非连续单元两端添加虚节点,将非连续单元变成阶次更高的连续单元。原非连续单元的内部点被称为源节点,其形函数用来构建源节点和虚节点之间的关系,被称为RawShape。扩展单元的形函数是由源节点和虚节点构造,用于边界物理变量的插值, 称之为FineShape。扩展单元继承了连续和非连续单元的优点,同时克服了它们的缺点;既可以插值连续场,也可以插值非连续场,在不改变方程自由度的前提下(边界积分方程只在源点处配置),把插值精度提高了至少两阶,最大限度的发挥了边界积分方程试函数可以不连续的特性。最后通过数值算例来验证本文方法的精度和收敛性。