文章目录

0 引言

1 电力设备多物理场仿真技术

1.1 电力设备中存在的多物理场耦合形式

1.2 多物理场耦合作用特点

2 多物理场耦合求解算法关键问题与发展方向

2.1 多物理场耦合求解算法的关键问题

    2.1.1 大规模并行有限元算法

    2.1.2 材料非线性特性等效模型

    2.1.3 多空间/时间尺度问题研究

    2.1.4 多物理场耦合计算中的网格与步长

    2.1.5 DAE求解典型算法与关键技术

2.2 数字孪生框架下多物理场研究中的问题

    2.2.1 集成CAD/CAE的等几何分析法

    2.2.2 多物理场仿真模型降阶技术

    2.2.3 数据驱动的多物理场仿真

3 多物理场仿真软件发展现状与国产软件研发展望

3.1 电力设备多物理场软件研发的意义

3.2 国内外多物理场仿真软件发展现状

    3.2.1 国外多物理场软件发展历程

        1)ANSYS软件

        2）其他软件发展历程

        3）开源软件

    3.2.2 国内多物理场软件研究现状

3.3 电力设备国产多物理场仿真软件研发展望

    3.3.1 国产多物理场仿真软件研发策略

    3.3.2 多物理场仿真软件研发架构

    3.3.3 电力设备多物理场仿真软件发展展望

        1)CAD/CAE/CAM结合、实验与仿真融合

        2）设计与优化紧密结合

        3）数值计算方法

        4）业务驱动仿真

4 结语

文章摘要:电力设备在运行中受到电、磁、热、力及流体等多物理场的综合作用，多物理场耦合仿真对保证电力设备设计最优性以及运行可靠性不可或缺。在电力设备多物理场计算及软件开发时须攻克材料非线性建模、快速瞬变多空间/时间尺度问题等效方法、多场耦合作用机理及数学模型的建立、大规模微分代数方程组（DAE）的稳定高效求解等关键问题。为此，分别从材料参数等效、多场耦合计算技术、大规模跨尺度计算、DAE方程组求解等方面介绍了自主软件开发过程中应该重点关注的研究内容和算法技术。为促进基于数值仿真的数字孪生技术在电力设备领域的应用，总结分析了集成几何/仿真分析于一体的等几何分析法、模型降阶方法和基于数据驱动的多物理场仿真方法等新型技术。最后，针对国产计算机辅助工程（CAE）软件存在的问题，分析了国内外多物理场软件开发技术发展现状，并对研发国产电力设备多物理场计算软件作了展望。

文章关键词:

论文分类号:TM743

文章来源：《现代物理知识》 网址: http://www.xdwlzs.cn/qikandaodu/2022/0525/1000.html