空间离子流场数值计算及工程应用

目录
第1章 绪论/1
1.1 离子流场问题的提出/2
1.2 高压直流输电线路离子流场计算方法的发展历程/4
1.3 高压直流输电线路对周围环境的影响/7
1.3.1 高压直流输电线路电磁环境的影响研究/7
1.3.2 直流输电系统电磁环境相关标准/8
1.4 换流变压器油纸绝缘介质合成电场研究现状/12
本章参考文献/14
第2章 离子流场的理论分析/21
2.1 离子流场问题的描述/22
2.2 离子流场问题的求解条件/22
2.3 空间离子流场的数学模型/24
2.3.1 空间离子流场的漂移-扩散方程/24
2.3.2 直流离子流场的控制方程/24
2.3.3 解的唯一性/25
本章参考文献/26
第3章 电晕的机理和预测/28
3.1 电晕的机理/29
3.2 直流线路电晕问题/31
3.2.1 电晕起始电场强度/31
3.2.2 导线表面电场强度/32
3.2.3 线路电晕损失计算/34
3.3 电晕起始电压预测/35
3.3.1 SVM的基本理论/35
3.3.2 预测模型的建立/38
3.3.3 预测模型的验证/44
3.3.4 环境因素的讨论/50
本章参考文献/51
第4章 高压直流输电线路离子流场的计算和测量方法/53
4.1 离子流场的计算方法/54
4.1.1 基于Deutsch假设的求解方法/54
4.1.2 半经验公式法/54
4.1.3 电场线法/55
4.1.4 BPA法/60
4.1.5 有限元迭代法/65
4.2 合成电场（离子流场）的测量/72
4.2.1 实验模型/72
4.2.2 实验条件及测量方法/73
4.2.3 实验结果与计算结果对比/76
4.3 气象条件对计算的影响/79
4.3.1 下雨或相对湿度较大时的情况/79
4.3.2 高海拔情况/80
本章参考文献/81
第5章 二维上流有限元法/83
5.1 二维上流有限元法的理论及算法实现/84
5.1.1 上流有限单元判定/84
5.1.2 空间电荷密度更新/84
5.1.3 二维上流有限元法的程序实现/86
5.2 二维上流有限元法的迭代收敛性改进/88
5.2.1 二维上流有限元法迭代策略的改进及程序实现/88
5.2.2 同轴圆柱电极模型计算/89
5.2.3 单极直流实验线路/90
5.2.4 引入迭代因子后算法稳定性验证/91
5.2.5 ±660 kV直流输电线路离子流场计算/93
本章参考文献/96
第6章 三维上流有限元法/98
6.1 传统三维上流有限元法的理论及算法实现/99
6.1.1 三维上流有限单元判定/99
6.1.2 空间电荷密度更新/100
6.1.3 三维上流有限元法的程序实现/101
6.2 新型三维上流有限元法的理论及算法实现/102
6.2.1 新型上流有限单元的寻找策略及程序实现/102
6.2.2 二维模型中计算结果对比与分析/104
6.2.3 三维模型中计算结果对比与分析/104
6.2.4 直流输电线路下方房屋附近合成电场计算/105
本章参考文献/109
第7章 瞬态上流有限元法/110
7.1 二维轴对称上流有限元法的算法实现/111
7.1.1 数学模型/111
7.1.2 算法描述/111
7.1.3 二维轴对称上流有限元法的算法验证/112
7.2 瞬态上流有限元法的理论及算法实现/113
7.2.1 瞬态上流有限单元寻找策略/113
7.2.2 瞬态上流有限元法的程序实现/114
7.3 绝缘材料表面电荷聚散过程仿真分析/116
7.3.1 绝缘介质表面电荷积聚机理/116
7.3.2 绝缘介质表面电荷积聚模型/117
7.3.3 变步长实现电荷密度更新/118
7.3.4 仿真结果分析/119
7.4 直流分压器附近离子流场分析/123
7.4.1 模型构建/123
7.4.2 伞裙表面电荷处理方式/125
7.4.3 直流分压器静电场计算/126
7.4.4 直流分压器离子流场计算/127
7.4.5 直流分压器周围空间电荷影响规律分析/129
本章参考文献/130
第8章 基于空间电荷输运方程模型的计算方法/132
8.1 物理及数学模型/133
8.2 单极直流输电线路的计算/134
8.3 双极直流输电线路的计算/136
8.3.1 输电导线等效单根模型/137
8.3.2 输电导线分裂模型/139
本章参考文献/141
第9章 油纸绝缘设备典型合成电场数值计算方法/143
9.1 数学模型/144
9.2 计算流程/146
9.3 单层油纸绝缘结构合成电场计算/147
9.3.1 模型构建/147
9.3.2 仿真结果验证/149
9.4 关键参数对油纸绝缘结构合成电场的影响/151
9.4.1 外加电场强度的影响/152
9.4.2 载流子迁移率的影响/153
9.4.3 电极注入势垒的影响/154
9.4.4 陷阱捕获系数的影响/155
9.4.5 陷阱浓度的影响/156
9.4.6 正负载流子复合系数的影响/157
9.5 温度梯度下空间电荷运动仿真分析/159
9.6 极性反转条件下空间电荷运动仿真分析/161
9.7 双层油纸绝缘结构合成电场计算/163
9.7.1 油纸绝缘结构界面电荷数学模型/163
9.7.2 仿真结果分析/164
本章参考文献/166