Details

Работа посвящена подготовке методических указаний по моделированию и решению полевых задач энергетики, их классификации и постановке. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Описание и классификация полевых задач. 2. Разработка методики решения задач, методом конечных элементов. 3. Подготовка примеров практических задач и алгоритмов их решения. Сформулирована общая последовательность действий пользователя при решении полевых задач. Подробно рассмотрены классы задач: магнитостатика, магнитное поле переменных токов, нестационарное магнитное поле, теплопередача, электростатика, электрическое поле постоянных и переменных токов, нестационарное электрическое поле, связанные задачи. Для каждого класса приведены постановка задачи, свойства материалов, граничные условия, источники поля и вычисляемые величины. Рассмотрены 15 практических примеров с алгоритмами построения геометрии, задания цепных связей, конечно-элементной дискретизации и постпроцессорной обработки. Описаны особенности моделирования связанных задач, когда результат одной задачи служит источником для другой. Предлагаемая основа методических указаний, позволяет унифицировать подход к решению полевых задач энергетики. В дальнейшем, после доработок, она может быть использована в учебном процессе и инженерной практике.

The thesis is devoted to the preparation of methodological guidelines for modeling and solving field problems in power engineering, including their classification and formulation. The objectives addressed during the research were: 1. Description and classification of field problems. 2. Development of a methodology for solving problems using the finite element method. 3. Preparation of practical examples and solution algorithms. A general sequence of actions for users solving field problems has been formulated. The following classes of problems are discussed in detail: magnetostatics, magnetic fields of alternating currents, transient magnetic fields, heat transfer, electrostatics, electric fields of direct and alternating currents, transient electric fields, and coupled-field problems. For each class, the problem formulation, material properties, boundary conditions, field sources, and computed quantities are presented. Fifteen practical examples are provided, including algorithms for geometry creation, definition of circuit couplings, finite element discretization, and post-processing procedures. The specific features of modeling coupled-field problems are described, where the results of one analysis serve as input sources for another. The proposed framework of methodological guidelines makes it possible to standardize the approach to solving field problems in power engineering. After further refinement, it can be used in both educational activities and engineering practice.