[發明專利]一種確定耐張線夾載流量與三維溫度場分布的方法

在審

• 申請號: 201710073401.3
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106934099A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 陳垣;李煬;劉剛;林言泰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥

1.一種確定耐張線夾載流量與三維溫度場分布的方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟：

S1、ANSYS MAXWELL有限元模型構建，該步驟具體為：

S101、ANSYS MAXWELL有限元模型中進行幾何模型的構建；

S102、ANSYS MAXWELL有限元模型中進行材料的選擇；

S103、ANSYS MAXWELL有限元模型中進行網格劃分；

S104、ANSYS MAXWELL有限元模型中進行載荷與邊界條件的施加；

S105、計算得到各組件的歐姆損耗；

S2、ANSYS CFX有限元模型構建，該步驟具體為：

S201、ANSYS CFX有限元模型中進行幾何模型的搭建；

S202、ANSYS CFX有限元模型中進行網格劃分；

S203、ANSYS CFX有限元模型中進行材料的選擇；

S204、ANSYS CFX有限元模型進行載荷和邊界條件的施加；

S205、ANSYS CFX有限元模型的計算與后處理；

S3、ANSYS MAXWELL有限元模型與ANSYS CFX有限元模型循環迭代，得到耐張線夾三維溫度場分布，該步驟具體為：

S301、計算ANSYS MAXWELL有限元模型中各部分生熱率；

S302、計算ANSYS CFX有限元模型中各部分溫度；

S303、循環迭代得到耐張線夾三維溫度場分布。

2.根據權利要求1所述一種確定耐張線夾載流量以及三維溫度場分布的方法，其特征在于，所述步驟S101具體為：

根據耐張線夾實際的幾何形狀進行具體劃分，主要包括：壓接段，不壓段，接觸層，引流板和導線；

所述步驟S102具體為：

將材料分為以下幾種：不導電的真空材料、導電不良的接觸層材料、鋁、鋁絞線、鋼、鋼絞線，其中鋁絞線與鋼絞線材料的電導率根據等效后圓柱與絞線的電阻相同的原則進行計算，接觸層材料的電導率通過實際測得的接觸電阻進行計算；

所述步驟S103具體為：

設定在接觸層、鋼芯徑向劃分2層，在鋁管、鋁絞線、鋼錨徑向劃分3層，在引流板最大網格邊長設定為10mm后由軟件自動進行網格劃分；

所述步驟S104具體為：

在幾何體一外側端面施加電流流入的激勵，在幾何體另一外側端面施加電流流出的激勵，以上兩激勵在數值上大小相等；

在后壓段鋼芯、鋼錨與彎管之間施加絕緣邊界條件，在下壓接段鋁線、鋼芯與幾何體之間的接觸面上施加絕緣邊界條件，設定各部分的溫度值之后，設定頻率為50Hz的Eddy Current模式進行求解，獲得各部分的歐姆損耗分布；

所述步驟S105具體為：

通過ANSYS MAXWELL的場計算器，通過積分運算計算出各部分的歐姆損耗值，作為ANSYS CFX模型內施加生熱率的基礎。

3.根據權利要求1所述一種確定耐張線夾載流量以及三維溫度場分布的方法，其特征在于，所述步驟S201具體為：

在Solidwork中根據耐張線夾實際的幾何形狀進行具體模型搭建，包括：壓接段，不壓段，接觸層，引流板和導線。

4.根據權利要求1所述一種確定耐張線夾載流量以及三維溫度場分布的方法，其特征在于，所述步驟S202具體為：

在Solidwork軟件內將上述幾何模型建立，并且將空氣離散成若干近似于六面體的幾何體組成的形式；

將上述模幾何型通過sat文件格式導入到ICEM CFD中，進行相關的轉換錯誤修正，并且將各點、線、面進行分組；

根據相應的幾何體的拓撲結果構建block，在進行了block于幾何體的關聯操作，并且調節網格的疏密，得到的該幾何模型的有限元網格劃分；

將得到的網格導入CFX0Pre中。

5.根據權利要求1所述一種確定耐張線夾載流量以及三維溫度場分布的方法，其特征在于，所述步驟S203具體為：

不考慮絞線與圓柱體之間在導熱率等參數之間的差異，將ANSYS CFX內材料劃分為以下幾種：鋼、鋁、流體空氣、不考慮流動性空氣。