[發明專利]預測變壓器用植物絕緣油物理化學性質的復合模型及應用

有效

• 申請號: 202111188834.6
• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN113987897B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 鄭含博;鳳永吉;李煦帆;楊杭;呂偉杰
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06Q50/02;G06F111/06;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 彭永念

1.一種預測變壓器用植物絕緣油物理化學性質的復合模型及應用，其特征是，它包括如下步驟：

步驟1，構建單分子模型，采用分子模擬軟件構建甘油三亞麻酸酯(C₅₇H₉₂O₆)、甘油三亞油酸酯(C₅₇H₉₈O₆)、甘油三油酸酯(C₅₇H₁₀₄O₆)和甘油三硬脂酸酯(C₅₇H₁₁₀O₆)的單分子模型；

步驟2，構建絕緣油模型，構建以甘油三亞麻酸酯(C₅₇H₉₂O₆)、甘油三亞油酸酯(C₅₇H₉₈O₆)、甘油三油酸酯(C₅₇H₁₀₄O₆)和甘油三硬脂酸酯(C₅₇H₁₁₀O₆)分子按比例組成的大豆油基植物絕緣油模型盒子；

步驟3，運動黏度值計算，利用周期擾動法對不同溫度下的大豆油基植物絕緣油進行分子動力學模擬，通過軟件內置命令對模擬結果進行統計觀察，得到剪切黏度的統計平均值，并通過公式計算不同溫度下的運動黏度值；

步驟4，建立關系式模型，通過軟件計算不同溫度下大豆油基植物絕緣油的自由體積，并通過自由體積理論將模型進一步簡化推廣到預測溫度范圍的植物絕緣油運動黏度，完成溫度是運動黏度單一變量的黏溫關系式模型的建立；

在步驟1中，單分子模型的甘油三酸酯分子的結構是基于一個甘油主鏈與三個脂肪酸基相連，即是由一個甘油分子與三個脂肪酸分子經過酯化脫水反應生成；

在步驟2中，大豆油基植物絕緣油中的脂肪酸包括亞麻酸(linolenic?acid)、亞油酸(linoleic?acid)、油酸(oleic?acids)、硬脂酸(stearic?acid)；對甘油三酸酯分子的種類進行簡化，只考慮同種脂肪酸構成的甘油三酸酯分子；

在步驟2中，大豆油基植物絕緣油模型盒子中的四種甘油三酸酯分子比例分別是甘油三亞麻酸酯(C₅₇H₉₂O₆)：甘油三亞油酸酯(C₅₇H₉₈O₆)：甘油三油酸酯(C₅₇H₁₀₄O₆)：甘油三硬脂酸酯(C₅₇H₁₁₀O₆)＝1：5：2.4：1.6；

在步驟2中，在通過量子化學軟件Gaussian結構優化單分子的基礎上，大豆油基植物絕緣油模型盒子是通過Packmol軟件將四種甘油三酸酯分子按比例構建的，并基于OPLS-AA力場利用GROMACS軟件對模型進行能量最小化和初始平衡分子動力學模擬。

2.根據權利要求1所述的預測變壓器用植物絕緣油物理化學性質的復合模型及應用，其特征是：

在步驟1中，單分子模型以B3LYP-D3(BJ)/6-311G(d，p)的泛函和基組級別分別進行結構優化，獲得分子能量最低時的穩定結構；

在步驟2中，大豆油基植物絕緣油模型盒子進行能量最小化和初始平衡分子動力學模擬，根據實際密度、溫度對大豆油基植物絕緣油的密度、溫度進行設定調整。

3.根據權利要求1所述的預測變壓器用植物絕緣油物理化學性質的復合模型及應用，其特征是：

系統模擬中使用的參數包括利用Leap-frog積分器對運動方程進行積分；使用Berendsen恒溫器控制溫度和壓力；系統三個方向均設置了周期邊界條件(PeriodicBoundary?Condition，PBC)；采用Particle-Mesh?Ewald(PME)方法處理靜電相互作用；同時，對能量和壓力都進行了校正。