[發明專利]一種降低GIS擊穿放電超聲傳播數值仿真計算量的方法

在審

• 申請號: 202210183803.X
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114564828A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 司文榮;傅晨釗;胡正勇;倪鶴立
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

1.一種降低GIS擊穿放電超聲傳播數值仿真計算量的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S101，根據已有的GIS實物模型建立其相對應的數值物理模型，對模型進行電磁熱多物理場耦合求解，獲得此求解模型下的溫度場和速度場；

步驟S102，不考慮背景流體流動，分別進行耦合電磁熱溫度分布的聲場計算和背景流溫度為平均溫度的聲場計算；

步驟S103，根據步驟S102的結果確定聲場計算時是否需要直接耦合電磁熱溫度分布結果；

步驟S104，在背景流溫度相同的情況下，分別進行耦合電磁熱速度分布的聲場計算和背景流靜止的聲場計算；

步驟S105，將步驟S104中的兩組聲壓結果進行對比，確定聲場計算時是否需要直接耦合電磁熱速度分布結果；

步驟S106，根據步驟S103和步驟S105的對比結果確定最終簡化方案。

2.根據權利要求1所述的一種降低GIS擊穿放電超聲傳播數值仿真計算量的方法，其特征在于，所述的步驟S101中，當實物模型為尺寸較大的物體時，使用耦合計算的計算量相當大，此時先進行模型簡化，即將三維模型簡化為部分二維模型，在保證精度的前提下獲得減小計算量的聲場求解方法，再將此方法應用至三維實際模型中，以實現總計算量的減少。

3.根據權利要求1所述的一種降低GIS擊穿放電超聲傳播數值仿真計算量的方法，其特征在于，所述的步驟S102中的聲場計算具體包括：

S1021)將電磁熱模型下求解所得的溫度場耦合至聲場模型，對溫度-聲耦合模型進行求解，獲得各傳感器的聲壓瞬時信號；

S1022)將背景流體溫度設置為電磁熱模型下求解所得的SF6氣體的平均溫度后，對聲場模型直接進行求解，獲得此時各傳感器的聲壓瞬時信號。

4.根據權利要求1所述的一種降低GIS擊穿放電超聲傳播數值仿真計算量的方法，其特征在于，所述的步驟S103具體為：

將S102中的兩組計算結果進行對比，若傳感器聲壓信號的最大偏差超出可接受的范圍，則需耦合溫度場進行聲場的求解；若傳感器聲壓信號的最大偏差在可接受范圍內，則使用SF6的平均溫度作為背景流溫度進行聲場的求解，此時計算量減小。

5.根據權利要求1所述的一種降低GIS擊穿放電超聲傳播數值仿真計算量的方法，其特征在于，所述的步驟S104中的聲場計算具體為：

S1041)將電磁熱模型下求解所得的流場耦合至聲場模型，對流動-聲耦合模型進行求解，獲得各傳感器的聲壓瞬時信號；

S1042)將SF6氣體設置為靜止流體，即u＝v＝w＝0，然后對聲場模型直接求解，獲得各傳感器的聲壓瞬時信號。

6.根據權利要求1所述的一種降低GIS擊穿放電超聲傳播數值仿真計算量的方法，其特征在于，所述的步驟S105具體為：

將步驟S104中的兩組結果進行對比；若傳感器聲壓信號的最大偏差超出可接受的范圍，則需耦合流場進行聲場的求解；

若傳感器聲壓信號的最大偏差在可接受范圍內，則不考慮流場與聲場的耦合，令SF6流速為0，直接進行聲場的求解，此時計算量減小。

7.根據權利要求1所述的一種降低GIS擊穿放電超聲傳播數值仿真計算量的方法，其特征在于，所述的步驟S103和步驟S105中，根據傳感器檢測到的聲壓信號的特點，選取兩組計算的聲壓信號在波峰時的結果進行對比。

8.根據權利要求3所述的一種降低GIS擊穿放電超聲傳播數值仿真計算量的方法，其特征在于，若取波峰時的聲壓信號進行對比，記步驟S1021中傳感器信號第n次達到波峰時的最大聲壓信號為P_1,n；步驟S1022中傳感器信號第n次達到波峰時的最大聲壓信號為P_2，n；若對于每一個傳感器均滿足

則表示可以使用步驟S1022來減少模擬計算量，其中M為人為設定的最大允許偏差。