基于A,?-A的变压器三维涡流场时域有限元POD降阶方法及其应用

摘要

为解决三维涡流场时域求解时间长和存储空间需求较多的问题，首先基于A,?-A的三维涡流场时域有限元法结合POD(Proper Orthogonal Decomposition, POD)降阶算法实现了三维涡流场的高效计算。其次，以国际TEAM第21基准问题的模型B为例，通过对比分析实测数据与自编程序和COMSOL的计算结果，验证了A,?-A的三维涡流场时域有限元求解方法的有效性。然后，通过POD不同阶数的降阶算例验证了POD降阶方法的有效性。最后，利用所提的基于A,?-A三维涡流场时域有限元法计算了一台三相变压器进行额定运行工况下的涡流场，并将计算结果与COMSOL仿真结果进行了对比。同时，还分析了三相变压器在负荷减少过程中的相电流和磁场变化，并分析了降阶模型阶数对计算时间和精度的影响，结果表明：15阶降阶模型耗时约为全阶耗时1/10,并且在方程降阶后各时间步的加速比最大，可达到70～165倍，在计算涡流损耗时相对误差不超过4.59%,计算精度相对较高。

关键词

三维涡流场 / 三相变压器 / A,?-A方法 / POD降阶方法