Конечноэлементное моделирование электродинамических процессов в задачах геоэлектрики и электромеханики

Конечноэлементное моделирование электродинамических процессов в задачах геоэлектрики и электромеханики

Автор: Персова, Марина Геннадьевна

Год защиты: 2009

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 425 с. ил.

Артикул: 4748312

Автор: Персова, Марина Геннадьевна

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Докторская

Стоимость: 250 руб.

Конечноэлементное моделирование электродинамических процессов в задачах геоэлектрики и электромеханики  Конечноэлементное моделирование электродинамических процессов в задачах геоэлектрики и электромеханики 

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Методы моделирования трехмерных нестационарных геоэлектромагнитных полей от различных источников
1.1. Математические модели трехмерных нестационарных геоэлектромагнитных полей с выделением поля вмещающей среды с использованием векторного МКЭ
1.2. Математические модели трехмерных нестационарных геоэлектромагнитных полей с выделением поля вмещающей среды с использованием узлового МКЭ
1.3. Вычисление осесимметричного поля от петлевого источника.
1.3.1. Математическая модель для расчета осесимметричного поля от петлевого источника
1.3.2. Математические модели для решения задачи в осесимметричной среде с использованием схемы с выделением поля.
1.3.3. Сравнение с аналитическими методами.
1.3.4. Сравнение с экспериментальными данными, полученными в лабораторных условиях при тестировании электроразведочной аппаратуры.
1.4. Математические модели для вычисления нормального поля от вертикальной электрической линии.
1.4.1. Математические и вычислительные схемы для расчета нестационарного электромагнитного поля ВЭЛ с использованием узлового МКЭ.
1.4.2. Вычислительные схемы для расчета стационарного электрического поля ВЭЛ. Контроль точности через решение двойственной задачибб
1.4.3. Использование векторного МКЭ при расчете поля ВЭЛ, помещенной в обсаженную скважину
1.4.4. Сравнение с полуаналитическими методами для случаев обсаженной и необсаженной скважины.
1.5. Математические модели для вычисления нормального поля от кругового электрического диполя.
1.5.1. Вычислительная схема.
1.5.2. Вычислительные схемы для расчета стационарного электрического поля КЭД
1.5.3. Сравнение с аналитическими методами
1.6. Математические модели для вычисления нормального поля от горизонтальной электрической линии. Реализация. Сравнение с аналитическими методами.
1.6.1. Математические модели
1.6.2. Вычислительные схемы для расчета стационарного электрического поля ГЭЛ
1.6.3. Сравнение с полуаналитическими методами
1.7. Математические модели для расчета стационарного трехмерного поля как начального для нестационарного процесса
1.7.1. Вычислительные схемы
1.7.2. Верификация разработанных вычислительных процедур.
1.8. Верификация вычислительных процедур моделирования трехмерных нестационарных полей.
1.9. Сравнение узлового и векторного МКЭ при решения нестационарных задач геоэлектрики.
1 Математическая модель электрического и магнитного ноля ВП
1 Выводы.
Глава 2. Методы моделирования гармонических трехмерных геоэлектромагнитных полей
2.1. Математические модели трехмерных гармонических геоэлектромагнитных полей с выделением поля вмещающей среды с использованием векторного и узлового МКЭ
2.2. Верификация решения трехмерных задач МТЗ
2.3. Сравнение возможностей векторного и узлового МКЭ при решении задач МТЗ. Выбор постановки в зависимости от частоты
2.4. Выводы
Глава 3. Программный комплекс СЕоЕМ и примеры решения различных задач с его использованием.
3.1. Структура программного комплекса ОеоЕМ. Особенности использования
3.2. Автоматическое построение сеток.
3.3. Примеры использования программного комплекса ОеоЕМ
3.3.1. Пример использования программного комплекса для изучения структуры ноля вертикальной электрической линии. Влияние обсаженной скважины и приповерхностных объектовпомех
3.3.2. Интерпретация данных аэроэлектроразведки, полученных при решении задачи восстановления морфологии рудного объекта на Канадском щите.
3.3.3. Интерпретация данных наземной электроразведки, полученных при решении рудной задачи в районе Шерегеша
3.3.4. Интерпретация данных наземной электроразведки МПП, полученных при решении задачи восстановления морфологии Карамкенского рудного узла.
3.3.5. Интерпретация данных площадной наземной электроразведки ЗСБ, полученных при решении задачи прогнозирования коллекторов на площади, расположенной в районе НепскоБотуобинской нефтегазовой области.
3.3.6. Интерпретация данных площадной наземной электроразведки МТЗ, полученных при решении задачи прогнозирования коллекторов на одной из площадей Восточной Сибири, расположенной на югозападном склоне Бахтинского мегавыступа
3.3.7. Пример существенного влияния трехмерности ВЧР на результаты многоразносных зондирований ЗСБ
3.3.8. Пример влияния анизотропии верхней части разреза на данные МТ
3.4. Выводы
Глава 4. ЗВинтерпретация данных электроразведки становлением поля
4.1. Проблемы, возникающие при использовании стандартных методик проведения работ и интерпретации данных
4.2. Основные этапы технологии ЗБинтерпретации и пример ее использования на синтетических данных. Сравнение с Шииверсией
4.3. Результаты применения 3интерпретации при решении задачи восстановления объемной структуры среды в районе Карамкеиского рудного узла по технологии площадных многоразносных зондирований становлением поля. Сравнение с результатами, полученными по I
инверсии
4.4. Результаты применения ЗБинтерпретации при решении задачи поиска глубинных коллекторов на одной из площадей Восточной Сибири. Сравнение с результатами, полученными по 1Бинверсии
4.5. Некоторые аспекты ЗБинтерпретации площадных данных МТЗ
4.6. Выводы.
Глава 5. Вычислительные схемы для расчета стационарных полей по технологии обсаженная скважинаобсаженная скважина. Оценка возможностей решения задач мониторинга
5.1. Постановка задачи
5.2. Математическая модель и особенности вычислительной схемы.
5.3. Проявление объектов при измерениях по стволу обсаженной скважины
5.4. Теоретическая оценка возможности проведения мониторинга ВИК
5.5. Теоретическая оценка возможности проведения мониторинга ЖРО
5.6. Анализ практических данных скважинной электроразведки, полученной на участке захоронения ЖРО.
5.6. Выводы
Глава 6. Вычислительные схемы для расчета нестационарных полей и теоретическое обоснование возможности получения информации о структуре межскважниного пространства по технологии обсаженная скважинаобсаженная скважина
6.1. Постановка задачи.
6.2. Математические модели и схема моделирования электромагнитного поля.
6.3. Результаты конечноэлементого моделирования для некоторых трехмерных геоэлектрических моделей
6.4. Подходы к интерпретации данных при регистрации поля в обсаженной скважине, удаленной от скважины с ВЭЛ
6.5. О проблемах наземных электроразведочных технологий при поиске глубинных объектов.
6.6. Обоснование работоспособности предлагаемых подходов на примере синтетических данных при решении задачи определения положения залежи углеводородов сложной формы по сети обсаженных скважин в условиях шестислойного разреза Восточной Сибири, осложненного траппами.
6.7. О влиянии процессов вызванной поляризации и неоднородности обсадных труб
6.8. Выводы
Глава 7. Метод численного моделирования электродинамических процессов в линейном электромагнитном двигателе
7.1. Постановка задачи.
7.2. Математическая модель. Вариационная постановка и конечноэлементная
аппроксимация
7.3. Расчет силовых характеристик и скорости перемещения якоря. Полезная мощность, тепловые и магнитные потери, баланс мощностей
7.4. Результаты численного моделирования электродинамических процессов в линейном электромагнитном двигателе серии ПЭМ0.
7.4.1. Сравнение с экспериментальными данными
7.4.2. Оценка влияния вихревых токов.
7.5. Выводы
Глава 8. Методы численного моделирования электродинамических процессов в электродвигателях с вращающимся ротором и программный комплекс ЕЬМЕС.
8.1 Основные принципы моделирования и исходные данные
8.2. Математические модели.
8.2.1. Уравнение, описывающее магнитное поле в электрической машине
8.2.2. Выражения для Е и вид уравнений для магнитного потенциала и скалярного электрического потенциала в областях обмоток статора
8.2.3. Выражения для Е и вид уравнений для магнитного потенциала и скалярного электрического потенциала в беличьих клетках ротора.
8.2.4. Учет особенностей электрической схемы с диодами
и конденсатором.
8.2.5. Особенности решения системы диференциальноинтегральных уравнений. Расчет силы. Выполнение поворота
8.2.6. Вычисление мгновенных значений характеристик электрического двигателя по параметрам распределения электромагнитного поля. Контроль баланса мощности
8.3. Результаты моделирования процесса разгона асинхронного электродвигателя
8.4. Описание программного комплекса
8.5. Выводы.
Глава 9. Результаты численного моделирования электродинамических процессов в асинхронных двигателях серии АДКВ и двигателях вентильного типа.
9.1. Сравнение с экспериментальными данными.
9.2. Применение разработанного программного комплекса для решения задач проектирования, связанных с исследованием свойств электрических машин.
9.3. Применение разработанного программного комплекса для решения задач проектирования тяговых электродвигателей с частоторегулируемым приводом
9.3.1. Расчет характеристик электродвигателя при работе на постоянную нагрузку.
9.3.2. Расчет характеристик электродвигателя в режиме разгона.
9.4. Выводы.
Заключение
Список использованных источников


Приводятся результаты сравнения с экспериментальными данными и демонстрируются возможности решения задач проектирования тяговых электродвигателей с частоторегулируемым приводом, а также задач, связанных с влиянием свойств материалов на рабочие характеристики электрических машин. В заключении приводятся основные результаты диссертационной работы. ГЛАВА 1. Е напряженность электрического поля, о удельная электрическая проводимость среды, диэлектрическая проницаемость среды, В индукция магнитного поля, связанная с нанряженностыо Н соотношением В цН, где р коэффициент магнитной проницаемости. Е, В или Н, а их потенциалы. При этом значения вектора индукции магнитного поля в любой точке пространства могут быть получены с помощью соотношения 1. В данной работе будут рассмотрены геофизические задачи, в которых токи смещения являются несущественными среди геофизических таких задач в принципе большинство, поэтому вместо уравнения 1. Удовлетворяющий уравнению 1. При конечноэлементном моделировании гсоэлектромагнитных полей кардинального уменьшения вычислительных затрат позволяет добиться использование схемы с выделением нормального ноля. А т. А д9 Ва гоЬАа, а дА0д. Постановка с выделением поля может быть получена в гораздо более широком смысле, т. Кроме того, не весь источник может быть осесимметричным, и поэтому часть поля источника может быть перенесена в модель для аномального поля. Полная постановка с выделением поля рассмотрена в работах 4,5. Ап нормальное поле и Аи аномальное поле, т. Вп гоьА,
которых аномальные объекты отличны от вмещающей среды по удельной проводимости. Учитывая то, что Бп дАпдЬ, уравнение 1. Таким образом, напряженность электрического поля Е может быть вычислена с помощью соответствующих производных численного решения Н двумерной осесимметричной задачи. Ап. Аппроксимация по времени векторного уравнения 1. Г4 в виде
АЯ А1 ЪАа2, 1. ГМi 1 iVVi 2 VXViii
где . Эквивалентная вариационная постановка для уравнения 1. Ф, таких что IФ Ф со и I Ф Ф 2 оо. При посфоении конечноэлементной аппроксимации вариационного
уравнения 1. Аа ищется в виде линейной комбинации базисных векторфункций
АаЕЧ
где п количество ребер. Еп на ребрах в этом случае соответствующая составляющая вектора правой части будет вычисляться как произведение матрицы массы с компонентами МдДа оп ф. Ь. Да ап 1 фдЮ чис
ленное интегрирование второй способ может давать определенные преимущества при использовании шестигранных элементов. Таким образом, в результате конечноэлементной аппроксимации вариационного уравнения 1. Л 1Ыф фа, оф, ф. П, Да ап фЮ. Для решения соответствующей конечноэлементной СЛЛУ используется локальнооптимальная схема 2 с диагональным предобусловливанием. Математические модели трехмерных нестационарных геоэлектромагнитыых полей с выделением ноля вмещающей среды с использованием узлового МКЭ Векторное уравнение 1. Оно позволяет моделировать электромагнитные процессы не только в средах с произвольным распределением удельной проводимости, но и в средах с изменяющейся магнитной проницаемостью, а также с учетом токов смещения. Однако, как уже говорилось, для подавляющего большинства геофизических задач токи смещения являются несущественными, и тогда при наличии в расчетной области среды с нулевой удельной проводимостью, в частности, воздуха, использование в качестве модели уравнения 1. А из уравнения 1. СЛАУ с существенным отличием ес ранга от размерности 4. V0
где Л оператор Лапласа Д спгаЛ, а векторпотенциал А и скалярный потенциал V являются непрерывными функциями. Вектор индукции магнитного поля в этом случае определяется через А с помощью соотношения 1. Как уже говорилось выше, применение технологии выделения основного поля может привести к сокращению требуемых вычислительных ресурсов памяти и времени счта на несколько порядков и в п. МКЭ с выделением поля. Для постановки с использованием узловог о МКЭ 1. V, то добавочное поле а ,x Vа и равное разности Е и Е описывается системой уравнений
Е V. Vа iv су ivпо ,,
1. Б, а функция о также как в уравнении 1. Аппроксимация по времени уравнений 1. В результате эквивалентная вариационная постановка для задачи 1. ИГ3
V 4
о апп 4 1 4 v . V оо и ц Ш оо. К ЕдЧ, л Х. К гЧ 1. Подставляя выражения 1. V 4 1. Г Vя яфа 1. ФЗП 1. И .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.243, запросов: 244