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                              低壓斷路器可視化仿真系統的研究

                              來源:  作者:本站
                              可視化仿真技術是綜合計算機圖象學、圖象處理、計算機輔助設計、人機交互技術等多個領域的一個嶄新的技術領域。本文研究了這種新技術在低壓電器中的應用。根據低壓斷路器開斷時電弧的物理過程,建立了以磁流體動力學MHD為基礎的電弧模型及以熱擊穿為主的背后擊穿物理模型。把這種仿真算法和三維可視化技術結合起來,對低壓斷路器開斷過程中的電弧運動進行了可視化仿真研究。

                              關鍵字:斷路器可視化仿真

                              1概述

                              可視化仿真是90年代嶄新的技術領域。它是涉及計算機圖象學、圖形處理、計算機輔助設計、計算機視覺及人機交互技術等多個領域的一個嶄新的技術領域。在工程設計領域,可視化仿真或科學計算可視化被定義為對科學計算或仿真計算所獲得的數據進行可視化加工或三維圖形和動畫顯示,并可通過交互的改變參數來視察計算結果的全貌及其變化。由于科學計算可視化對各門學科和工程技術的發展有極其重要的意義及實用價值,因而這種技術在它一開始出現就得到人們的極大重視。

                              實現科學計算的可視化具有多方面的重要意義。它可以大大加快數據的處理速度,使龐大的數據得到有效的利用;能把不能或不易觀察到的工程現象變為使人們能發現并理解被設計和被研究對象所產生的物理機理,從而提出改進設計的具體措施;可以實現對計算過程的引導和控制,通過圖形交互手段可方便快速的改變設計和計算的原始數據和條件,并通過三維圖形或動畫來顯示和觀察改變原始數據對設計和研究對象基本特性的影響,來達到對象優化設計的目的。來源:輸配電設備網

                              低壓電器的滅弧室一般由器壁形成一個小室,電弧開斷過程在滅弧室內進行,并且時間很短,很難用肉眼進行觀察,特別是要定量地掌握和了解滅弧室內如電弧溫度、離子濃度、氣體壓力,氣流速度等物理參數變化,則難度更大。近年來,由于磁流體動力學(MHD)數值分析的進展,使人們依靠電弧的物理數學模型來模擬低壓電器開斷過程成為可能,如果把這種仿真算法和三維可視化技術結合起來,則可使滅弧室內電弧的開斷過程在計算機屏幕上顯示出來,讓人們觀察到電弧在滅弧室內運動情況,以及溫度,流場等分布和變化情況,這對今后低壓電器滅弧室的設計有重大意義。

                              目前圖形及計算機技術得到極大的發展,使在微機上進行三維空間可視化仿真成為可能。本文以磁流體動力學為基礎,綜合流場、電磁場、溫度場等計算,建立低壓斷路器開斷電弧的動態數學模型。在Windows98平臺上用VisualC 語言編制,利用基于Windows98的三維圖形模塊,形成了友好的人機界面,對開斷中電弧的運動在三維空間進行顯示,對溫度,氣流等參數以圖形可視化方式表示,實現了低壓斷路器開斷的可視化仿真軟件系統。
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