高壓SF-,6-斷路器開斷特性數(shù)值模擬中的并行處理.pdf

1、高壓斷路器作為最重要的一類電氣設(shè)備，是電力系統(tǒng)中不可缺少的開關(guān)電器之一，因此研究高壓斷路器是十分必要的。考慮到高壓SF<,6>斷路器的開斷特性是衡量斷路器性能的重要技術(shù)指標(biāo)，而開斷特性的研究涉及到機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、氣流場和電場的大量計(jì)算，耗時(shí)巨大成為噴口優(yōu)化的瓶頸問題，解決此問題須研究一些有效措施。本文給出了兩種措施其一是在介質(zhì)恢復(fù)特性的數(shù)值模擬上采用機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、氣流場、電場的耦合計(jì)算；其二是在耦合數(shù)值模擬中采用并行計(jì)算技術(shù)。 在耦合

2、計(jì)算中，操動(dòng)機(jī)構(gòu)每一步計(jì)算的輸出作為氣流場的入口邊界條件；在完成氣流場的一步數(shù)值計(jì)算后求得的壓氣室接近入口處的氣壓作為操動(dòng)機(jī)構(gòu)下一步數(shù)值計(jì)算的反力，實(shí)現(xiàn)了液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)與滅弧室內(nèi)氣流場的耦合計(jì)算。 在并行計(jì)算的研究中，構(gòu)建了以兩臺(tái)和三臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成的并行機(jī)群系統(tǒng)，根據(jù)對(duì)SF<,6>高壓斷路器介質(zhì)恢復(fù)特性數(shù)值模擬所涉及的數(shù)值計(jì)算性質(zhì)，研究了并行計(jì)算的環(huán)境問題、數(shù)據(jù)通訊問題、網(wǎng)格剖分對(duì)并行計(jì)算的影響等問題、負(fù)載匹配及平衡與不平衡負(fù)載對(duì)計(jì)

3、算效率的影響等問題。研究結(jié)果表明，并行計(jì)算時(shí)，對(duì)252kV高壓SF<,6>斷路器空載開斷下氣流場的數(shù)值模擬這樣的計(jì)算任務(wù)來說，采用主頻為3.0G、內(nèi)存為1.0G的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成的并行計(jì)算系統(tǒng)是較為合適的。 SF<,6>高壓斷路器介質(zhì)恢復(fù)特性取決于開斷過程中氣流場與電場的分布，為了提高介質(zhì)恢復(fù)特性的計(jì)算精度、避免插值計(jì)算，應(yīng)該使電場與流場的數(shù)值計(jì)算采用同一套網(wǎng)格,為此對(duì)GAMBIT輸出的網(wǎng)格，仿效FLUENT的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，并將四邊