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Simdroid中耦合仿真獲得的變壓器油流速分布云圖和流線圖Simdroid耦合仿真得到流體和固體的穩(wěn)態(tài)溫度分布電力變壓器流熱耦合仿真的結(jié)果在工程實(shí)踐中有兩個(gè)主要用途：一是通過(guò)傳感器獲得變壓器油出口和變壓器外殼等位置的實(shí)際監(jiān)測(cè)溫度，工程師可結(jié)合仿真在正常工況時(shí)實(shí)時(shí)掌握變壓器的運(yùn)行情況，在非正常工況時(shí)做出預(yù)警或檢修等判斷；二是開展設(shè)備部件運(yùn)行性能參數(shù)的分析，如絕緣油和絕緣紙老化性能等

變壓器的噪音來(lái)源于變壓器本體和冷卻系統(tǒng)兩個(gè)方面。</p><p><br></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;此次采用Comsol制作了三相變壓器 電磁、熱、固、噪聲多物理場(chǎng)耦合模型，分析三相變壓器在多次諧波工況下的表現(xiàn)。

"><img src="https://2023.ibe.cn/wp-content/uploads/2024/07/2024072603143235.png" height="572" width="800"></p><p class="ql-align-center">圖 11 部件材料綁定和熱生成率設(shè)置</p><p>6） 耦合計(jì)算</p><p>干式變壓器受迫對(duì)流換熱選擇流體—熱耦合，采用同步耦合方式使流體分析和熱分析在每一個(gè)計(jì)算步結(jié)束后進(jìn)行熱交換

當(dāng)變壓器處于風(fēng)冷狀態(tài)，需要通過(guò)冷卻的方式讓變壓器的室內(nèi)環(huán)境保持平衡，并讓變壓器中的各個(gè)通道阻力產(chǎn)生不同的方向和不同的變化，讓各個(gè)通道中的對(duì)流換熱系統(tǒng)發(fā)生改變，當(dāng)發(fā)生氣流死角時(shí)，如果無(wú)法采用常規(guī)的計(jì)算公式進(jìn)行溫升，需要使用有限元仿真技術(shù)，讓溫度場(chǎng)得到變化。在實(shí)際的理論操作中，通過(guò)阻力因子、流體漸變的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)流換熱，并利用流體介質(zhì)完成建模，實(shí)現(xiàn)氣壓的分配，完成最終的對(duì)流換熱系數(shù)。

聲輻射的數(shù)值預(yù)報(bào)需要變壓器油箱的振蕩。因此，有必要將(3)與流體動(dòng)量的Navier-Stokes方程和流動(dòng)連續(xù)性方程耦合， 式中ρ0為流體平均密度，Mq為流體質(zhì)量矩陣，Cq為流體阻尼矩陣，Kq為流體剛度矩陣，fq和fu為載荷力，Cfs為流固耦合項(xiàng)。壓強(qiáng)是p= q=jωq。III. 結(jié)果與討論 電磁源是振動(dòng)的主要來(lái)源，因此電磁模型的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

變壓器多場(chǎng)耦合仿真APP可以模擬變壓器內(nèi)部的多種物理場(chǎng)，如電場(chǎng)、磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)等。通過(guò)這種仿真工具，可以獲得變壓器內(nèi)部的電場(chǎng)分布、磁場(chǎng)分布和溫度場(chǎng)分布等關(guān)鍵參數(shù)，以便進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。特別是對(duì)于變壓器的熱故障，變壓器多場(chǎng)耦合仿真APP可以提供準(zhǔn)確的仿真結(jié)果，以便進(jìn)行校核和評(píng)估。

wx_fmt=png&amp;from=appmsg"></p><p><strong>斷路器導(dǎo)電回路熱分析</strong></p><p>? 導(dǎo)電回路熱分析（電磁與流體耦合）</p><p>- 評(píng)估母排布置方式對(duì)產(chǎn)品溫升的影響，提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；</p><p>- 采用電磁模塊計(jì)算焦耳熱，作為流體計(jì)算的能量源項(xiàng)。

Fluent計(jì)算溫升 我們使用ANSYS Fluent進(jìn)行流體溫升分析，該方法的好處是可以自動(dòng)計(jì)算空氣或者冷卻水的對(duì)流換熱系數(shù)，以計(jì)算變壓器的溫升。可以模擬變壓器內(nèi)部的流體流動(dòng)和熱量傳遞過(guò)程。Fluent支持多種物理模型，包括傳熱、流動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)等，可以全面分析變壓器內(nèi)部的熱傳遞過(guò)程。通過(guò)Fluent，我們可以得到變壓器內(nèi)部各點(diǎn)的溫度分布和流場(chǎng)分布。

立即體驗(yàn)：www.simapps.com/v/180952.html09 變壓器多場(chǎng)耦合仿真APP變壓器多場(chǎng)耦合仿真APP可開展電力變壓器的多物理場(chǎng)仿真，可針對(duì)變壓器熱故障開展校核，獲得不同發(fā)熱功率下變壓器內(nèi)溫度場(chǎng)分布。

模擬結(jié)果較好地預(yù)測(cè)了換熱器內(nèi)的溫度分布情況，驗(yàn)證了code_saturne計(jì)算換熱和溫度分布的能力，同時(shí)也證明了code_saturne具有較好的耦合能力，能與各種外部模型進(jìn)行耦合計(jì)算。

本文的這一部分介紹了一些熱設(shè)計(jì)考慮因素，以實(shí)現(xiàn)降低酯液對(duì)鐵心和繞組溫度的不利影響。2.2.1 鐵心的散熱設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 酯液對(duì)電力變壓器鐵心熱點(diǎn)和表面熱點(diǎn)溫度的影響有以下幾點(diǎn):1. 冷卻管道中流體的有效傳熱系數(shù)是冷卻管道的幾何形狀以及流體的導(dǎo)熱率和粘度決定的。2. 以酯液作為各層疊片之間的傳導(dǎo)介質(zhì)，可使疊片層間的導(dǎo)熱率提高。3.

產(chǎn)品焊腳示意圖以及溫度場(chǎng)仿真結(jié)果利用LS-DYNA軟件對(duì)熱風(fēng)焊工裝及產(chǎn)品進(jìn)行建模，調(diào)用不可壓縮計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（ICFD）流體仿真模塊，并耦合熱以及結(jié)構(gòu)模塊，實(shí)現(xiàn)流-固-熱多物理場(chǎng)耦合仿真，在模型中對(duì)熱空氣流體及其環(huán)境件進(jìn)行分析，獲得模型各處流體流動(dòng)狀態(tài)、塑料產(chǎn)品焊腳的熱分布等結(jié)果。

葉片熱結(jié)構(gòu)耦合分析在渦輪工業(yè)中，用流過(guò)冷卻孔的流體來(lái)冷卻渦輪葉片是很常見的做法。由于葉片內(nèi)的溫度梯度，會(huì)引起熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致葉片的失效。在典型的熱應(yīng)力分析中，先計(jì)算溫度，然后將溫度作為荷載條件進(jìn)行應(yīng)力分析。雖然在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)程序中可以通過(guò)模擬耦合傳熱來(lái)求解溫度，但這需要大量的計(jì)算資源。CFD的降階模型，假設(shè)通過(guò)孔的一維流動(dòng)，可以提供一種廉價(jià)的解決方案，而在準(zhǔn)確性上沒(méi)有顯著損失。

(題外話：物理上可能存在一個(gè)非常小的這種影響，但為了描述它，流體和結(jié)構(gòu)之間的熱傳遞必須使用完整的流體-結(jié)構(gòu)分析來(lái)計(jì)算，而不是使用對(duì)流條件來(lái)指定。) 變形可以被看作是與時(shí)間尺度有關(guān)的瞬時(shí)的，這就是為什么在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)都有一個(gè)力學(xué)分析的穩(wěn)態(tài)解。

點(diǎn)擊建立流體標(biāo)記點(diǎn)，并將其拖拽到油箱內(nèi)部（需要注意，此流體標(biāo)記點(diǎn)需要避開線圈、貼心等模型）；最終在EC里完成變壓器的熱仿真模型。

這種方法導(dǎo)致了 4.2 億個(gè)單元的網(wǎng)格大小，涵蓋流體和固體域，在 32 個(gè)核心上在不到 9 小時(shí)的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建。共軛傳熱為了獲得真實(shí)和準(zhǔn)確的傳熱預(yù)測(cè)，在能量方程中考慮了幾何體的不同固體部分，并分解了熱傳導(dǎo)方程。固體的熱性能由它們的導(dǎo)熱系數(shù)表征。在固液界面，熱通量基于固體和流體之間的溫度梯度隱式應(yīng)用。

從固體傳遞到流體的信息是固體的變形，尤其是流體-結(jié)構(gòu)交界面的變形。一般情況下，F(xiàn)SI模擬在運(yùn)動(dòng)學(xué)和力方面保持一致，稱為雙向耦合，在STAR-CCM+中，雙向耦合FSI問(wèn)題是指從流體到固體和從固體到流體的交換的綜合采用并行求解方法。進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)氣熱彈耦合仿真的STAR-CCM+版本為STAR-CCM+ 2206.

熱 - 結(jié)構(gòu)耦合o 單向耦合：熱→結(jié)構(gòu)（溫度→應(yīng)力），適合熱變形主導(dǎo)、結(jié)構(gòu)變形對(duì)溫度影響小的場(chǎng)景（如管道熱膨脹）。o 雙向耦合：熱?結(jié)構(gòu)（變形改變接觸熱阻 / 對(duì)流面積），適合大變形、接觸界面熱阻敏感的問(wèn)題（如剎車盤熱 - 應(yīng)力耦合）。三、模塊選擇建議1. 優(yōu)先選穩(wěn)態(tài)熱分析做快速方案篩選，再用瞬態(tài)熱分析驗(yàn)證動(dòng)態(tài)響應(yīng)，最后用Fluent優(yōu)化流體對(duì)流細(xì)節(jié)。2.

由于在油自然冷卻模式下，油流與換熱是強(qiáng)耦合的，Pr比Pp對(duì)估算繞組和油的油流和溫度分布更有影響。圖5 變壓器冷卻風(fēng)機(jī)水平布置H5下的溫度分布。

聲學(xué)矩陣的推導(dǎo)) ==LINK68==------------熱電耦合桿單元 ==SOLID98==----------四面體耦合場(chǎng)實(shí)體單元 (電磁矩陣的推導(dǎo)，耦合效應(yīng)) ==FLUID116==---------熱流體耦合管單元 ==CIRCU124==--------電路單元 ==TRANS126==-------機(jī)電轉(zhuǎn)換器單元(電容計(jì)算，耦合機(jī)電方法)