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运动导体涡流场数值计算与应用
作者：阮江军
出版社：科学出版社
出版时间：2019-11-01
ISBN：9787030623454
定价：¥128.00
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内容简介
含运动导体的电磁场问题存在于许多工程领域和设备中，包括直线电机、电磁发射装置、磁悬浮列车、电磁制动装置等，运动涡流场数值计算是此类工程问题分析中的难点和热点问题。本书综合了研究团队在运动导体涡流场数值计算方面取得的突破性成果，从Eulerian描述和Lagrangian描述的两类坐标体系，系统地论述了运动导体涡流场分析的理论、数值方法及应用，并结合具体算例阐述了程序实现过程中的要点。针对不同类型的运动问题中的难点，提出了相应的解决方案，对于对流占优型对流扩散方程消除非物理振荡问题，提出应用混合有限元法－有限体积法；对于运动电磁问题网格处理瓶颈，采用滑动边界法等网格重构方法，并提出多套网格的组合网格法、有限元－边界元耦合法和Mortar有限元法；为克服同步感应线圈发射器分析中单独采用电路方法或场方法的局限，提出基于电流丝法的场-路耦合分析方法。本书主要内容包括：运动涡流场的基本理论与数值方法；静止坐标系下运动问题的分析；网格重构方法；组合网格法；有限元－边界元耦合法；非重叠Mortar有限元法；电流丝法；常用商业计算软件应用；运动涡流场相关的电磁力计算以及各类数值方法的适用性等。
作者简介
暂缺《运动导体涡流场数值计算与应用》作者简介
目录
目录
第1章 运动涡流场的数学模型/1
1.1 运动涡流场工程分析概况/2
1.1.1 运动涡流场工程问题与分析难点/2
1.1.2 运动涡流场数值计算研究现状/3
1.2 运动涡流场的控制方程与边界条件/6
1.2.1 运动涡流场基本方程/6
1.2.2 矢量磁位和标量电位表述/9
1.2.3 矢量电位和标量磁位表述/12
1.3 Eulerian和Lagrangian坐标系描述/14
参考文献/16
第2章 混合有限元法-有限体积法/20
2.1 有限元法的基本原理及离散方式/21
2.1.1 加权余量法/21
2.1.2 Galerkin有限元法/23
2.1.3 有限元法方程组形成/24
2.2 有限体积法的基本思路及离散方式/31
2.2.1 有限体积法的基本思路/31
2.2.2 有限体积法的区域离散方式/32
2.3 对流占优型对流扩散方程解的稳定性/34
2.3.1 对流占优型对流扩散方程特征/34
2.3.2 对流占优型对流扩散方程的解析解/35
2.3.3 对流占优型对流扩散方程数值解的分析/36
2.4 引入迎风因子的有限元法和有限体积法/40
2.4.1 迎风有限元法/40
2.4.2 迎风有限体积法/43
2.5 混合有限元法-有限体积法的实施/45
2.5.1 扩散项与源项的处理/45
2.5.2 对流项的处理/45
2.5.3 单元刚度矩阵的形成/50
2.6 混合有限元法-有限体积法应用实例/51
参考文献/61
第3章 组合网格法/63
3.1 已有的多重网格方法及其局限/64
3.2 CGM的基本原理/67
3.3 CGM的实施/69
3.3.1 实施步骤/69
3.3.2 实施案例/70
3.4 CGM应用实例/79
参考文献/85
第4章 有限元-边界元耦合法/86
4.1 FEM与BEM比较/87
4.2 BEM的基本原理及离散过程/89
4.2.1 BEM的基本原理/89
4.2.2 二维BEM的方程组形成/92
4.2.3 三维BEM的方程组形成/93
4.2.4 边界元奇异积分和接近奇异积分的解析计算/95
4.2.5 单元叠加/96
4.3 FE-BECM的实施/97
4.4 FE-BECM应用实例/99
4.4.1 FE-BECM应用算例1（Eulerian坐标系描述）/99
4.4.2 FE-BECM应用算例2（Lagrangian坐标系描述）/103
4.4.3 FE-BECM在三维运动导体涡流场中的应用/111
参考文献/118
第5章 非重叠Mortar有限元法/121
5.1 Mortar元法研究现状/122
5.2 NO-MFEM的基本原理/123
5.2.1 数学模型/123
5.2.2 区域分解/124
5.2.3 有限元离散/126
5.2.4 Mortar条件/127
5.3 NO-MFEM的实施/128
5.3.1 前处理/128
5.3.2 计算C矩阵/129
5.3.3 计算D矩阵/135
5.3.4 计算Q矩阵/138
5.3.5 方程组的形成/139
5.3.6 方程组的求解/151
5.4 NO-MFEM应用实例/154
5.4.1 电磁继电器算例/154
5.4.2 三维静电场算例/167
5.4.3 在运动导体涡流场中的应用/170
参考文献/176
第6章 电流丝法/179
6.1 电流丝模型方法的基本原理/180
6.2 基于CFM方法的线圈发射器计算方法/180
6.3 CFM方法试验原理验证/187
6.4 CFM方法应用实例/191
6.4.1 线圈发射器应用/191
6.4.2 线圈发射器的场-路结合分析/193
参考文献/200
第1章 运动涡流场的数学模型/1
1.1 运动涡流场工程分析概况/2
1.1.1 运动涡流场工程问题与分析难点/2
1.1.2 运动涡流场数值计算研究现状/3
1.2 运动涡流场的控制方程与边界条件/6
1.2.1 运动涡流场基本方程/6
1.2.2 矢量磁位和标量电位表述/9
1.2.3 矢量电位和标量磁位表述/12
1.3 Eulerian和Lagrangian坐标系描述/14
参考文献/16
第2章 混合有限元法-有限体积法/20
2.1 有限元法的基本原理及离散方式/21
2.1.1 加权余量法/21
2.1.2 Galerkin有限元法/23
2.1.3 有限元法方程组形成/24
2.2 有限体积法的基本思路及离散方式/31
2.2.1 有限体积法的基本思路/31
2.2.2 有限体积法的区域离散方式/32
2.3 对流占优型对流扩散方程解的稳定性/34
2.3.1 对流占优型对流扩散方程特征/34
2.3.2 对流占优型对流扩散方程的解析解/35
2.3.3 对流占优型对流扩散方程数值解的分析/36
2.4 引入迎风因子的有限元法和有限体积法/40
2.4.1 迎风有限元法/40
2.4.2 迎风有限体积法/43
2.5 混合有限元法-有限体积法的实施/45
2.5.1 扩散项与源项的处理/45
2.5.2 对流项的处理/45
2.5.3 单元刚度矩阵的形成/50
2.6 混合有限元法-有限体积法应用实例/51
参考文献/61
第3章 组合网格法/63
3.1 已有的多重网格方法及其局限/64
3.2 CGM的基本原理/67
3.3 CGM的实施/69
3.3.1 实施步骤/69
3.3.2 实施案例/70
3.4 CGM应用实例/79
参考文献/85
第4章 有限元-边界元耦合法/86
4.1 FEM与BEM比较/87
4.2 BEM的基本原理及离散过程/89
4.2.1 BEM的基本原理/89
4.2.2 二维BEM的方程组形成/92
4.2.3 三维BEM的方程组形成/93
4.2.4 边界元奇异积分和接近奇异积分的解析计算/95
4.2.5 单元叠加/96
4.3 FE-BECM的实施/97
4.4 FE-BECM应用实例/99
4.4.1 FE-BECM应用算例1（Eulerian坐标系描述）/99
4.4.2 FE-BECM应用算例2（Lagrangian坐标系描述）/103
4.4.3 FE-BECM在三维运动导体涡流场中的应用/111
参考文献/118
第5章 非重叠Mortar有限元法/121
5.1 Mortar元法研究现状/122
5.2 NO-MFEM的基本原理/123
5.2.1 数学模型/123
5.2.2 区域分解/124
5.2.3 有限元离散/126
5.2.4 Mortar条件/127
5.3 NO-MFEM的实施/128
5.3.1 前处理/128
5.3.2 计算C矩阵/129
5.3.3 计算D矩阵/135
5.3.4 计算Q矩阵/138
5.3.5 方程组的形成/139
5.3.6 方程组的求解/151
5.4 NO-MFEM应用实例/154
5.4.1 电磁继电器算例/154
5.4.2 三维静电场算例/167
5.4.3 在运动导体涡流场中的应用/170
参考文献/176
第6章 电流丝法/179
6.1 电流丝模型方法的基本原理/180
6.2 基于CFM方法的线圈发射器计算方法/180
6.3 CFM方法试验原理验证/187
6.4 CFM方法应用实例/191
6.4.1 线圈发射器应用/191
6.4.2 线圈发射器的场-路结合分析/193
参考文献/200
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