关键词:
涡流制动
磁浮列车
快速计算
对流扩散方程
有限元
摘要:
常导高速磁浮的紧急制动方式主要是涡流制动,涡流制动力计算是常导高速磁浮列车设计的重要一环。目前商用软件Ansys maxwell存在maxwell2D计算精度不足,而maxwell3D计算速度慢的问题。本文针对目前商业软件计算方法存在的不足,提出一种基于对流扩散方程的3D涡流制动力快速计算方法。基于Matlab采用周期性边界条件将计算模型缩短,然后利用带运动项的磁场方程进行刚度矩阵构建,再结合“迎流的”有限元法对对流项进行高斯点偏移修正,并对扩散项修正因子的选取进行了对比分析,得出了最优的修正方案,最后利用磁化曲线实现非线性计算收敛,使用稀疏矩阵实现了方程快速计算。基于常导高速磁浮涡流制动器模型进行计算验证,将本文提出的方法计算结果分别与maxwell2D和maxwell3D计算结果进行对比,可以发现本文方法计算结果精度明显高于maxwell2D的计算结果,且与maxwell3D的计算偏差最大不超过10%,而计算时长相比于maxwell3D缩短了85.11%,很好的弥补了商用软件计算的不足,非常适合用于计算常导高速磁浮涡流制动力的快速计算。