张晓
- 作品数：35 被引量：91H指数：6
- 供职机构：中国人民解放军海军工程大学电气与信息工程学院舰船综合电力技术国防科技重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家部委资助项目更多>>
- 相关领域：电气工程自动化与计算机技术电子电信兵器科学与技术更多>>
- 电磁轨道发射装置磁热耦合数值计算方法被引量：7
- 2016年
- 针对导轨式电磁发射装置动态发射过程中的物理场计算问题,基于发射装置的二维控制方程,推导出相应的有限元离散方程,并根据计算模型的特点,采用自由度平移法处理运动问题保证求解区域不变,建立了考虑摩擦热下的电磁-温度-运动耦合场有限元数值计算模型。根据模型计算得出了不同电枢运动下的电流密度及磁场分布,并分析了温度场在电枢轨道接触面的分布特性,结果表明:电枢运动速度越大,速度趋肤效应越明显,枢轨接触面处的电流密度、接触压强及温升越大。
- 谭赛鲁军勇龙鑫林张晓关晓存
- 关键词：滑动电接触摩擦热
- 连续快速脉冲大电流条件下同轴电缆的温度特性被引量：4
- 2016年
- 脉冲功率电源系统与耗能装置之间通过同轴电缆连接,同轴电缆在连续快速脉冲大电流工况下会温升过高。针对该问题,建立了同轴电缆有限元磁-热耦合模型,分析了管槽对流传热系数计算方法及其影响因素,同时分析了同轴电缆在自然冷却和强制冷却条件的温升特性。在此基础上,针对同轴电缆内部导体温升过高问题,设计了多种新型水冷式同轴电缆,分析了不同冷却方案同轴电缆冷却效果,结果表明:内外导体冷却式同轴电缆冷却效果较明显,可以满足设计要求。
- 戴宇峰张晓
- 关键词：电磁发射脉冲功率水冷电缆
- 脉冲电源系统传输电缆短路故障研究
- 2016年
- 针对电磁发射系统脉冲电源到发射装置的输电过程中可能的短路故障进行了研究,通过理论分析研究了故障情况下的电路结构,分析了回路故障电流及其影响因素并进行了仿真。仿真结果表明:电缆短路故障可能导致发射装置端回路存在极大的电流,故障位置距离发射端越近,发射装置端回路可能遭受的故障电流越大,因此需要采取保护措施对电缆进行故障限流,限流器的安装位置应位于电缆的发射装置端;对于PFN模块端回路,其故障电流受故障位置的影响比较小,主要取决于调波电感、储能电容及充电电压。
- 王杰张晓
- 关键词：电磁发射脉冲电源短路故障PFN限流器
- 混合储能蓄电池组放电均衡优化研究被引量：6
- 2016年
- 首先,以电磁发射用混合储能系统蓄电池组铅酸电池为研究对象,分析了储能系统放电过程中可能带来的蓄电池组一致性问题;其次,在研究电池模型的基础上,结合蓄电池放电均衡方法,分析了基于电池组容量的均衡指标;再次,针对混合储能系统放电电路的特点,提出了一种以蓄电池组均衡一致性为优化目标的放电均衡策略,改进了放电结构并实现了铅酸电池的放电均衡;最后,对比了改进前后的放电电路并进行了仿真分析,并在混合储能蓄电池组平台上进行了实验,实验结果验证了该放电均衡策略的可行性。
- 周仁鲁军勇龙鑫林张晓李超
- 关键词：混合储能铅酸电池电磁发射
- 导轨式电磁发射装置电枢熔化波有限元计算被引量：3
- 2016年
- 针对单元烧蚀算法精度较低的问题,基于导轨式电磁发射装置的二维控制方程,推导出采用求解量移动法处理运动问题的伽辽金有限元离散方程,建立了电磁-温度-运动耦合场有限元计算模型。以单元节点为烧蚀判断对象,采用节点烧蚀算法处理电枢材料烧蚀问题,建立了电枢熔化波模型,对运动电枢的烧蚀速度进行了数值计算。模型的计算结果表明:在激励电磁感应强度为40T、电枢运动速度为150m/s的情况下,采用节点烧蚀法得到的熔化波烧蚀速度为Barber理论模型计算值的94%,而相关文献采用单元烧蚀法的计算值为Barber理论模型计算值的73%。因此,与采用单元烧蚀法相比,采用节点烧蚀法的计算值与Parks和Barber两个经典理论模型的计算值更加相近,验证了该方法的正确性。
- 谭赛鲁军勇张晓关晓存龙鑫林
- 关键词：电枢相变
- 基于高频变压器漏抗理论的脉冲电源多模块并联充电误差机理研究被引量：1
- 2022年
- 基于高频变压器的串联谐振充电设备是当前电容型脉冲功率电源系统先进的充电方式之一。现有文献针对其充电原理已进行过大量研究,主要致力于充电过程的数学建模及其与其他充电方式的性能对比。本文针对此种充电设备在实际使用过程中的充电误差与并联电源模块个数相关联的特殊现象,首先根据实际电路拓扑分析充电误差的产生机理,并推导充电误差与负载大小的定量关系,进而结合有限元和电路仿真证明理论分析的正确性,最后提出消除误差的控制方案并完成实验验证。相关研究结论对优化电磁发射装置用电容型脉冲功率电源系统具有一定的实际意义。
- 朱博峰鲁军勇张晓戴宇峰马涛
- 关键词：高频变压器脉冲电源充电电源串联谐振
- 电磁轨道发射装置的动态多物理场耦合分析被引量：1
- 2021年
- 针对电磁轨道发射装置动态发射过程中的多物理场耦合计算问题,采用基于Laplacian方程映射的动网格移动方法,根据多物理场的控制方程,借助有限元仿真平台建立了动态发射条件下电磁场-温度场-结构场的耦合计算模型。根据模型计算,分析了动态发射过程中电枢和导轨上的电流密度、温度和应力等物理量的分布特征。结果表明:该仿真模型能够得到电磁轨道发射过程中的一些典型现象,如电磁扩散和熔化波烧蚀;对于C型电枢结构,电流密度、温升和应力主要集中在喉部区域,如果电枢喉部区域所受的平均应力高于该区域平均温度下的屈服强度,则会造成电枢的变形和断裂。
- 杨帆翟小飞张晓刘华
- 关键词：动网格有限元仿真
- 不同特征脉冲电流对电枢安全发射性能的影响
- 2021年
- 为了探究电枢发射过程中的大变形、断裂损伤和转捩机理,首先基于Johnson-Cook材料失效模型,通过LS-DYNA软件构建了电磁轨道发射装置的动态多物理场弹塑性仿真模型;然后,计算分析了相同出口动能条件下,电枢在不同脉冲电流波形作用下的变形、断裂及枢轨接触力变化等情况。仿真结果表明:在相同载流强度下,较低峰均比的脉冲电流波形更能保证电枢的安全发射性能;在保证枢轨接触力的前提下,通过调波的方式降低出口电流,可以减小出膛后电枢臂外扩变形;降低电流波形下降段的下降速率,能够防止因枢轨接触力不足而产生转捩。
- 翟小飞杨帆张晓刘华
- 关键词：电磁发射脉冲电流接触力
- 一种金属化膜电容器边缘电场的计算方法被引量：1
- 2017年
- 金属化膜脉冲电容器作为脉冲功率系统中常用的储能元件应具有高可靠性。由于其两个端部的结构导致电场分布的不均匀,容易产生局部放电,从而影响端部接触,造成电容器的失效。本文在电容器的端部建立坐标系,通过数学变换,形成简化的数学模型,通过计算得到电容器端部电场强度的二维表达式,分析电场畸变程度与电容器介质膜厚度和留边宽度的关系,为改善端部电场分布,减少端部失效提供理论基础。
- 王鑫张晓鲁军勇
- 关键词：金属化膜电容器电场强度
- 脉冲功率电源连续发射水冷模拟负载被引量：3
- 2016年
- 针对脉冲功率电源连续循环放电吸能需求,提出一种1.9 MA级循环脉冲功率水冷模拟负载方案。考虑水冷负载与实际电磁发射负载的相似性要求,提出4×8钢管阵列组成的电阻网络,可方便实现电源不同组合方式的放电考核;针对1.9 MA级电流产生的脉冲电磁力可能引起水冷模拟负载损坏的问题,建立水冷模拟负载三维有限元分析模型,进行电磁力计算和结构分析,保证水冷模拟负载稳定性;利用热网络法对模拟负载在循环脉冲模式下的强迫风冷却、自然冷却和去离子水冷却等方式进行了温升分析。结果表明:模拟负载采用钢管内通去离子水冷却效果最好,循环放电时温度可以恢复到初始状态,最高温度62.5℃,满足连续放电实验的需求。利用提出的方法设计一台水冷模拟负载样机并进行了连续2次1.9 MA放电研究,试验结果与理论分析吻合较好,负载结构运行稳定,从而验证了理论分析的正确性。
- 戴宇峰鲁军勇张晓王杰
- 关键词：电磁发射有限元法
