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在这种情况下,西门子模拟了并联电抗器中的润滑油循环及传热,以理解油的行为表现,并希望据此优化设计。设计中的一个微小更改就能改进铁芯的冷却,而且与之前的设计相比,新设计更清洁,所需的维护工时更短,使用材料更少。
图 6 新设计的热流动力学仿真(左图);新的收集管设计(右图)。新设计将管道从之前环绕电抗器外壁的位置移除,现在管道直接从冷却风扇连接至电抗器本身。
他们所作的另一项更改主要针对电抗器罐中的焊接管道(见图 1)。将设计更改为(图 6)所示的样式后,不仅节省了材料和制作成本,还改进了电抗器罐底部的润滑油分布。
将一维、二维及三维模型耦合至一个全油路模拟
约韦里和他的同事们还模拟了功率变压器内油自然对流的热工水力行为。在变压器仿真中,如果要将所有零件都作为三维零件模拟,那么执行计算流体力学 (CFD) 仿真的计算成本会很高。
COMSOL支持将变压器中的管道或流道作为一维组件来高效模拟。其一大优势是,一维的管道及流道模型可以无缝耦合到二维及三维下的更大实体中。
“为了能够对整个变压器油路执行一个真实的三维 CFD 仿真,并且同时考虑所有细节信息,这将需要大量的计算机资源。”约韦里解释说,“有时需要简化,但根据研究目标,简化后又可能无法得到可靠的结果。借助COMSOL Multiphysics,我们可以轻松耦合任意物理场的一维、二维、二维轴对称及三维模型,并且只需要一个可靠的工作站就能完成仿真。”
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