电工技术学报  2019, Vol. 34 Issue (13): 2716-2725    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.181293
电工理论与新技术 |
基于优化的传输线法的并行静磁场有限元方法
彭飞, 杨文英, 翟国富
哈尔滨工业大学电气学院哈尔滨150001
An Optimized Parallel Transmission Line Iteration for Parallel Finite Element Analysis in Magnetostatic Field
Peng Fei, Yang Wenying, Zhai Guofu
School of Electrical Engineering Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China
全文: PDF (3048 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 该文研究了一种优化的传输线方法,该方法采用一种新的等效电路模型和松弛迭代方法,并被应用到含永磁的轴对称接触器的并行有限元计算中。为了加快有限元求解中每一迭代步的计算速度,该文使用牛顿预处理器、并行化的传输线反射过程以及基于级别调度法的并行三角求解器等多种技术来实现在 CPU上的加速求解。与传统的牛顿迭代法相比,所提出的优化的传输线法的求解速度提升了10倍多。最后,针对所求解的接触器模型,搭建了电磁吸力测量装置对电磁吸力进行测量,并与仿真数据进行对比,结果表明计算结果的求解误差在合理的范围内,证明了该文所提方法的正确性。
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作者相关文章
彭飞
杨文英
翟国富
关键词 接触器有限元分析并行算法永磁静磁场    
Abstract:In this paper, we investigated an optimized transmission line method (TLM) using an equivalent circuit model and relaxation method to calculate the nonlinear magnetostatic field in an axisymmetrical actuator with permanent magnet. A Newton-Raphson (N-R) preconditioner, parallel reflection phase in TLM and a CPU-based parallel triangular solver using level scheduler are exploited to accelerate the computation in each nonlinear iteration step. Compared with conventional N-R iteration, the optimized TLM algorithm greatly reduces the computation time more than 10 times. In addition, the magnetic field distribution and the electromagnetic force of the studied actuator are calculated by the proposed method in this paper, and the simulation results are validated through experiments.
Key wordsActuators    finite element analysis    parallel algorithms    permanent magnets    magnetostatics   
收稿日期: 2018-07-26      出版日期: 2019-07-17
PACS: O242.21  
通讯作者: 杨文英男,1982年生,副教授,硕士生导师,研究方向为电器多物理场耦合建模与虚拟样机设计技术、电器耐环境可靠性设计理论与技术。E-mail:yangwy@hit.edu.cn   
作者简介: 彭飞男,1992年生,博士,研究方向为有限元的高性能数值计算与仿真。E-mail:poofee@hit.edu.cn
引用本文:   
彭飞, 杨文英, 翟国富. 基于优化的传输线法的并行静磁场有限元方法[J]. 电工技术学报, 2019, 34(13): 2716-2725. Peng Fei, Yang Wenying, Zhai Guofu. An Optimized Parallel Transmission Line Iteration for Parallel Finite Element Analysis in Magnetostatic Field. Transactions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(13): 2716-2725.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.181293          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2019/V34/I13/2716