Розрахунок тривимірних електричних полів в неоднорідних середовищах методом скінченних об’ємів - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукДля вирішення таких проблем необхідно розвязувати тривимірні задачі аналізу електричних полів в неоднорідних середовищах із включеннями складних просторових конфігурацій, форма та параметри яких можуть змінюватись у часі. Метою роботи є розвиток теорії електричних полів в частині розробки методу скінченних обємів, наукових підходів і математичних моделей для чисельного розрахунку тривимірних квазістаціонарних електричних полів у діелектричних і слабкопровідних середовищах із включеннями, що мають складну конфігурацію, яка може змінюватися у часі. Провести аналіз відомих методів розрахунку електричних полів і обґрунтувати доцільність розробки методу скінченних обємів для чисельного розрахунку тривимірних електричних полів у середовищах із включеннями, що мають складну конфігурацію, яка може змінюватися у часі. Особистий внесок здобувача полягає в розробці методів розрахунку тривимірних квазістаціонарних електричних полів у неоднорідних середовищах з включеннями складної конфігурації, що можуть змінюватися у часі, заснованих на методах скінченних обємів та поглинаючих граничних шарів; розробці концепції розрахунку параметрів, що характеризують вплив низькочастотних електричних полів на неоднорідні діелектричні середовища з включеннями складної форми; створенні та чисельній реалізації у вигляді програм для персональних компютерів розрахункових методик, що описують електричні процеси в тілі людини, системах захисного заземлення, твердої полімерної ізоляції; постановці і безпосередньої участі у проведенні експериментальних досліджень. У роботах, виконаних у співавторстві, автором розроблено методику розрахунку електричного поля у неоднорідних середовищах з включеннями [13,19,24,33,35], запропоновано метод поглинаючих шарів стосовно до впливу однорідних ЕП [12], розроблено і використано метод чисельного розрахунку розподілу напруженості ЕП поблизу та усередині тіла людини [28,30,31,38], виконано постановку експериментальних досліджень процесів електричного старіння твердої полімерної ізоляції під дією високої напруги й аналіз отриманих результатів [14,17,18,22,26,27,29,36,37], виконано і реалізовано постановку задачі розрахунку ЕП у системах заземлення високовольтних підстанцій [15,20], а також інших засобах захисту від дії сильних електричних полів [16,21,23,25].У дисертації отримала подальший розвиток теорія неоднорідних електричних полів у частині розробки методу скінченних обємів, наукових підходів і математичних моделей для чисельного розрахунку тривимірних квазістаціонарних електричних полів у діелектричних і слабкопровідних середовищах з включеннями, що мають складну конфігурацію, яка може змінюватися у часі. Отримані результати у сукупності складають суттєвий внесок у вирішення науково-прикладної проблеми розрахунку електричних полів у середовищах з гетерогенними включеннями складної конфігурації, яка може змінюватись у часі. На основі узагальненого аналізу відомих підходів і методів розрахунку електричних полів у неоднорідних середовищах обґрунтовано доцільність розробки методу скінченних обємів для чисельного розрахунку тривимірних електричних полів у діелектричних і слабкопровідних середовищах з гетерогенними включеннями складної конфігурації, що дозволило розробити наукові підходи та методики для розрахунку квазістаціонарних полів у неоднорідних діелектричних і слабкопровідних середовищах, в тому числі з включеннями, конфігурація яких може змінюватись у часі. Розроблено метод скінченних обємів та програмні засоби для чисельного розрахунку тривимірних квазістаціонарних електричних полів у діелектричних і слабкопровідних середовищах з гетерогенними включеннями складної конфігурації, яка може змінюватися у часі. Отримані результати у сукупності складають нову наукову концепцію чисельного розрахунку електричних полів у неоднорідних середовищах, яка базується на ітераційному визначенні розподілу електричного поля біля провідних включень у припущенні, що вони є ідеальними провідниками, та подальшим розрахунком електричного поля усередині включень у припущенні, що зовнішнє середовище є ідеальним діелектриком, а також використанні розробленої різницевої схеми для знаходження рішення систем тривимірних еліптичних рівнянь.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ