有限元算法的阻抗矩阵自动计算方法、装置、设备及介质与流程

本申请涉及仿真，尤其涉及一种有限元算法的阻抗矩阵自动计算方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、使用仿真软件在有限元法求解过程中，需要使用参数矩阵，其中，电磁场激励源的参数矩阵主要包括：电容矩阵，电导矩阵，导纳矩阵，电感矩阵，阻抗矩阵等等。

2、在涡流场有限元求解模型求解过程中，导体相关的激励源往往存在两种模式：实体和绞线。其中绞线模式当中只存在直流，而没有涡流，也没有趋肤效应存在。而无边端效应的绞线类型激励源使用现有通用参数矩阵计算涡流场阻抗矩阵时，其相关的阻抗项实部往往达不到正确结果，而单独计算直流电阻矩阵又存在增加计算量的问题。

技术实现思路

1、为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种有限元算法的阻抗矩阵自动计算方法、装置、设备及介质，能够提高阻抗矩阵计算准确率。

2、本申请第一方面提供一种有限元算法的阻抗矩阵自动计算方法，该方法包括：

3、接收用户在仿真软件的第一界面输入的参数矩阵触发请求；

4、响应于参数矩阵触发请求，获取所述第一界面中有限元求解模型中的求解数据；其中，所述有限元求解模型为至少基于电磁场类型和导线类型预先建立的；

5、至少基于所述求解数据的第一激励源区域生成并在所述第一界面中显示求解数据输入框；

6、接收所述用户在所述求解数据输入框中输入的第二激励源区域；

7、判断所述有限元求解模型的所述电磁场类型和所述导线类型是否符合预设条件；

8、若符合则至少将所述第二激励源区域以及所述求解数据中与所述第二激励源区域匹配的区域积分输入到与所述有限元求解模型对应的阻抗矩阵计算模板中，得到阻抗矩阵；

9、在所述仿真软件的第二界面中显示所述阻抗矩阵。

10、进一步地，所述获取所述第一界面中有限元求解模型中的求解数据包括：

11、获取所述第一界面中有限元求解模型中的所述第一激励源区域、所述有限元求解模型的所述电磁场类型、所述导线类型以及基于所述有限元求解模型求解过程中生成的所述第二激励源区域试探函数的区域积分和所述第二激励源区域势函数的区域积分。

12、进一步地，所述若符合则至少将所述第二激励源区域以及所述求解数据中与所述第二激励源区域匹配的区域积分输入到与所述有限元求解模型对应的阻抗矩阵计算模板中，得到阻抗矩阵包括：

13、若判断所述有限元求解模型的所述电磁场类型和所述导线类型符合预设条件，则根据所述第二激励源区域匹配所述阻抗矩阵计算模板；

14、将所述第二激励源区域试探函数的区域积分和所述第二激励源区域势函数的区域积分输入所述阻抗矩阵计算模板中，计算后得到所述阻抗矩阵。

15、进一步地，还包括：获取所述第二激励源区域中每个激励源的边端效应结果；

16、所述将所述第二激励源区域试探函数的区域积分和所述第二激励源区域势函数的区域积分输入所述阻抗矩阵计算模板中，计算后得到所述阻抗矩阵包括：

17、将输入的所述第二激励源区域试探函数的区域积分和所述第二激励源区域势函数的区域积分，分别定义为区域试探函数和区域势函数；

18、根据所述区域试探函数和区域势函数，依次约束所述第二激励源区域中每个所述激励源的所述区域试探函数或所述区域势函数为预设非零固定数值，所述第二激励源区域中其他激励源约束为零；

19、依次对应建立所述每个激励源的区域试探函数和区域势函数的ode方程，并分别与所述有限元求解模型中的有限元方程耦合，得到有限元耦合方程；

20、每个所述有限元耦合方程中自耦项乘以权函数，计算得到每个激励源的对应计算向量；所述权函数根据对应所述激励源的所述边端效应结果取值；

21、利用所述权函数对对应所述计算向量进行修正；

22、将所述每个激励源修正后的计算向量对应组合，得到所述参数矩阵。

23、进一步地，还包括：判断所述电磁场类型和导线类型是否符合预设条件，若不符合，则至少将所述第二激励源区域以及所述求解数据中与所述第二激励源区域匹配的区域积分输入到通用参数矩阵计算模板中，得到对应参数矩阵。

24、进一步地，所述预设条件包括所述电磁场类型为涡流场和所述导线类型为绞线。

25、进一步地，所述有限元求解模型还包括：边端等价电阻和边端等价电感；

26、所述有限元求解模型为至少基于电磁场类型、导线类型、边端等价电阻和边端等价电感预先建立的；

27、基于所述边端等价电阻和边端等价电感，确定所述有限元求解模型中每个激励源的边端效应结果。

28、本申请第二方面提供一种有限元算法的阻抗矩阵自动计算装置，该装置包括：

29、触发模块，用于接收用户在仿真软件的第一界面输入的参数矩阵触发请求；

30、响应模块，用于响应于参数矩阵触发请求，获取所述第一界面中有限元求解模型中的求解数据；其中，所述有限元求解模型为至少基于电磁场类型和导线类型预先建立的；至少基于所述求解数据的第一激励源区域生成，并在所述第一界面中显示求解数据输入框；

31、输入模块，用于接收所述用户在所述求解数据输入框中输入的第二激励源区域；

32、判断模块，用于判断所述有限元求解模型的所述电磁场类型和所述导线类型是否符合预设条件；

33、计算模块，用于在符合所述预设条件时至少将所述第二激励源区域以及所述求解数据中与所述第二激励源区域匹配的区域积分输入到与所述有限元求解模型对应的阻抗矩阵计算模板中，得到阻抗矩阵；

34、显示模块，用于在所述仿真软件的第二界面中显示所述阻抗矩阵。

35、本申请第三方面提供一种电子设备，包括：

36、处理器；以及

37、存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

38、本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

39、本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过预先判断有限元求解模型是否存在会造成阻抗矩阵计算不准确的情况，对参数矩阵的计算进行分类，并对可能计算不准确的阻抗矩阵输入单独计算模板进行计算，提高了阻抗矩阵计算的正确率，同时本申请的计算方法在仿真软件中与有限元求解模型结合，使用户可直接在仿真软件建立的有限元求解模型上计算参数矩阵，操作简单便捷。

40、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种有限元算法的阻抗矩阵自动计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一界面中有限元求解模型中的求解数据包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述若符合则至少将所述第二激励源区域以及所述求解数据中与所述第二激励源区域匹配的区域积分输入到与所述有限元求解模型对应的阻抗矩阵计算模板中，得到阻抗矩阵包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：获取所述第二激励源区域中每个激励源的边端效应结果；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有限元求解模型还包括：边端等价电阻和边端等价电感；

8.一种有限元算法的阻抗矩阵自动计算装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本申请涉及仿真领域，公开了一种有限元算法的阻抗矩阵自动计算方法、装置、设备及介质，该方法包括：接收用户在仿真软件的第一界面输入的参数矩阵触发请求；响应于参数矩阵触发请求获取第一界面中有限元求解模型中的求解数据；至少基于求解数据的第一激励源区域生成并在第一界面中显示求解数据输入框；接收用户在求解数据输入框中输入的第二激励源区域；判断有限元求解模型的电磁场类型和导线类型是否符合预设条件；若符合则至少将第二激励源区域以及求解数据中与第二激励源区域匹配的区域积分输入到与有限元求解模型对应的阻抗矩阵计算模板中得到阻抗矩阵，提高了阻抗矩阵计算的准确率。

技术研发人员：张立成,包刚强
受保护的技术使用者：安世亚太科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16