[发明专利]一种光电复合海缆温度场建模计算分析方法

权利要求书

1.一种光电复合海缆温度场建模计算分析方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤1：在ANSYS有限元分析软件中，建立光电复合海缆的几何模型；

步骤2：将光电复合海缆各组成材料的材料参数输入ANSYS有限元分析软件，建立光电复合海缆的有限元模型；

步骤3：设定光电复合海缆的热载荷工作电流、环境温度以及对流换热系数的取值范围；

步骤4：对光电复合海缆的整体稳态温度场进行建模；

步骤5：对光电复合海缆的局部发热稳态温度场进行建模；

步骤6：对光电复合海缆的瞬态温度场进行建模。

2.如权利要求1所述的光电复合海缆温度场建模计算分析方法，其特征在于，所述的步骤3中所述的热载荷工作电流的取值范围为[300，400]A，环境温度的取值范围为[-31，50]℃，对流换热系数的取值范围为[5，1000]W/(m²·℃)。

3.如权利要求2所述的光电复合海缆温度场建模计算分析方法，其特征在于，所述的步骤4包含如下子步骤：

步骤4.1：对步骤1中所描述的光电复合海缆的几何模型进行网格划分；

步骤4.2：根据步骤3中所述的热载荷工作电流的取值范围，取一个工作电流，输入生热率热载荷；

步骤4.3：根据步骤3中所述的环境温度的取值范围，设定光电复合海缆的边界条件环境温度；

步骤4.4：根据步骤3中所述的对流换热系数的取值范围，设定光电复合海缆的边界条件对流换热系数；

步骤4.5：进行稳态热分析；

步骤4.6：获取光电复合海缆的光纤与导体的温度；

步骤4.7：将处理所得结果输入光电复合海缆光纤温度与电缆导体温度对应数据库中。

4.如权利要求3所述的光电复合海缆温度场建模计算分析方法，其特征在于，所述的步骤5包含如下子步骤：

步骤5.1：在ANSYS有限元分析软件中，根据步骤1中所述的光电复合海缆的物理结构尺寸图建立的几何模型，设定光电复合海缆的长度；

步骤5.2：根据步骤2中所获取的光电复合海缆各组成材料的热传导系数，取光电复合海缆的正中心一段长度的绝缘部分，设定其热传导系数；

步骤5.3：步骤5.1中所设定的长度的光电复合海缆的几何模型进行网格划分；

步骤5.4：依次重复执行所述的步骤4的步骤4.2、步骤4.3、步骤4.4、步骤4.5、步骤4.6、步骤4.7。

5.如权利要求4所述的光电复合海缆温度场建模计算分析方法，其特征在于，所述的步骤6包含如下子步骤：

步骤6.1：重复步骤1；

步骤6.2：在ANSYS有限元分析软件中，输入光电复合海缆各组成材料的材料参数；

步骤6.3：重复步骤4中的步骤4.1、步骤4.2；

步骤6.4：根据步骤3中所述的环境温度的取值范围，取光电复合海缆的边界条件环境温度；

步骤6.5：根据步骤3中所述的对流换热系数的取值范围，取光电复合海缆的边界条件对流换热系数；

步骤6.6：进行瞬态热分析；

步骤6.7：步骤4中的步骤4.6；

步骤6.8：获取光电复合海缆中导体与光纤温度在通电电流发生改变时的：达到稳定状态所需的时间和光纤温度发生变化所需的时间。