[发明专利]一种基于有限元法的多导体分布电容自动计算方法

权利要求书

1.一种基于有限元法的多导体分布电容自动计算方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：采用有限元前处理软件建立仿真模型，设置各个材料的相对介电常数，进行剖分；

步骤2：基于电磁场理论推导得出以感应系数为待求量的方程组PQ＝F，其中，P是由电位组成的系数矩阵，Q是由感应系数矩阵按行顺序组成的待求向量，F是由静电场能量组成的右端向量；

步骤3：给各个导体编号，分别给单独导体i施加电位边界条件或导体i、导体j同时施加电位边界条件计算矩阵P，i的取值为1，2，..，n逐次取值，j＝i，j的取值为1，2，..，n逐次取值；

步骤4：应用有限元原理计算静电场能量W_e，从而得到矩阵F，代入方程组PQ＝F，从而求解方程组得到Q及感应系数β；

步骤5：根据感应系数β计算导体间分布电容C。

2.根据权利要求1所述的基于有限元法的多导体分布电容自动计算方法，其特征在于，所述步骤2：基于电磁场理论推导得出以感应系数为待求量的方程组PQ＝F，具体包括：

基于电磁场理论构造以感应系数为元素的新向量Q，并推导得出以感应系数为待求量的方程组PQ＝F。

3.根据权利要求1所述的基于有限元法的多导体分布电容自动计算方法，其特征在于，所述步骤4：应用有限元原理计算静电场能量W_e，从而得到矩阵F，代入方程组PQ＝F，从而求解方程组得到Q及感应系数β，具体包括：

将静电场所储存能量W_e转化为相应的Lagrange泛函，然后分别给单独导体i或导体i、导体j同时施加电压后，采用有限元法计算得到静电场能量W_eii或W_eij，从而得到式方程组的右端项F，代入PQ＝F，求解方程组得到Q及感应系数β。

4.根据权利要求1所述的基于有限元法的多导体分布电容自动计算方法，其特征在于，所述步骤5：根据感应系数β计算导体间分布电容C，具体包括：

根据公式计算导体间分布电容C。