[发明专利]一种防湿雪复合绝缘子的积污特性分析方法

权利要求书

1.一种防湿雪复合绝缘子的积污特性分析方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、使用Fluent软件的Geometry和Mesh模块，建立防湿雪复合绝缘子及其周围空气流场模型并划分网格；

步骤2、利用Fluent对防湿雪复合绝缘子周围空气流场模型进行流体力学仿真计算，求解流场；

步骤3、根据变量修改参数重复求解，得出每个有限元的各元素数值；

步骤4、根据步骤3得到的元素数值获得防湿雪复合绝缘子周围空气流场的分布、不同风速、颗粒粒径下的防湿雪复合绝缘子积污特性；

所述防湿雪复合绝缘子模型节选整个防湿雪复合绝缘子中的一个大伞群和两个小伞群，并将防湿雪复合绝缘子杆部简化为圆柱体；所述空气流场模型的流场区域的尺寸为2100×2600×2800mm，其中左侧为空气流场的进口，右侧为空气流场的出口；

所述划分网络采用四面体的网格划分的方法，在划分网格时，对防湿雪复合绝缘子模型进行压缩处理，得到完整的防湿雪复合绝缘子表面边界面，保证在流体实验中完成防湿雪复合绝缘子壁面静态压力分布显示、空气流场矢量方向显示、污秽颗粒捕捉；

所述步骤2的具体实现方法为：对防湿雪复合绝缘子周围空气流场模型中的流场入口、流场出口、流场边界、防湿雪复合绝缘子表面四个边界面进行设置：流场入口设置为速度入口，负责进入一定速度的空气流、进入一定湿度比例的水、进入离散相的污秽颗粒流；流场的出口设置为压力出口，用于空气流体和表征湿度特征的液体相流出空气流场模型；流场边界在Mesh模块的处理时，被命名为壁面，进入Fluent流体计算模块被自动定义为壁面；防湿雪复合绝缘子面设置为壁面，接收到外界流场的压力、离散相——污秽颗粒的影响，并作为防湿雪复合绝缘子本身参与空气流场模型的形成；然后采用simple算法进行流体力学仿真计算；

所述步骤3通过求解得到碰撞率、捕获率和积污性能，其中

所述碰撞率表示为：

所述捕获率表示为：

所述积污性能表示为：

J_k＝c_kQ_k

上式中，各个参数的含义为：p_k为第k个有限元表面碰撞率；Q_k为第k个有限元所碰撞颗粒总量；ρ_k为第k个有限元所碰撞颗粒的平均浓度；S_k为第k个有限元表面积；v_k为第k个有限元所碰撞颗粒的平均速度；t为计算时间；c_k为第k个有限元捕获率；f_i第i个颗粒的反作用力；F_surface为表面附着力常数；J_k为第k个有限元积污性能；

所述步骤4按下式得到防湿雪复合绝缘子积污特性：

J_max＝max(J_k)

上式中，J为积污性能。