[发明专利]一种高压断路器多场耦合仿真方法及系统

说明书

本发明涉及一种高压断路器多场耦合仿真方法及系统，包括若干个联合仿真周期，每个联合仿真周期中：当标识符与液压系统模型匹配时，液压系统模型访问共享内存，计算出活塞杆反力；将其计算结果存入共享内存中；标识符置为与瞬态动力学模型匹配；接着，瞬态动力学模型访问共享内存，计算出当前联合仿真周期的动触头速度和动触头位移，将其计算结果存入共享内存中；标识符置为与流体仿真模型匹配；接着，流体仿真模型访问共享内存，计算出所述当前联合仿真周期的灭弧室压力；将其计算结果写入共享内存中；标识符置为与液压系统模型匹配。本发明实现了液压系统模型、瞬态动力学模型和流体仿真模型的联合仿真，仿真精度高。

技术领域

本发明涉及一种高压断路器多场耦合仿真方法及系统。

背景技术

高压断路器在动作过程中，动触头的运动与灭弧室气体、液压系统等相互作用。因此，高压断路器的动作过程涉及运动场、气压、液压等多种物理场的耦合。

目前，单物理场仿真的研究较多，主要通过各种仿真软件对单物理场进行建模。影响触头运动的模型主要包括：液压系统模型，瞬态动力学模型和流体仿真模型。

在单物理场研究的基础上，现有技术提出了对多个单物理场进行联合的方式进行仿真。而多个单物理场之间的联合方式，影响了多种物理量之间的耦合作用，若联合方式不当，会导致仿真精度降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压断路器多场耦合仿真方法，用以解决现有仿真方法精度低的问题。同时，基于该方法，本申请还提供了一种高压断路器多场耦合仿真系统。

本发明技术方案包括：一种高压断路器多场耦合仿真方法，包括若干个联合仿真周期，每个联合仿真周期中：

液压系统模型，瞬态动力学模型和流体仿真模型读取标识符；液压系统模型，瞬态动力学模型和流体仿真模型为物理模型；

当标识符与液压系统模型匹配时，液压系统模型访问共享内存，读取初始液压系统压力Y0或者前一个联合仿真周期的动触头速度和动触头位移，计算出活塞杆反力；将其计算结果存入共享内存中；标识符置为与瞬态动力学模型匹配；

当标识符与瞬态动力学模型匹配时，瞬态动力学模型访问共享内存，从其中读取所述活塞杆反力、初始灭弧室压力P0或者前一个联合仿真周期的灭弧室压力，计算出当前联合仿真周期的动触头速度和动触头位移，将其计算结果存入共享内存中；标识符置为与流体仿真模型匹配；

当标识符与流体仿真模型匹配时，流体仿真模型访问共享内存，从其中读取所述当前联合仿真周期的动触头速度，计算出所述当前联合仿真周期的灭弧室压力；将其计算结果写入共享内存中；标识符置为与液压系统模型匹配。

本发明的有益效果是：实现了液压系统模型、瞬态动力学模型和流体仿真模型的联合仿真，解决了驱动机构的液压控制仿真、传动系统的瞬态动力学仿真、灭弧室的开断气流场仿真之间的数据交互和计算顺序的难题，是真正的高压断路器整机联合仿真，真实模拟了高压断路器的开断过程，仿真精度高。

进一步的，在仿真过程中，三个物理模型不断访问标识符，当标识符与自身匹配时，某个物理模型获得共享内存的使用权，处于运行状态，而其他物理模型处于等待状态。

进一步的，当一个物理模型计算完成后，标识符进行切换。

进一步的，当为一个物理模型分配的计算时间达到后，标识符进行切换。

本发明技术方案还包括：一种高压断路器多场耦合仿真系统，包括处理器和存储器，所述存储器上上存储计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述仿真方法。

进一步的，在仿真过程中，三个物理模型不断访问标识符，当标识符与自身匹配时，某个物理模型获得共享内存的使用权，处于运行状态，而其他物理模型处于等待状态。