气阀连续运动的模拟方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本技术涉及电力装备技术领域，更具体地说，涉及一种气阀连续运动的模拟方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

2.随着计算机仿真技术的飞速发展，断路器气流场的模拟在断路器的研发中起到了重要作用。国内外学者在断路器的气流场模拟方面进行了大量工作。其中，姜旭利用fluent软件添加用户自定义气体物性参数，进行了耦合真实气体模型的冷态气流场仿真分析，发现真实气体模型比理想气体模型更准确；另外，姜旭还针对不同断路器喷口结构下不同压力比对于气流场的影响进行了研究。林莘对sf6/n2混合气体断路器的冷态恢复特性进行了仿真模拟，得出了介质恢复强度随着开距增加的曲线。关盛楠对喷口中的湍流进行了仿真模拟，研究了湍流对介质恢复特性的影响，认为湍流发展越充分，越有利于提高介质恢复强度。jiu dun yan研究了不同电流和压力比对于激波的影响。
3.对于断路器气流场的模拟多集中在不同结构对于湍流和激波的影响，以及电弧模型和喷口烧蚀的影响上。随着理论研究的不断成熟，气流场的模拟逐渐向工程应用的方向发展。断路器结构中阀片的运动直接影响气流的通断和气流通道的大小，正确模拟气阀的运动对于气流场模拟的准确性起到重要作用。
4.本技术的发明人发现，在现有技术中，在对气阀进行模拟时是将气阀的运动离散为开关两个位置，或者开关之间的n个位置，与实际气阀的连续运动之间存在一定误差，导致模拟准确性较低，从而影响了对气流场模拟的准确性。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种气阀连续运动的模拟方法、装置、电子设备和存储介质，用于对断路器中气阀的连续运动进行准确模拟，以提高气流场模拟的准确性。
6.为了实现上述目的，现提出的方案如下：
7.一种气阀连续运动的模拟方法，应用于电子设备，用于对断路器中气流场进行模拟，所述模拟方法包括步骤：
8.建立所述断路器的灭弧室的几何模型；
9.基于所述几何模型建立所述灭弧室的流体力学计算模型；
10.提取所述气阀的实时受力，根据所述实时受力计算所述气阀的实时速度，将所述实时速度代入所述流体力学计算模型中，得到流体力学方程组；
11.求解所述流体力学方程组，得到包含所述气阀的连续运动的气流场模拟结果。
12.可选的，所述建立所述断路器的灭弧室的几何模型，包括步骤：
13.获取所述灭弧室中气体流经区域、所述断路器的气阀的打开位置、所述气阀的关闭位置和所述气阀的阀片在运动中扫过的流体区域；
14.根据所述流经区域、所述打开位置、所述关闭位置和所述扫过区域构进行模型建
立，得到所述几何模型。
15.可选的，所述基于所述几何建立所述灭弧室的流体力学计算模型,包括步骤：
16.将所述灭弧室根据区域的运动类型进行网格划分，得到多个网格区域，所述网格区域中包括随气阀运动的运动区域、气阀扫过的变形区域和其余的静止区域；
17.基于所述多个网格区域得到所述流体力学计算模型。
18.可选的，所述提取所述气阀的实时受力，根据所述实时受力计算所述气阀的实时速度，将所述实时速度代入所述流体力学计算模型中，得到流体力学方程组，包括步骤：
19.提取所述气阀的实时受力；
20.根据力的平衡得出所述气阀的运动速度，计算公式如下：
[0021][0022]
式中v为气阀运动速度，m为气阀的质量，f为气阀所受合力，其计算公式为，p1，p2分别为气阀两侧所受的压力，ff为摩擦力，fs为弹簧力，其计算公式为，为弹性系数，x为阀片位移，x0为弹簧初始压缩长度，若阀片未连接弹簧，则弹簧力一项为0；
[0023]
根据显式欧拉方程计算所述气阀的阀片在某一时间步中的所述实时速度，计算公式如下：
[0024]vt
＝v
t
‑△
t
+(f/m)
△
t将所述实时速度代入所述流体力学计算模型，得到所述流体力学方程组。
[0025]
一种气阀连续运动的模拟装置，应用于电子设备，用于对断路器中气阀的连续运动进行模拟，所述模拟装置包括：
[0026]
第一构建模块，被配置为构建所述断路器的灭弧室的几何模型；
[0027]
第二构建模块，被配置为基所述几何模型建立所述灭弧室的流体力学计算模型；
[0028]
第一计算模块，被配置为提取所述气阀的实时受力，根据所述实时受力计算所述气阀的实时速度，将所述实时速度代入所述流体力学计算模型，得到流体力学方程组；
[0029]
第二计算模块，被配置为求解所述流体力学方程组，得到包含所述气阀的连续运动的气流场模拟结果。
[0030]
可选的，所述第一构建模块包括：
[0031]
区域获取单元，用于获取所述灭弧室中气体流经区域、所述断路器的气阀的打开位置、所述气阀的关闭位置和所述气阀的阀片在运动中扫过的流体区域；
[0032]
第一构建单元，用于根据所述流经区域、所述打开位置、所述关闭位置和所述扫过区域构进行模型建立，得到所述几何模型。
[0033]
可选的，所述第二构建模块包括：
[0034]
网格划分单元，用于根据区域的运动类型将所述灭弧室进行网格划分，得到多个网格区域，所述多个网格区域包括随气阀运动的运动区域、所述气阀扫过的变形区域和其余的静止区域；
[0035]
第二构建单元，用于基于所述多个网格区域得到所述流体力学计算模型。
[0036]
可选的，所述第一计算模块包括：
[0037]
速度计算单元，提取所述气阀的实时受力；根据力的平衡得出所述气阀的运动速度，计算公式如下，
[0038][0039]
式中v为气阀运动速度，m为气阀的质量，f为气阀所受合力，其计算公式为，p1，p2分别为气阀两侧所受的压力，ff为摩擦力，fs为弹簧力，其计算公式为，为弹性系数，x为阀片位移，x0为弹簧初始压缩长度，若阀片未连接弹簧，则弹簧力一项为0。
[0040]
根据显式欧拉方程计算得出所述阀片在某一时间步中的所述实时速度，计算公式如下，
[0041]vt
＝v
t
‑△
t
+(f/m)
△
t；
[0042]
方程联立单元，用于将所述实时速度代入所述流体力学模型，得到所述流体力学方程组。
[0043]
一种电子设备，用于对断路器中气阀的连续运动进行模块，所述电子设备包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：
[0044]
所述存储器用于存储计算机程序或指令；
[0045]
所述处理器用于执行所述计算机程序或指令，以使所述电子设备实现如上所述的气阀连续运动的模拟方法。
[0046]
一种存储介质，应用于电子设备，所述存储介质承载有一个或多个计算机程序，当所述电子设备执行所述一个或多个计算机程序，能够使所述电子设备实现如上所述的气阀连续运动的模拟方法。
[0047]
从上述的技术方案可以看出，本技术公开了一种气阀连续运动的模拟方法、装置、电子设备和存储介质，该方法和装置应用于电子设备，用于对断路器中气阀的连续运动进行模拟，具体方案为建立断路器的灭弧室的几何模型；基于几何模型建立灭弧室的流体力学模型；将气阀的实时速度代入流体力学模型，得到流体力学方程组；求解流体力学方程组，得到连续运动的模拟结果。本技术提出的气阀连续运动的模拟方案中，气阀的运动速度由其两侧受力计算得到，符合实际工作情况，从而能够实现用于对断路器中气阀的连续运动进行准确模拟，提高了气流场模拟的准确性。
附图说明
[0048]
为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0049]
图1为本技术实施例的一种气阀连续运动的模拟方法的流程图；
[0050]
图2a为断路器的结构简图；
[0051]
图2b为本技术实施例的气阀连续运动的模拟方法的原理图；
[0052]
图2c为申请实施例中气阀连续运动模拟得到的泄压阀两侧受力随时间的变化曲线；
[0053]
图2d为本技术实施例中气阀连续运动模拟得到的泄压阀两侧压气室和灭弧室外侧压力随时间变化曲线；
[0054]
图2e为本技术实施例中单向阀运动模拟得到的单向阀两侧受力随时间的变化曲
线；
[0055]
图2f为本技术实施例中单向阀运动模拟得到的单向阀两侧膨胀室和压气室中压力随时间变化曲线；
[0056]
图3为本技术实施例的一种气阀连续运动的模拟装置的框图；
[0057]
图4为本技术实施例的一种电子设备的框图。
具体实施方式
[0058]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0059]
实施例一
[0060]
图1为本技术实施例的一种气阀连续运动的模拟方法的流程图。
[0061]
如图1所示，本实施例提供的模拟方法应用于电子设备，用于对断路器的气阀的连续运动进行模拟，以便为断路器的气流场模拟提供数据基础。该电子设备可以理解为具有数据计算和信息处理能力的计算机或服务器。该模拟方法包括如下步骤：
[0062]
s1、建立断路器的灭弧室的几何模型。
[0063]
本实施例中的断路器包含气阀结构，气阀结构包括回气阀、压气室、阀座、泄压阀和泄压弹簧等，如图2a所示。气阀受到气体力、重力、摩擦力和弹簧力的作用，气阀的运动加速度和速度由以上受力的合力决定，如图2b所示。其中压气室和灭弧室外侧的气流通道由泄压阀控制，回气阀控制压气室的回气，阀片打开的程度决定了压气室向外气体流通面积的大小。气阀的运动由两侧所受气体压力、弹簧力与摩擦力的合力决定。建立该几何模型的具体方案为：
[0064]
首先，确定该断路器的灭弧室中气体流经的流经区域，确定气阀的打开位置和关闭位置，以及气阀的阀片运动中扫过区域。然后，利用一定的处理软件根据断路器灭弧室的结构以及上述区域和位置灯进行模型建立，得到该灭弧室的几何模型。
[0065]
另外，在建立几何模型时，简化对气流场模拟结果影响不大的零部件或结构，以控制计算成本。
[0066]
s2、基于灭弧室的几何模型建立其流体力学模型。
[0067]
首先，结合滑移网格和动网格技术，利用前处理软件对灭弧室进行网格划分，得到多个网格区域，包括运动区域、变形区域和静止区域，其中气阀运动扫过的区域为变形区域。
[0068]
然后，基于上述网格区域进行模型建立，得到该灭弧室的流体力学模型。如果使用铺层动网格的网格更新方式，需要匹配网格运动速度和网格宽度，使得网格在一个时间步内运动的位移不会跨越一个网格宽度。
[0069]
s3、基于气阀的实时速度得到流体力学方程组。
[0070]
即将该气阀的实时速度代入上述的流体力学模型，通过联立得到该灭弧室的流体力学方程组。具体包括如下内容：
[0071]
首先，提取气流场瞬态计算中实时的气阀受力，包括气体压力和根据实时位移计
算得到的弹簧力。利用显式欧拉公式求得气阀的实时速度。气阀的运动速度根据力的平衡得出，如下式所示，
[0072][0073]
式中v为气阀运动速度，m为气阀的质量，f为气阀所受合力，其计算公式为：
[0074]
f＝∫p1ds-∫p2ds-f
f-fs，
[0075]
p1，p2分别为气阀两侧所受的压力，ff为摩擦力，fs为弹簧力，其计算公式为：
[0076]fs
＝ks·
(x+x0)，
[0077]ks
为弹性系数，x为阀片位移，x0为弹簧初始压缩长度。若阀片未连接弹簧，则弹簧力一项为0。
[0078]
阀片在某一时间的气阀运动速度根据显式欧拉方程计算得出，如下式所示，
[0079]vt
＝v
t
‑△
t
+(f/m)
△
t
[0080]
然后，将该气阀运动速度代入到流体力学模型中，通过联立得到该流体力学方程组。
[0081]
s4、求解流体力学方程组。
[0082]
基于流体力学求解程序对该流体力学方程组进行联立求解，得到该气阀连续运动的模拟结果，从而为对断路器中灭弧室气流场的仿真提供数据依据。
[0083]
在进行仿真过程中，回气阀在分闸模拟时始终处于关闭状态，当压气室中气体压力大于弹簧力和外界压力合力时泄压阀打开，图2c所示为泄压阀两侧所受气体压力随时间的变化曲线，图2d所示为压气室和灭弧室外气体压力随时间的变化曲线，对比图2c和图2d，两个曲线的运动趋势基本相同，在图2c中随着时间增加阀片左侧压力逐渐升高，当两侧压差大于弹簧力时，阀片开始运动，此时阀片附近的气压出现波动，所以阀片左侧受到的压力也出现波动，随后阀片的受力趋于稳定，又在阀片关闭时再一次出现波动。从图2c可以看出该方法得到的仿真结果符合阀片的实际运动情况，阀片受力与所受压力的变化情况相吻合。
[0084]
图2e所示为单向阀阀片两侧所受气体压力随时间的变化曲线，图2f所示为膨胀室和压气室中气体压力随时间的变化曲线，对比图2e和图2f，曲线的前半段单向阀所受压力和对应气室中气体压力变化趋势相同，并且连续变化不存在突变。随着单向阀的开启，单向阀与左侧限位件之间间距减小，与左侧限位件之间局部容积减小，压力增大，直到阀片完全靠近左侧限位件，停止相对于动触头的向左运动，开始随着动触头运动。因此在单向阀两侧所受到的压力曲线右半段存在突变。突变的位置与阀片碰到限位件的位置相吻合。阀片的运动与膨胀室和压气室中压力的变化相吻合。
[0085]
综上所述，仿真结果说明了本发明提出的断路器气阀连续运动模拟方法与实际情况符合，仿真结果更为准确。
[0086]
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种气阀连续运动的模拟方法，该方法应用于电子设备，用于对断路器中气阀的连续运动进行模拟，具体方案为建立断路器的灭弧室的几何模型；基于几何模型建立灭弧室的流体力学模型；将气阀的实时速度代入流体力学模型，得到流体力学方程组；求解流体力学方程组，得到连续运动的模拟结果。本技术提出的气阀连续运动的模拟方案中，气阀的运动速度由其两侧受力计算得到，符合实际
工作情况，从而能够实现用于对断路器中气阀的连续运动进行准确模拟，提高了气流场模拟的准确性。
[0087]
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0088]
虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。
[0089]
应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
[0090]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如c语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机。
[0091]
实施例二
[0092]
图3为本技术实施例的一种气阀连续运动的模拟装置的框图。
[0093]
如图3所示，本实施例提供的模拟装置应用于电子设备，用于对断路器的气阀的连续运动进行模拟，以便为断路器的气流场模拟提供数据基础。该电子设备可以理解为具有数据计算和信息处理能力的计算机或服务器。该模拟装置包括第一构建模块10、第二构建模块20、第一计算模块30和第二计算模块40。
[0094]
第一构建模块用于构建断路器的灭弧室的几何模型。
[0095]
本实施例中的断路器包含气阀结构，气阀结构包括回气阀、压气室、阀座、泄压阀和泄压弹簧等，如图2a所示。气阀受到气体力、重力、摩擦力和弹簧力的作用，气阀的运动加速度和速度由以上受力的合力决定，如图2b所示。其中压气室和灭弧室外侧的气流通道由泄压阀控制，回气阀控制压气室的回气，阀片打开的程度决定了压气室向外气体流通面积的大小。气阀的运动由两侧所受气体压力、弹簧力与摩擦力的合力决定。该模块包括区域获取单行和第一构建单元。
[0096]
区域获取单元用于确定该断路器的灭弧室中气体流经的流经区域，确定气阀的打开位置和关闭位置，以及气阀的阀片运动中扫过区域。第一构建单元用于利用一定的处理软件根据断路器灭弧室的结构以及上述区域和位置灯进行模型构建，得到该灭弧室的几何
模型。
[0097]
另外，在建立几何模型时，简化对气流场模拟结果影响不大的零部件或结构，以控制计算成本。
[0098]
第二构建模块用于基于灭弧室的几何模型构建其流体力学模型。该模块包括网格划分单元和第二构建单元。
[0099]
网格划分单元用于结合滑移网格和动网格技术，利用前处理软件对灭弧室进行网格划分，得到多个网格区域，包括运动区域、变形区域和静止区域，其中气阀运动扫过的区域为变形区域。
[0100]
第二构建单元用于基于上述网格区域进行模型构建，得到该灭弧室的流体力学模型。如果使用铺层动网格的网格更新方式，需要匹配网格运动速度和网格宽度，使得网格在一个时间步内运动的位移不会跨越一个网格宽度。
[0101]
第一计算模块用于基于气阀的实时速度得到流体力学方程组。
[0102]
即将该气阀的实时速度代入上述的流体力学模型，通过联立得到该灭弧室的流体力学方程组。该模块包括速度计算单元和方程联立单元。
[0103]
速度计算单元用于提取气流场瞬态计算中实时的气阀受力，包括气体压力和根据实时位移计算得到的弹簧力。利用显式欧拉公式求得气阀的实时速度。气阀的运动速度根据力的平衡得出，如下式所示，
[0104][0105]
式中v为气阀运动速度，m为气阀的质量，f为气阀所受合力，其计算公式为：
[0106]
f＝∫p1ds-∫p2ds-f
f-fs，
[0107]
p1，p2分别为气阀两侧所受的压力，ff为摩擦力，fs为弹簧力，其计算公式为：
[0108]fs
＝ks·
(x+x0)，
[0109]ks
为弹性系数，x为阀片位移，x0为弹簧初始压缩长度。若阀片未连接弹簧，则弹簧力一项为0。
[0110]
阀片在某一时间的气阀运动速度根据显式欧拉方程计算得出，如下式所示，
[0111]vt
＝v
t
‑△
t
+(f/m)
△
t
[0112]
方程联立单元用于将该气阀运动速度代入到流体力学模型中，通过联立得到该流体力学方程组。
[0113]
第二计算模块用于求解流体力学方程组。
[0114]
基于流体力学求解程序对该流体力学方程组进行联立求解，得到该气阀连续运动的模拟结果，从而为对断路器中灭弧室气流场的仿真提供数据依据。
[0115]
在进行仿真过程中，回气阀在分闸模拟时始终处于关闭状态，当压气室中气体压力大于弹簧力和外界压力合力时泄压阀打开，图2c所示为泄压阀两侧所受气体压力随时间的变化曲线，图2d所示为压气室和灭弧室外气体压力随时间的变化曲线，对比图2c和图2d，两个曲线的运动趋势基本相同，在图2c中随着时间增加阀片左侧压力逐渐升高，当两侧压差大于弹簧力时，阀片开始运动，此时阀片附近的气压出现波动，所以阀片左侧受到的压力也出现波动，随后阀片的受力趋于稳定，又在阀片关闭时再一次出现波动。从图2c可以看出该方法得到的仿真结果符合阀片的实际运动情况，阀片受力与所受压力的变化情况相吻
合。
[0116]
图2e所示为单向阀阀片两侧所受气体压力随时间的变化曲线，图2f所示为膨胀室和压气室中气体压力随时间的变化曲线，对比图2e和图2f，曲线的前半段单向阀所受压力和对应气室中气体压力变化趋势相同，并且连续变化不存在突变。随着单向阀的开启，单向阀与左侧限位件之间间距减小，与左侧限位件之间局部容积减小，压力增大，直到阀片完全靠近左侧限位件，停止相对于动触头的向左运动，开始随着动触头运动。因此在单向阀两侧所受到的压力曲线右半段存在突变。突变的位置与阀片碰到限位件的位置相吻合。阀片的运动与膨胀室和压气室中压力的变化相吻合。
[0117]
综上所述，仿真结果说明了本发明提出的断路器气阀连续运动模拟方法与实际情况符合，仿真结果更为准确。
[0118]
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种气阀连续运动的模拟装置，该装置应用于电子设备，用于对断路器中气阀的连续运动进行模拟，具体方案为构建断路器的灭弧室的几何模型；基于几何模型构建灭弧室的流体力学模型；将气阀的实时速度代入流体力学模型，得到流体力学方程组；求解流体力学方程组，得到连续运动的模拟结果。本技术提出的气阀连续运动的模拟方案中，气阀的运动速度由其两侧受力计算得到，符合实际工作情况，从而能够实现用于对断路器中气阀的连续运动进行准确模拟，提高了气流场模拟的准确性。
[0119]
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，第一获取单元还可以被描述为“获取至少两个网际协议地址的单元”。
[0120]
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑设备(cpld)等等。
[0121]
实施例三
[0122]
图4为本技术实施例的一种电子设备的框图。
[0123]
参考图4所示，其示出了适于用来实现本公开实施例中的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的终端设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、pda(个人数字助理)、pad(平板电脑)、pmp(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字tv、台式计算机等等的固定终端。该电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0124]
电子设备可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)401，其可以根据存储在只读存储器(rom)402中的程序或者从存储装置408加载到随机访问存储器(ram)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram403中，还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。处理装置601、rom 602以及ram 403通过总线404彼此相连。输入/输出(i/o)接口405也连接至总线404。
[0125]
通常，以下装置可以连接至i/o接口405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器(lcd)、扬声器、振动器等的输出装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置408；以及通信装置409。通信装置
409可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装置的电子设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
[0126]
实施例四
[0127]
本实施例提供了一种计算机可读的存储介质。该计算机可读的存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备能够实施实施例一种的气阀连续运动的模拟方法。该方法用于对断路器中气阀的连续运动进行模拟，具体方案为构建断路器的灭弧室的几何模型；基于几何模型构建灭弧室的流体力学模型；将气阀的实时速度代入流体力学模型，得到流体力学方程组；求解流体力学方程组，得到连续运动的模拟结果。本技术提出的气阀连续运动的模拟方案中，气阀的运动速度由其两侧受力计算得到，符合实际工作情况，从而能够实现用于对断路器中气阀的连续运动进行准确模拟，提高了气流场模拟的准确性。
[0128]
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、rf(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
[0129]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0130]
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
[0131]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
[0132]
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种气阀连续运动的模拟方法，应用于电子设备，用于对断路器中气流场进行模拟，其特征在于，所述模拟方法包括步骤：建立所述断路器的灭弧室的几何模型；基于所述几何模型建立所述灭弧室的流体力学计算模型；提取所述气阀的实时受力，根据所述实时受力计算所述气阀的实时速度，将所述实时速度代入所述流体力学计算模型中，得到流体力学方程组；求解所述流体力学方程组，得到包含所述气阀的连续运动的气流场模拟结果。2.如权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述建立所述断路器的灭弧室的几何模型，包括步骤：获取所述灭弧室中气体流经区域、所述断路器的气阀的打开位置、所述气阀的关闭位置和所述气阀的阀片在运动中扫过的流体区域；根据所述流经区域、所述打开位置、所述关闭位置和所述扫过区域构进行模型建立，得到所述几何模型。3.如权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述基于所述几何建立所述灭弧室的流体力学计算模型,包括步骤：将所述灭弧室根据区域的运动类型进行网格划分，得到多个网格区域，所述网格区域中包括随气阀运动的运动区域、气阀扫过的变形区域和其余的静止区域；基于所述多个网格区域得到所述流体力学计算模型。4.如权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述提取所述气阀的实时受力，根据所述实时受力计算所述气阀的实时速度，将所述实时速度代入所述流体力学计算模型中，得到流体力学方程组，包括步骤：提取所述气阀的实时受力；根据力的平衡得出所述气阀的运动速度，计算公式如下：式中v为气阀运动速度，m为气阀的质量，f为气阀所受合力，其计算公式为，p1，p2分别为气阀两侧所受的压力，ff为摩擦力，fs为弹簧力，其计算公式为，为弹性系数，x为阀片位移，x0为弹簧初始压缩长度，若阀片未连接弹簧，则弹簧力一项为0；根据显式欧拉方程计算所述气阀的阀片在某一时间步中的所述实时速度，计算公式如下：v
t
＝v
t
‑△
t
+(f/m)
△
t将所述实时速度代入所述流体力学计算模型，得到所述流体力学方程组。5.一种气阀连续运动的模拟装置，应用于电子设备，用于对断路器中气阀的连续运动进行模拟，其特征在于，所述模拟装置包括：第一构建模块，被配置为构建所述断路器的灭弧室的几何模型；第二构建模块，被配置为基所述几何模型建立所述灭弧室的流体力学计算模型；第一计算模块，被配置为提取所述气阀的实时受力，根据所述实时受力计算所述气阀的实时速度，将所述实时速度代入所述流体力学计算模型，得到流体力学方程组；
第二计算模块，被配置为求解所述流体力学方程组，得到包含所述气阀的连续运动的气流场模拟结果。6.如权利要求5所述的模拟装置，其特征在于，所述第一构建模块包括：区域获取单元，用于获取所述灭弧室中气体流经区域、所述断路器的气阀的打开位置、所述气阀的关闭位置和所述气阀的阀片在运动中扫过的流体区域；第一构建单元，用于根据所述流经区域、所述打开位置、所述关闭位置和所述扫过区域构进行模型建立，得到所述几何模型。7.如权利要求5所述的模拟装置，其特征在于，所述第二构建模块包括：网格划分单元，用于根据区域的运动类型将所述灭弧室进行网格划分，得到多个网格区域，所述多个网格区域包括随气阀运动的运动区域、所述气阀扫过的变形区域和其余的静止区域；第二构建单元，用于基于所述多个网格区域得到所述流体力学计算模型。8.如权利要求5所述的模拟装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：速度计算单元，提取所述气阀的实时受力；根据力的平衡得出所述气阀的运动速度，计算公式如下，式中v为气阀运动速度，m为气阀的质量，f为气阀所受合力，其计算公式为，p1，p2分别为气阀两侧所受的压力，ff为摩擦力，fs为弹簧力，其计算公式为，为弹性系数，x为阀片位移，x0为弹簧初始压缩长度，若阀片未连接弹簧，则弹簧力一项为0；根据显式欧拉方程计算得出所述阀片在某一时间步中的所述实时速度，计算公式如下，v
t
＝v
t
‑△
t
+(f/m)
△
t；方程联立单元，用于将所述实时速度代入所述流体力学模型，得到所述流体力学方程组。9.一种电子设备，用于对断路器中气阀的连续运动进行模块，其特征在于，所述电子设备包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：所述存储器用于存储计算机程序或指令；所述处理器用于执行所述计算机程序或指令，以使所述电子设备实现如权利要求1～4任一项所述的气阀连续运动的模拟方法。10.一种存储介质，应用于电子设备，其特征在于，所述存储介质承载有一个或多个计算机程序，当所述电子设备执行所述一个或多个计算机程序，能够使所述电子设备实现如权利要求1～4任一项所述的气阀连续运动的模拟方法。

技术总结

本申请公开了一种气阀连续运动的模拟方法，该方法应用于高压断路器设备计算机仿真，用于对断路器中气流场进行模拟，具体方案为建立断路器的灭弧室的几何模型；基于质量守恒、动量守恒、能量守恒建立灭弧室的流体力学计算模型；提取所述气阀的实时受力，根据受力计算得到气阀的实时速度，代入流体力学计算模型中，得到流体力学方程组；求解流体力学方程组，得到包含气阀连续运动的气流场模拟结果。本申请提出的气阀连续运动的模拟方案中，气阀的运动速度由其两侧受力计算得到，符合实际工作情况，从而能够实现用于对断路器中气阀的连续运动进行准确模拟，提高了气流场模拟的准确性。提高了气流场模拟的准确性。提高了气流场模拟的准确性。