074a-2-opreview (Мультифизические методы численного моделирования поля для решения задач электротехники)

ОТЗЫВ официального Оппонента на диссертационную работу Дубиниого Семена Давидовича КМУЛЬТИФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ~ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИВЗ представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.05 — Теоретическая электротехника Целью диссертационного исследования Дубицкого Семена Давидовича является исследование проблем, возникающих при решении мультифизичеких задач электротехники, В тОМ числе задач пО проектированито и конструкторскОЙ проработке кабелей и кабельной арматуры высокого напряжения, сварочных трансфОрматорОВ, з также тросов грозоззщиты воздушных линий электропередачи.

постоянно возрастающей стоимостью выполнения экспериментальных исследований на натурных образцах, усложнением высоконзгруженных устройств, необходимостью развития и совершенствования методов компьютерного моделирования, позволяющих одновременно контролировать как распределение электрического и магнитного поля, так и тепловое поле с учйтом сложных видов теплообмена, поле механических напряжений. Диссертация Дубицкого Семена Давидовича состоит из введения, четырех разделОВ ОснОВНОГО текста„заключения и списка литературных истОчникОВ, включающего 141 наименование на русском и английском языках. Это позволяет говорить о достаточной полноте проведенного во Введении анализа состояния проблемы, охватывающего ос~очные достижения в области постановки и решения мультифизических задач электротехники Первая глава текста посвящена рассмотрению особенностей мультнфизических полевых задач электротехники, классификации межзадачных 1 связей, описанию вычислительных особенностей мультифизических задач, а также методов и существующих программных средств для их решения.

Сделан вывод о возможности использования метода конечных элементов как универсального средства решения мультифизических задач. В качестве инструмента для выполнения работы выбран отечественный программный пакет ЕЕ,С13Т. Во второй главе рассмотрены мультифизические задачи кабельной техники, в том числе нагрузочная способность кабельных линий, вопросы управления внешним магнитным полем кабельной линии, оценка дополнительных потерь в кабельных токопроводящих жилах из массивных профилированных сегментов, вопросы, возникающие при конструировании кабельных муфт. Третья глава посвящена мультифизическому анализу трансформатора для контактной сварки труб. Выполнен анализ электрического, магнитного и теплового поля сварочного трансформатора в различных режимах работы, а также поля механических напряжений в элементах обмоток.

В четвертой главе проведен вычислительный эксперимент по определению нагрева проволок грозозащитного троса воздушной линии электропередачи и показана возможность разрушения троса при токе молнии более 200 кА. Заключение диссертации содержит формулировки основных результатов работы и сделанные выводы. Подчеркивается, что содержанием мультифизического анализа является не только совместное решение уравнений из разных физических доменов, но и сочетание в одной модели существенно разных вычислительных схем. Таким образом, содержание диссертации позволяет судить о завершенности и необходимой полноте проведенных исследований, а также содержит достаточно материала, свидетельствующего о достоверности и обоснованности полученных результатов. Автореферат отражает основные аспекты диссертационного исследования. На чная новизнапол ченных ез льтатов выводов и екдменда ий В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной: 1, Предложен и практически реализован новый методический подход к решению задач электротехники, основанный на одновременном решении разнородных по физической сути задач определения электрического„магнитного и теплового поля, возникающих механических напряжений.

Это позволяет существенно повысить объем информации, получаемой на стадии проектирования, избежать выполнения сложных и дорогостоящих физичесих экспериментов, повысить эффективность выполняемых работ. 2. Выполнены комплексные расчеты для ряда распространенных электротехнических устройств в области кабельной техники, трансформаторостроения и воздушных линий электропередачи, указывающие перспективный уровень решения подобных задач для инженерных разработок в данной области. 3.

В ходе расчетов получено как подтверждение рекомендаций действующих стандартов, так и их уточнение (например, в части учета эффекта близости близко расположенных кабельных линий, взаимного влияния тепловых полей кабелей при компактной прокладке, возможности и побочных эффектов, возникающих при магнитном экранировании кабелей). Эти результаты в дальнейшем могут быть использованы в практике проектирования. Обоснованность и достове ность на чных положений и выводов Для решения поставленных задач использованы основные положения теоретической электротехники, теории теплового поля и теоретической механики. Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается корректным и обоснованным применением методов математического моделирования, использованием в качестве основного инструмента исследования отечественного программного пакета И.С1Л .

В ряде случаев выполнена верификация полученных результатов путем сравнения с результатами независимых исследований. Основные результаты диссертационного исследования отражены в 25-ти печатных работах, в том числе в 6 статьях в рецензируемых изданиях, входящих в перечень ВАК, 5 статьях, индексированных в базе данных Ясорцз и 1 патенте РФ на полезную модель Сделаны доклады на международных и российских научных конференциях. Значимость ез льтатов исследования для на ки и и актики Практическая значимость полученных в диссертации результатов заключается в следующем: 1.

Разработана методика расчета нагрузочной способности подземных кабельных линий, которая внедрена в ГК «Севкабель» и включена в стандарт ПАО Ленэнерго. 2. Выполнен анализ эффективности тонкопленочных П-образных экранов для снижения внешнего магнитного поля подземной кабельной линии. 3. Выполнен анализ распределения электромагнитного и теплового поля кабеля с ТПЖ из массивных профилированных сегментов. 4. Проработаны расчетные схемы и алгоритмы сквозного мульти физического моделирования мощного сварочного трансформатора, включающие расчеты электромагнитного поля с вихревыми токами, нестационарного температурного поля и поля упругих напряжений. Результаты диссертационной работы используются в ГК «Севкабель», ПАО Ленэнерго, в компании «Техносервис-Электро», на заводах «Таткабель» и «ПсковЭлектрос вар».

Рекоменда ии по использованию ез льтатов диссе та ионного исследования Результаты диссертационного исследования могут быть использованы для построения систем автоматизированного проектирования кабельных линий, трансформаторов и других видов электрооборудования, находящихся под воздействием комплекса нагрузок различной физической природы. Замечания 1. Учитывая методический характер выполненной работы, в тексте следовало больше внимания уделить вопросам передачи данных при решении разнородных физических задач, вопросам необходимости и сходимости итерационных циклов уточнения результатов, взаимного влияния электромагнитных и тепловых полей и т.п. Например, из текста диссертации не всегда очевидно, каким образом было учтено температурное изменение удельной проводимости проводников и его влияние на результаты расчета электромагнитного поля.

2. Учитывая сложность выполненных расчетов и разнородность решаемых физических задач, а также большое количество различных факторов, влияющих на результаты расчетов и на реальную картину физических явлений, следовало больше внимания уделить вопросам верификации результатов на более простых моделях, с использованием других программных продуктов ~например, Согпзо! Мп16рЬуз1сз), либо на основании физического эксперимента. 3. При решении задач, связанных с взаимным влиянием кабельных линий при совместной прокладке, следовало выполнить анализ ситуаций, возникающих при коротком замыкании.

4. В диссертации имеются стилистические ошибки (например, при нумерации рисунков и таблиц в главе 3). Перечисленные замечания в целом не снижают научной и практической значимости диссертационной работы. Заключение Диссертация Дубицкого Семена Давидовича «Мультифизические методы численного моделирования поля для решения задач электротехники», в которой содержится методика решения мульти физических задач электротехники и конкретные проработки ряда распространенных электротехнических задач, является законченным научным трудом. Сформулированные выводы достаточно обоснованы, основные полученные результаты в полной мере отражены в имеющихся авторских публикациях, в том числе в ведущих рецензируемых научных журналах.

Работа отвечает требованиям пункта 9 «Положения о порядке присуждения ученых степеней» от 24 сентября 2013 г. и требованиям паспорта специальности 05.09.05 — Теоретическая электротехника. Автор диссертации, Дубицкий Семен Давидович, заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.05 Теоретическая электротехника. Заведующий кафедрой «Электроэнергетическое оборудование электрических станций, подстанций и промышленных предприятий» ФГАОУ ДПО «ПЭИПК» Михаил Кириллович Ярмаркин к.т.н., доцент Адрес 196135, г. Санкт-Петербург, ул.

Авиационная 23. Тел. 8(812)373-90-23 Е-тпа11: еезрфре1р1с.зрЬ.га Научная специальность 05.09.01 — Электромеханика и электрические аппараты .