074a-5-freview (1) (Мультифизические методы численного моделирования поля для решения задач электротехники)

Отзыв на автореферат диссертации Дубипкого Семена Давидовича «Мультнфизические методы численного моделирования поля для решения задач электротехники», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.05 — Теоретическая электротехника Диссертация Семена Давидовича Дубицкого, выполненная на кафедре «Теоретическая электротехника и электромеханика» ФГАОН ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», посвящена решению ряда мультифнзических задач, представляющих практический интерес при производстве электротехнического оборудования и его эксплуатации. В ней на примере задач из области кабельной техники и современных сварочных трансформаторов показана осуществимость постановки и решения задач мультифизического анализа прн помощи отечественного программного обеспечения, указаны способы постановки и решения некоторых практически важных задач электротехники, отмечены пути преодоления возникающих при этом трудностей.

Актуальность поставленной задачи обусловлена тем, что постоянное сокращение сроков вывода инновационной продукции на рынок диктует максимально полную замену испытаний физических прототипов численным моделированием. Чтобы избежать снижения качества, численная модель должна быль как можно более адекватной, включая значимые эффекты из разных областей физики. Объединение в одну систему разнородных уравнений порождает специфические вычислительные н математические трудности, исследование которых выполнено в диссертационной работе. Наиболее существенными результатами диссертационной работы, отвечающими критериям научной новизны, теоретической и практической значимости являются: 1. Уточнение максимальной токовой нагрузки подземной кабельной линии прн одиночной и групповой прокладке.

Применение мультифизического моделирования позволило отказаться от большинства упрощающих допущений МЭК 60287, решая задачу непосредственным чнсленньп«расчетом электромагнитного поля, а затем температурного поля, Важным научным результатом является обнаружение и исследование расхождений между МЭК 60287 и численной моделью в случае совместной прокладки нескольких кабельных линий. Выяснено, что стандарт систематически недооценивает степень электромагнитного и теплового взаимодействия кабелей между собой.

2. Предложена, реализована н исследована методика вычисления добавочных потерь на переменном токе в массивных перевитых проводниках путем сведения трехмерной задачи с симметрий по третьей координате к двумерной задаче злекгромагнитного поля с присоединенной электрической цепью, Выявлены границы применения формул МЭК для больших сечений, 3. Проведенный анализ существующих методов управления внешннм магнитным полем кабельной линии выявил, что многие мероприятия по снижению магнитного поля отрицательно влияют на температуру кабелей, ограничивая нагрузочную способность линии. Определены ограничения мероприятий магннтного экранирования кабельных лнннй с точки зрения нх неблагоприятного температурного эффекта. Выработаны способы преодоления проблемы разномасштабности при экранировании кабельных линий тонкими пленками.

4. Освоение производства отечественных муфт для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена диктует необходимость оптимизации конструкции стресс-конуса и свойств его материалов. В работе выявлены опасные зоны в конструкции двухкомпонентного стресс-конуса, проведено исследование электрического поля в указанных зонах в зависююстн от геометрических размеров элементов стресс-конуса и свойств его материалов. Использование уравнения переменного электрического поля с токами утечки позволило учесть влияние электропров одно сти диэлектрика на распределение электрического поля. Показано, что увеличение электропроводности рефлектора и основного тела стресс-конуса позволяет достичь большего снижения напряженности электрического поля, чем только варьирование диэлектрической проннцаемостью.

5. В диссертационной работе проведен комплексный мультифизический анализ электромагнитного поля трансформатора в рабочих режимах, на холостом ходу н прн коротком замыкании, температурный анализ с учетом водяного охлаждения вторичной обмотки и механический анализ упруго-деформированного состояния под действием термических деформаций и усилий„вызванных магнитными силами.

Новым научным результатом является доказанная осуществимость двумерного муль тиф изичес кого моделирования, выяснение границ применимости двумерного упрощения геометрии трансформатора, выдача рекомендаций для проектирования трансформаторов для новых мобильных машин контактной сварки. Актуальность поставленной диссертантом задачи, научная и практическая значимость полученных результатов н предложенных методик не вызывает сомнений. Вместе с тем, по тексту автореферата нмеются следующие вопросы и замечания: 1. Из текста автореферата не вполне ясно, каким именно образом учитывался преимущественно конвективный теплообмен между кабелем, проложенным в трубе и внутренней поверхность трубы. 2. Исследование токовой нагрузки кабельных линий в диссертационной работе выполняется в установившемся режиме прн симметричной синусондальной токовой нагрузке. Было бы желательно исследовать также возможность расчета переходных режимов, как эксплуатационных (увеличение/уменьшение нагрузки), так и в аварийных режимах.

3. Позволяет ли разработанная методика учитывать гармонический состав кривой тока кабельной линии н его возможную несимметрню? Сделанные замечания не снижают научную н практическую ценность полученным автором результатов. В целом диссертационная работа Дубнпхого Семена Давидовича является законченной научно-квалификационной работой, полностью удовлетворяющей Шакарян Юрий Гевондовнч Автор 1 Д.т.н., профессор, научный руководитель Автор 2 К,т,н., заведующий сектором Памп Подписи Шакаряна ЮГ.

н Сокура П.В. Контактные данные автора 1 отзыва: Телефон: 8(903)779 2б б8, электронны по Контактные данные автора 2 отзьгваг Телефон: 8(916)130 08 23, электронная почта: зоЬгг рт®пГс-рожег.ги Данные об организации: АО «НТЦ ФСК ЕЭС» Адрес: 115201 Москва, Каширское шоссе, д. 22, кори. 3 Телефон: (495) 727-19-09, сайт; м~.д18-8джахц электронная почта; требованиям «Положения о присуждении ученых степеней» % 842 от 24.09.2013 к диссертации на соискание ученой степени кандидата наук, а ее автор, Дубнцкнй Семен Давидович„заслуживает присвоения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09,05 «Теоретическая электротехника».

.