圆柱形导体接地电阻的计算.docx

电磁场仿真实验报告2010级4班吴开宇2010302540009圆柱形导体接地电阻的计算一、基本原理一般来说，接地电阻由连接导线的电阻、连接导线和接地体的接触电阻、接地体本身的电阻和电流流入大地时所具有的电阻组成。由于前三项与最后一项相比很小，可忽略不计，所以接地电阻为电流从接地体流入地中时所具有的电阻，即：R=U/I（其中U为接地体对于无穷远的电压，I为流经接地体而注入大地的流散电流）。二、相关数据试求长为1m，直径0.05m，与大地垂直的、上圆柱表面与地面持平的管形接地体电阻（电阻率ρ1= 1.5×10-7Ω·m）。我们无法建一个无穷大的土壤模型，而离开接地电极距离为接地电极尺寸10倍以内的土壤对接地电阻值有较大影响，因此一个长宽高分别为4m、4m、20m的长方体土壤块基本满足我们的精度要求（电阻率ρ2=500Ω·m）。圆柱形导体接地体接地电阻计算的物理模型三、实验步骤0、定义分析类型。进入Main MenuPreferences，在弹出的对框中选中“Electric”，点击“OK”（command: /COM, Electric）。1、进入前处理菜单。进入Main MenuPreprocessor，点开菜单即可（command: /PREP7）。2、建立一个圆柱体模型。点击ModelingCreateVolumesCylinderSolid Cylinder。在弹出的对话框中，“WPX”和“WPY”分别为圆心在工作平面上的X和Y坐标，“Radius”为圆柱体的半径，“Depth”为圆柱体的深度；依次填入“0，0，0.025，-1”，点击“OK”。这样建立了一个半径为0.025m，长度为1m的圆柱体（command: SPH4，0，0，0.025，-1）。建立圆柱体和长方体的对话框3、建立一个长方体的土壤模型。点击ModelingCreateVolumesBlockBy 2 Corners Z，在弹出的对话框中，“WPX”和“WPY”分别为长方体一角在工作平面上的X和Y坐标，“Width”为长方体的宽，“Height”为长方体的高，“Depth”为长方体的深度；依次填入“-2，-2，4，4，-20”，点击“OK”。 这样建立了一个长、高为4m，深度为20m的圆柱体（command: BLC4，-2，-2，4，4，-20）。4、进行体交迭。点击ModelingOperateBooleansoverlap Volumes，选中圆柱体和长方体，点击“OK”。点击Utility MenuListVolumes，完成体交迭。圆柱体与长方体的体交迭5、定义剖分所用单元的类型。点击Element TypeAdd/Edit/Delete，在弹出的对话框中，点击“Add”，在第一个框中选中“Elec Conduction”，在第二个框中选中“Scalar Tet 98”，点击“OK”；此时程序指定Scalar Tet 98为编号为1的单元类型。点击“Close”关闭对话框（command: ET，1，SOLID98，9）。6、定义材料属性。点击Material PropsMaterial Models，点击对话框的右栏ElectromagneticsResistivityConstant，在弹出的对话框RSVX一栏写入1.5e-7，点击“OK”；再点击工具条中MaterialNew Model，在弹出的对话框中，点击“OK”。选中Material Model Number 2，点击对话框的右栏ElectromagneticsResistivityConstant，在RSVX栏写入500，点击“OK”（command: MP, RSVX, 1，1.5E-7，MP, RSVX, 2，500 )。7、指定各部分的单元属性。点击Meshingmesh Attributes Picked Volumes，先用指针选中圆柱体，点击“OK”。在弹出的对话框中，第1栏物质属性号选择1（步骤6所定义），第2 栏在本题中不需指定，第3栏单元类型号和第4栏均只有1项可选；点击 Apply。再选中六面体（编号1），把第一栏物质属性号改为2，点击“OK”（command: TYPE，1 MAT，1 MAT，2)。8、开始剖分。点击Meshingmesh Tool，出现下图，选择Smart Size，点击“Mesh”；对跳出的对话框选择“Pick All”，即对所有的体进行剖分。在图形窗口可以看到，剖分后的模型上生成了许多单元（Element）和节点（Node）如下图所示：Mesh Tool对话框和剖分效果图9、进入求解器菜单选项，以下各步将在求解处理器（Main MenuSolution）中进行。进入Main MenuSolution，点开菜单即可（command