电子整机三维线缆EMC可视化预测研究
特高压输电线路电磁干扰3维可视化研究
特高压输电线路电磁干扰3维可视化研究摘要：随着特高压电网建设的发展，特高压电网对重要军事设施、无线电台（站）、城镇规划区及居民区等，环境敏感目标的电磁干扰(electromagneticinterference,EMI)影响成为土地资源日益稀缺条件下，特高压输电线路走廊规划和输电线路设计的突出矛盾。
建立特高压输电工程环境的3维GIS平台实现电磁干扰计算和云图的3维可视化，可以直观反映电磁干扰的空间分布及其对周边敏感设施的影响大小。
本文针对特高压输电线路电磁干扰，采用组件GIS开发技术，建立了输电走廊3维场景，实现了1000kV特高压交流输电线路电磁干扰计算云图的3维可视化。
关键词：特高压输电线路；电磁干扰；3维可视化前言：特高压输电线路的传输功率较大，而且分布电容较大、波阻抗相对较小，目前应用较多的为±800kV高压输电线路与500kV高压输电线路。
特高压输电线路属于电力系统的主要部分，若发生运行故障，则会造成电力系统运行故障，甚至系统瘫痪问题，对此做好特高压输电线路的相关研究，有着现实的意义。
1电磁干扰的机理交流输电线路对管道的电磁干扰影响从机理上包含三类，即容性耦合影响、阻性耦合影响和感性耦合影响。
1.1容性耦合影响由于输电线路在运行过程中在周围的空间产生电场，电场经过线路与管道之间的相互电容耦合，导致管道与大地之间产生一定的电位差，这样的情形即为容性耦合。
由于管道一般都埋于地下，地表的土壤对电场产生了良好因此，输电线路的正常运行过程中可忽略容性耦合影响。
1.2阻性耦合影响在电力的线路出现单相接地短路故障时，大的故障电流通过杆塔流入大地，导致附近的土壤电位增高，经过埋地的金属管道过程中，管道上也会相应的产生一定的电位，这种情况为阻性耦合影响。
输电线路在正常的负荷运转中，电力线路上的三相电流多数情况下会处于对称状态，入地的电流非常小，所以，输电线路经过阻性耦合在管道上形成的干扰电压可以忽略。
探究三维可视化技术在电力行业的运用
探究三维可视化技术在电力行业的运用摘要：三维可视化技术是将计算机视觉、图像处理和数据库技术相结合，构建物体三维模型的一种方法，用于分析物体的特征。
这项技术广泛的应用于电力行业，在提高电网管理的可视化和可靠性方面，发挥了重要的作用。
关键词：三维可视化；电力行业；应用0 引用随着计算机技术的发展和智能电网的建设，实现电网管理的三维可视化运行可以有效地提高电力企业的运营效率和管理水平。
本文分析了介绍了电力行业对三维可视化技术的需求，阐述了数字化电网管理平台的技术和特点，分析了三维可视化技术在电力行业的应用。
1 三维可视化技术三维可视化 (3D Visualization)最早出现于20世纪80年代中期，它将计算机数据处理、图像显示技术结合起来，直接利用三维数据高效的表达数据体网络中的数据信息，能够利用大规模数据，检查数据的连续性，提出并发现数据异常，为数据分析和控制管理提供辅助参考。
综合供电管理信息系统是一个基于电力零部件调查结果的数据可视化平台。
系统平台上可以方便地查询网络的ID号、线路名称、权属单位、KV级、电力线走向、架空高度和管网埋深断面等情况，可以达到管线属性信息数据与空间地理数据相融合，直观且全面的反应电路的分布情况，为电力线路综合管理提供决策方案。
1 三维可视化技术在电力行业中的作用三维可视化技术在电力工业运行、生产管理不平衡等方面得到了广泛的应用，但随着应用的发展，三维可视化技术在信息表示领域的应用日益突出。
例如，在变电站内一次、二次和拓扑连接的表示中，地理信息系统技术缺乏细节，难以显示细节，也无法清楚地反映传输线的地理位置和空间位置之间的差异。
虽然三维可视化技术的连接图能在一定程度上反映内部设备之间的连接，但只能反映意图的形式，不能反映空间设备之间的相对关系。
为了满足电力行业在该领域的需求，需要引入三维可视化技术，并建立数据与设备之间的对应关系。
2 基于电网管理平台的数字化应用2.1 工艺流程在变电站模型设计中，设计图结合当地变电站的实际情况进行分析，在三维空间中建立虚拟的变电站模型。
三维全景可视化技术在输电线路规划设计中的应用
三维全景可视化技术在输电线路规划设计中的应用发表时间：2019-06-06T08:54:16.553Z 来源：《电力设备》2018年第36期作者：张一玮杨蒙梁海潇[导读] 摘要：电力，是一种在生活中非常常见，同时也极为重要的能源。
（国网山西省电力公司检修公司山西省太原市 030100）摘要：电力，是一种在生活中非常常见，同时也极为重要的能源。
电力，不仅与我们的生产生活密切相关，也是我国经济发展和社会稳定的重要保障。
电力系统的构成相对复杂，内部环节较多，所需工作人员的专业性较强。
输电线路，是电力系统中的一个重要组成部分，也与人们日常生活的关联性较强。
如果输电线路规划和设计的不够完善，那就无法保证电力能安全及时的输送到需要的地方，会给人们的生产生活带来极大的不便，造成较坏的社会影响。
为了保证输电线路规划的更加科学，设计的更加合理，我们就需要把先进的科学技术引入其中。
三维全景可视化技术，就是先进科技的代表。
它在输电线路规划设计中的应用，给输电线路带来了新的前进方向，大大推动了输电线路的发展和完善。
本文就此展开了论述，以供参阅。
关键词：三维全景可视化技术；输电线路；规划设计；应用引言三维可视化技术能够直观地反应空间区域内的真实情况，同时还能够实现模型与实物相关参数和各方面属性的关联和对照，这对于电力线路网络的建设和规划是十分重要的。
随着经济的发展和城市化进程的加快，电网建设的速度不断加快，相反的输电资源却越来越紧缺，传统的输电线路面临巨大的压力，尤其是在信息处理能力方面的不足尤为突出。
三维可视技术的应用，采用高科技的现代信息技术来发展和建设电力网络，对于促进电力工作的发展具有重要意义。
1三维全景可视化技术及实现难点1.1三维全景可视化技术概述三维全景可视化技术是指在计算机技术的基础上通过全景技术和航拍技术，甚至借助卫星平台进行图像资料的收集和存档，再对区域范围内的环境进行实景还原，以便于掌握真实的地理环境和人文景观。
三维全景可视化技术在输电线路规划设计中的应用
三维全景可视化技术在输电线路规划设计中的应用【摘要】三维全景可视化技术在输电线路规划设计中的应用越来越受到重视。
本文通过引言部分介绍了背景、研究意义和研究目的。
在首先概述了三维全景可视化技术的基本概念，然后探讨了输电线路规划设计的重要性，接着给出了一些实际应用案例，分析了其优势和挑战，并探讨了技术发展趋势。
在文章总结了三维全景可视化技术对输电线路规划设计的推动作用，展望了未来应用前景，并对整篇文章进行了总结。
通过本文的阐述，读者能够更全面地了解三维全景可视化技术在输电线路规划设计中的应用，并认识到其潜在的巨大价值和发展空间。
【关键词】关键词：三维全景可视化技术、输电线路规划设计、应用案例、优势、挑战、技术发展趋势、推动作用、应用前景。
1. 引言1.1 背景介绍现代社会对于电力的需求日益增长，为了更好地满足人们的生活和生产需求，输电线路规划设计显得尤为重要。
传统的输电线路规划设计方式往往只能通过二维图纸或者模型展示，无法真实地展现线路在场地中的真实情况。
而随着科技的不断发展，三维全景可视化技术为输电线路规划设计带来了新的可能性。
通过三维全景可视化技术，设计师可以将线路在虚拟环境中呈现，从不同角度观察线路走向、高度、跨越情况等，为规划设计提供更加直观、全面的信息。
这种技术不仅可以帮助设计师更好地了解线路的布局和特点，还能够提前发现潜在的问题和隐患，从而提高设计的准确性和可靠性。
三维全景可视化技术在输电线路规划设计中的应用具有重要的意义和价值。
它不仅可以提升设计效率，还能够提高设计质量，降低工程风险，为现代电力系统建设提供更好的支持和保障。
在这样的背景下，研究三维全景可视化技术在输电线路规划设计中的应用具有重要的现实意义和科研价值。
1.2 研究意义输电线路规划设计是电力行业中至关重要的一环。
随着我国经济的不断发展和人民生活水平的提高，对电力供应的需求也日益增长。
如何高效规划输电线路、确保电力供应的安全稳定性成为了电力行业面临的重要挑战。
关于三维可视化的调研报告
关于三维可视化的调研报告三维可视化调研报告一、引言随着科技的快速发展，三维可视化技术在各个领域都得到了广泛的应用。
三维可视化技术将复杂的数据转化成直观的三维图像，有助于人们更好地理解和分析数据，同时也提高了数据的可视化效果。
本次调研旨在了解三维可视化在各个领域的应用情况以及其在未来的发展趋势。
二、三维可视化的应用领域调研1. 科学研究领域在科学研究领域，三维可视化被广泛用于模拟、仿真和实验数据的可视化展示。
例如，在天文学研究中，三维可视化技术能够帮助科学家更好地理解星系结构、行星运动等复杂的天体现象。
此外，在医学研究中，通过将医学图像数据转化为三维模型，可以帮助医生更精确地进行手术规划和操作。
2. 工程设计领域在工程设计领域，三维可视化技术被广泛应用于产品设计和虚拟样机制作。
通过将设计图纸转化为三维模型，工程师可以更直观地观察产品的设计效果和结构，并进行必要的修改和优化。
同时，通过使用虚拟样机，可以减少开发周期和成本，并提高产品的质量和可靠性。
3. 游戏和娱乐领域三维可视化技术在游戏和娱乐领域有着广泛的应用。
通过使用三维图像和场景建模，游戏开发者可以创造出逼真的游戏世界，提高游戏的沉浸感和娱乐性。
此外，在电影制作中，三维可视化技术同样也是非常关键的工具，可以生成逼真的特效和动画。
三、三维可视化技术的发展趋势1. 虚拟现实和增强现实的整合虚拟现实和增强现实技术的快速发展为三维可视化技术注入了新的活力。
通过将三维可视化技术与虚拟现实和增强现实技术相结合，可以创造出更加沉浸式和互动式的用户体验。
未来，三维可视化技术将会更加注重与用户的交互性和参与感。
2. 大数据可视化随着大数据时代的到来，大数据可视化成为了一个热门的研究方向。
三维可视化技术能够帮助人们更好地理解和分析庞大的数据集，同时也能够提供更准确和直观的数据展示方式。
未来，三维可视化技术将会在大数据分析和可视化领域发挥更大的作用。
3. 云计算和移动设备的普及云计算和移动设备的普及为三维可视化技术的应用提供了更好的基础。
配电线路三维全景可视化技术研究
配电线路三维全景可视化技术研究发布时间：2023-01-03T08:57:27.386Z 来源：《当代电力文化》2023年17期作者：吴寿长[导读] 随着我国各种设施的不断不完善，各种先进的技术被利用到其中，在电力系统中，配电线路是其中非常重要的组成部分，而配电线路中的信息管理，也是整个电力系统信息化发展中的重要组成内容。
吴寿长贵州电网有限责任公司，贵州铜仁 554300摘要：随着我国各种设施的不断不完善，各种先进的技术被利用到其中，在电力系统中，配电线路是其中非常重要的组成部分，而配电线路中的信息管理，也是整个电力系统信息化发展中的重要组成内容。
近几年来，随着人们对于电力的需求量越来越大，电网的建设也在快速增长。
由此一来，传统的配电线路管理系统在信息处理方面也开始面临着一定的局限性。
因此，研究三维全景可视化技术在输电线路规划中的应用，就具有着非常重要的意义。
在本文中，就针对这方面的内容进行了分析。
关键词：线路三维全景可视化技术；研究；引言近几年来，随着计算机信息技术的飞速发展，其在社会中各行各业的应用也更加广泛。
在电力行业中，基于计算机信息技术的地理信息系统也已经得到了非常广泛的应用。
从本质上来说，若是能够在配电线路管理工作中合理地引入三维全景可视化技术，那么就能够使得输电网变得更加简单、便捷，使得电力企业的管理水平和工作效率都能够得到有效的提高。
因此，基于这一方面，人们已经加大了对三维全景可视化技术的研究。
1关于三维全景可视化技术的相关内容1.1概述三维全景可视化技术在实际情况中一般会借助软件的形式来进行体现，是一种基于计算机技术的先进技术。
当前，三维全景可视化技术一共有3种软件形式，其一为建模软件；其二为平台软件；其三为应用软件。
其中，对于三维全景可视化技术来说，其在实际应用中最为关键的工作就是建模。
而平台软件的应用，也需要在建模的基础上进行。
之后再以此来实现漫游、分析以及决策等一系列的操作。
电网三维可视化展示技术研究
电网三维可视化展示技术研究摘要：该论文的研究工作是采用虚拟现实技术和可视化技术建立变电站模型，通过三维场景展示电网的实时运行状况,实现大电网数据的动态、全方位、多角度展示，为调度员提供更加形象和直观的可视化图形，将电网运行枯燥的数据用灵活的、实物化的、动态的方式表达，借助虚拟现实技术进行显示，使系统运行人员可以直接得到揭示电网运行趋势和本质的高层次信息，可以及时洞察已存在的异常和潜在的事故隐患，加强对电网宏观信息的把握。
关键词：虚拟现实可视化电网三维随着电网规模越来越大，数据中心，SCADA、EMS系统提供海量的电网实时信息数据。
传统的表格等图形表达方式只注重对系统局部信息的描述，无法对系统整体运行状态总体趋势及变化区域进行展示。
随着三维虚拟现实技术和可视化技术的迅速发展与成熟,一些国际上领先的电力企业已经对利用三维虚拟现实可视化技术帮助企业提升自身的运营效率和管理水平进行了有益尝试。
基于虚拟现实技术的厂站可视化软件实现了基于虚拟现实的大电网数据的动态、全方位、多角度展示，通过三维场景展示了电网的实时运行状况。
为电力调度人员提供直观高效的手段，更方便了解当前系统的运行状态，以便其采取的运行控制措施更有效、更有针对性，从而极大地提高生产效率、提高电力系统的稳定性。
本文阐述了基于虚拟现实技术的厂站可视化软件的功能特点及主要模块的设计实现。
1 基于虚拟现实技术的厂站可视化软件基于虚拟现实技术的厂站可视化软件利用三维图形引擎模块、三维一二次设备虚拟组装模块、即插即用的容器式组件运行模块建立了变电站模型，通过三维场景展示了电网的实时运行状况，具有以下功能特点。
（1）实现第一人称视角的空间六自由度的漫游方式。
（2）实现一二次的导航功能，快速定位到要观察的设备、屏盘和操作机构箱的相关位置。
（3）实现一次设备操作时，能通过3D动画显示刀闸、地刀等设备的变位过程，能同步发出与实际操作一致的声光效果。
（4）实现设置场景不同气候，实现设备在故障状态下的冒烟等现实，增强场景真实感。
基于三维全景可视化的输电架空线路选线平台研究
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald22输电架空线路设计规划的前期主要任务就是线路路径的优化和杆塔模型的选型工作。
在以前的工程设计过程中，路径的优化工作主要靠人工决策，杆塔的选型主要根据以往线路的选型经验，在相应的统计分析基础上进行。
这样就会有很大的局限性，不能从宏观上考虑输电架空线路工程的设计；不能很好地从经济角度进行分析，直观地进行选线方案的比选；地图资料陈旧，与实际现场差异很大，不能很好地进行全数字化表达；不能充分地考虑微地形等因素；针对这些现象，以三维全景可视化技术作为基础，快速模拟三维线路走廊的地形，同时以高精度的影像数据作为基础，结合电网矢量数据和高程模型，对规划重点的地形如河流、房屋、农田、道路进行三维立体表达。
通过三维全景可视化输电架空线路选线平台可以更加直观真实地处理越来越复杂的三维空间数据，提高线路规划的准确性。
同时，在我国电力行业率先建立三维全景可视化输电架空线路平台，将填补国内相关领域的空白，并且可以与国外的相关技术相抗衡。
因此建立全景三维可视化输电架空线路平台是进一步提高工作效率、降低成本、发展技术的新途径。
输电架空线路规划设计可以采用图1的实现机制。
1 三维线路路径初选基于输电架空线路的基本构建，需要结合可视化场景的相关数据构建，注重影像相关数据的合理分析，结合高程数据的应用，做好输电架空线路实际专业性的分析。
关于影像数据的基本分析，结合航空摄影的基本应用，卫星影像全面实现。
关于高程数据的相关应用和分析，需要结合数字高程模型，实现矢量数据的有效性分析和应用，注重地理信息数据的根本分析。
三维全景可视化平台采用虚拟与现实相结合的技术特点，利用高精度的D OM 和DE M 数据，构造成真实的三维场景。
操作者可以在三维的空间中管理已经生成的输电电线路、设计新的输电线路,并根据现场的实际情况适时调整和优化线路路径选线执行方案,快捷地提取路径断面供设计进行预排位,同时提供对三维输电电设备模型的信息查询、交叉跨越分析等功能,使线路路径的走向更加经济合理化,其主要功能包括以下几点。
基于三维可视化的电力系统模拟研究
基于三维可视化的电力系统模拟研究电力系统模拟研究一直是电力领域的研究重点之一。
随着计算机技术的不断提升，三维可视化技术逐渐被引入到电力系统模拟研究中，使得模拟结果更加直观、真实，为电力系统的规划、设计、运行、维护和管理提供了更加有效的手段。
一、三维可视化技术在电力系统模拟中的应用三维可视化技术是指将数据转换为图形化的形式，使得用户可以看到虚拟的三维空间，并通过交互式的方法进行操作。
在电力系统模拟研究中，三维可视化技术主要应用在以下几个方面：1.电力系统拓扑结构的建模与展示通过三维可视化技术，可以将电力网络中的电缆、变电站、输电线路、开关等多种元件呈现在三维空间中。
通过电力系统的拓扑结构模型，可以实现电力系统的动态模拟与实时调整。
并且可以通过其施工模拟、场景演示、执法监管等方面实现一整套的功能操作。
2.电力系统负荷运行分析通过三维可视化技术，可以直观的展示出电力系统中各个节点的负荷情况。
借助三维场景的形式，可以实时反映出高负荷区域的分布，从而更好地进行负荷均衡调整，提高电力系统的运行效率。
3.故障诊断与预测防范通过三维可视化技术，可以对电力系统的故障现场进行分析与诊断，从而判断故障点的位置、类型、程度。
同时，利用历史数据与储备状态进行比对与分析，可以预测电力系统的故障与事故风险，从而提前进行防范措施。
二、三维可视化技术在电力系统模拟中的优势三维可视化技术在电力系统模拟研究中具有如下优势：1.直观性强应用三维可视化技术，可以将电力系统中的各个元件呈现在三维空间中，使得用户可以直观地观察、分析电力系统的运行状态。
2.互动性强三维可视化技术提供了交互式的操作方式，可以通过鼠标、键盘等操作方式进行电力系统的操作与调整。
3.综合性强利用三维可视化技术可以将电力系统中的各个元件、各个指标整合在一起，形成一个综合性的电力系统模型，方便用户进行综合性的电力系统分析。
4.可实时性三维可视化技术可以实时反映电力系统的运行情况，方便用户进行实时的电力系统监测与分析。
(完整版)EMC仿真软件调研
EMC仿真软件调研通过与东风交流调研发现比较常用的EMC仿真软件主要有ANSYS、CST以及HyperLynx等。
1、ANSYSANSYS 的仿真技术覆盖了结构、热、流体、电磁场及电路与系统，适用于从产品研发到生产制造的全过程，具有广泛的应用领域并且ANSYS结构、电磁、流体等仿真工具彼此之间可以良好的配合。
我司是对控制器进行电磁兼容性方面的仿真，仅需要使用的是ANSYS中的SIwave和HFSS这两个仿真工具。
其中SIwave 是对印刷电路板进行板级的仿真；HFSS是对三维结构的空间电磁兼容性仿真，可以对完整的控制器进行仿真。
1.1 SIwaveANSYS SIwave 可以进行EMI、EMS仿真和优化，能够对PCB印刷电路板、BGA 封装等进行整版信号完整性、电源完整性仿真设计。
SIwave可以快速定位PCB板走线的信号耦合路径以及其本征谐振分布，可以从设计初期解决耦合问题和避免谐振的产生。
此外SIwave还可以得到近场辐射和远场辐射的分布图，直观的察看高频辐射区，并提供参考策略进行辐射的控制和优化。
1.2 HFSSANSYS HFSS 是机箱级的电磁场仿真工具。
可以求解任意三维结构的电磁场，具有广泛的适应性，应用范围从直流到光波；可以自动网格生成和自适应网格细化，实现高精度、高可靠和高稳定的电磁场求解。
2、CSTCST 工作室套装是面向3D电磁、电路、温度和结构应力设计的一款全面、精确、集成度极高的专业仿真平台，拥有理想边界拟合（PBA）技术可以更好地逼近实物进行仿真；并且拥有无需划分网格的精简模型库以及天线模型库，增加仿真的便捷性；此外还支持各类CAD/EDA/CAE接口，方便与外部工具的对接。
CST 工作室套装共包括1个设计环境和8个工作室子软件，分别是：（1）CST设计环境：CST仿真环境。
（2）CST 印制板工作室：板级EMC仿真。
（3）CST微波工作室：系统级EMC及高频无源结构仿真。
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+ n+ n+ ( i+ 1, j , k ) - H n H x 2 ( i, j + 1, k ) - H x 2 ( i, j , k ) y 2 ( i, j , k ) -
图 2 线缆图
在图 2 ( c ) 简化模型中, 将走线槽内的计算空间 划分为一个个Yee 胞元。即 ∃ x = ∃ y = ∃ z 。然后根据 实际情况设置不同的媒质参数, 并由此划分成不同 的空间区域, 不同区域进行 FD TD 计算时差分表达 式的系数不同。 如槽内空间除线体外皆为空气, 则区 域划分时分为空气区和线区。 空气区的参数分别取 - 12 为: 自由空间介电常数法 Ε 法拉 m , 0 = 8 1854 ×10 - 6 自由空间磁导率 Λ0 = 11256 630 6×10 亨 m , 光速 为 21997 956 37 m s。根据实际选用的线型, 线区的 参 数设置如下: 铜的相对磁导率为 Λr = 01999 9, 电
收稿日期: 2008210205 修回日期: 2009202211 作者简介: 卫传征 ( 19842 ) , 男, 山东济南人, 硕士研究 生, 主要研究方向: 制造业信息化。
电线电缆产生干扰, 这些都会影响电子整机的运行 速度和效率, 严重的会损坏电子整机。 而工程师多凭 开发经验解决整机布线的电磁兼容问题, 这显然是 一种不可靠的方法。 为了能提高电子整机的布线效 率以及可靠性, 如何在设计阶段完成电磁兼容预测 就成为了当前电子整机布线技术面临的重要问题。 在本文研究中, 使用 FD TD 方法对线缆的电磁 环境进行分析, 并可视化分析结果, 使预测结果很容 易被设计者感知, 自动布线过程更加高效准确。
Vol . 35, N o. 2 Feb, 2010
火力与指挥控制
F ire Con tro l & Comm and Con tro l
第 35 卷 第 2 期 2010 年 2 月
文章编号: 100220640 ( 2010) 0220163203
电子整机三维线缆 EM C 可视化预测研究
引 言
目前在电子装备研制和批量生产中的线缆布线 广泛应用的还是传统手工布线, 技术比较落后。 传统 手工布线是由装配者将需要连接的各终端组件用电 缆电线连接起来的手工连接方式, 处于以经验为主 的阶段, 布线速度慢、 可靠性差、 无法对电磁干扰情 况进行分析、 检测和有效控制。 往往一台整机的布线 及完成相应技术文件大约需几个月的时间, 若整机 复杂, 所需时间会更长, 极大地制约了电子整机的快 速研制。 为了解决以上问题, 关键技术之一就是计算机 辅助整机快速三维自动布线技术。 而布线的电磁兼 容性指标是布线品质优劣的关键指标, 也是布线系 统性能要求的重要组成部分。 在电子整机内, 众多的 电缆、 电线传输的信号频率和幅度强弱各异。 信号通 过电缆、 电线在它周围空间产生的电磁场会对其他
卫传征1 , 周德俭1, 2 , 夏媛媛1
( 11 桂林工学院, 广西 桂林 541004, 21 广西工学院, 广西 柳州 545006)
摘 要: 基于电磁场时域有限差分法 ( FD TD ) , 进行电子整机三维线缆 EM C 问题的可视化预测研究, 应用本研究结果, 通 过观测可视图形, 可根据图形颜色与数值的对应关系判别线缆布线是否符合电磁兼容的要求。该成果应用到电子整机三维自 动布线中, 将完善布线系统, 并提高布线的速度和质量。 关键词: 电磁兼容, 布线系统, FD TD 中图分类号: T P 20211 文献标识码: A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 预测模型建立
111 三维空间的时域有限差分法
时域有限差分法是一种基于体积和时间步进模 型的技术。 它根据麦克斯韦旋度方程, 采用二阶精度 的中心差分把旋度方程中的微分方程变成差分方 程, 写出计算格式。 在物理问题的简化和近似方面要 求很少, 并允许建立很详细的模型。 更方便的是不需 要更多的计算机资源和运行时间就可以在计算域内 增加细节。 在各向同性的非磁性线性介质, 且介质的 性质与时间无关的空间区域, 麦克斯韦旋度方程可 以写为:
EM C Foreca st V isua l iza tion of Electron ic Equ ipm en t 3-D L ines
1 1, 2 1 W E I Chuang 2zheng , ZHOU D e 2jian , X I A Yuan 2yuan
( 11Gu ilin Institu te of T echnology , Gu ilin 541004, C h ina , 21Guang x i Institu te of T echnology , L iuz hou 545006, C h ina )
1 1
∃x ∃y 112 物理模型化简 在电子整机内线缆粗细各异, 型号种类繁多, 线 缆数量之多, 通常都是成百上千根, 有的多达上万 根。 特别的如在波音 747 客机中的各种电缆的总长 有 250 km [ 2 ]。如何预测电缆电线在它周围空间产生 的电磁场, 并衡量对其他电缆电线产生干扰, 在设计 阶段就必须考虑如何分布线缆结构以减小线缆之间 的相互影响。 在布线时, 为了对线缆进行防护和防止电磁干 扰, 使之规范整齐, 常将布线置于走线槽中。 走线需 要电磁屏蔽时, 可选用金属走线槽并将走线槽可靠 接地。 基于这样的前提, 在模型化简中把计算区域只 限于屏蔽槽内部空间。如图 2 (a ) 为实际线缆在走线 槽中走线模型, 所计算的即为槽内空间场分布。 本文 研究的槽中导线型号为BV 2015, 铜芯, 聚氯乙烯绝 缘, 其典型结构如图 2 ( b ) 。 为了便于应用直角坐标 网络的三维时域有限差分法, 把图2 (a ) 、 图2 (b ) 中电 缆的圆形截面简化为方形截面, 如图2 (c) 。 下文中软 ) ( 件计算和可视化显示的就是图 2 c 简化模型。这种 把圆形截面简化为方形截面的方法在相关文献中已 有类似先例[ 3 ]。
Abstract: B a sed on h the F in ite D ifference 2T im e Dom a in M ethod, th is a rt icle visua lizes EM C fo reca st fo r elect ron ic equ ipm en t w ires1 O b serving the figu re and com p a ring the co lo r to da ta, w e can judge w hether the system sa t isfies EM C criterion 1 It can be u sed in 3D rou t ing system fo r elect ron ic equ ipm en t, con summ a tes the system and m akes rou t ing qu icker and bet ter qua lity 1 Key words: EM C, rou t ing system , FD TD
卫传征, 等: 电子整机三维线缆 EM C 可视化预测研究
( 总第 35- 335) ・1 6 5 ・
阻率取为 117×10- 8 8 m , 聚氯乙烯相对介电常数为 212。 间距和不同区域的长宽高等体积参数可通过软 件配置, 在此不再列出。
shading fla t; cax is ( [ - 110 110 ] ) ; co lo rba r; ax is i m age;
2 软件分析与可视化
在设计中, 用户可以选择激励元的种类, 如选择 时谐场源、 脉冲源 ( 高斯、 升 [3 ] 余弦、 微分高斯脉冲等 ) ; 还可以根据实际情况选择线 缆的型号规格和空间排布方 式等, 或者直接从自动布线 软件中读入接线表等工程文 件。 读入上述信息后, 内部的 FD TD 计算方法就可以对走 线槽内部的电磁情况进行分 图 3 前期选择界面 析了。 选择设定界面如图 3。 在 112 物理模型简化的基础上, 为了分析 EM C 问题, 加载微分高斯脉冲到一根线缆, 计算整个模型 的场。 截取部分显示界面如下:
Hz Ey
n+
+ n+ n+ ( i, j + 1, k ) - H n H y 2 ( i , j , k + 1 ) - H y 2 ( i, j , k ) z 2 ( i, j , k ) -
∃y
∃z
n+ 1
( i, j , k ) = E n y ( i, j , k ) +
1 2 1
∃t ・ Ε ijk
1 1
Hx Ez
n+
+ n+ n+ ( i, j , k + 1) - H n H z 2 ( i+ 1, j , k ) - H z 2 ( i, j , k ) x 2 ( i, j , k ) -
∃z
∃x
n+ 1
( i, j , k ) = E n z ( i, j , k ) +
1 2 1
∃t ・ Ε ijk
( 总第 35・164・
334)
火力与指挥控制
1 2 1
2010 年 第 2 期
1 1
5H 1 ( 1) = ×E 5t Λ 5E 1 Ρ ( 2) = ×H E 5t Ε Ε 其中, E , H 分别为电场和磁场矢量, Ε为媒质的 介电常数, Ρ 为媒质的电导率, Λ 为磁导率。 在直角坐标系下, 与之等效的 6 个电磁场分量 的标量方程具有如下的形式 5H x 1 5E y 5E z ( ) ( 3) = 5t Λ 5z 5y 5H y 1 5E z 5E x ( ) ( 4) = 5t Λ 5x 5z 5H z 1 ( 5E x 5E y ) ( 5) = 5t Λ 5y 5x 5H x 1 5H z 5H y ( ( 6) = - ΡE x ) 5t Ε 5y 5z 5H y 1 5H x 5H z ( ( 7) = - ΡE y ) 5t Ε 5z 5x 5H z 1 5H y 5H x ( ( 8) = - ΡE z ) 5t Ε 5x 5y 为了将上面的分量表达式进行差分, 应当将考 察 的 空 间 进 行 离 散, 建立空间网格。 三维 空间的网格是由 Yee 氏 元 素[ 1 ] 组 成 的 模 块, 场量可以由 3 个索 引值 i、 j、 k 来确定。时 域 有 限 差 分 法 ( FD TD ) 把空间离散 图 1 Yee 元胞 成 为 一 个 个 立 方 体, 如果是均匀离散的情况则为正方体, 或称“元胞” 。 Yee 氏元素如图 1 所示, 电场分量和磁场分量交错 进行, 符合安培环路定律。 式 ( 3)～ 式 ( 8) 应用中心差分把微分方程转化为 差分方程如下 1 1 ∃t n+ n・ H x 2 ( i, j , k ) = H x 2 ( i, j , k ) + Λij k n n n n E y ( i, j , k + 1) - E y ( i, j , k ) E z ( i, j + 1, k ) - E z ( i, j , k ) ∃z ∃y 1 1 ∃t n+ n・ H y 2 ( i, j , k ) = H y 2 ( i, j , k ) + Λij k n n n n E z ( i+ 1, j , k ) - E z ( i, j , k ) E x ( i, j , k + 1) - E x ( i , j , k ) ∃x ∃z 1 1 ∃ t n+ n・ H z 2 ( i, j , k ) = H z 2 ( i, j , k ) + Λij k n n n n E x ( i, j + 1, k ) - E y ( i, j , k ) E y ( i+ 1, j , k ) - E y ( i, j , k ) ∃y ∃x ∃t n+ 1 n ・ E x ( i, j , k ) = E x ( i, j , k ) + Ε ij k