双柱体系统局部电场计算的互偶极子模型

作     者：张嘉琳 康永强 蒲绪宏 李帅兵 Zhang Jialin;Kang Yongqiang;Pu Xuhong;Li Shuaibing

作者机构：兰州交通大学新能源与动力工程学院兰州730070 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室天水741020 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2024年第39卷第12期

页      面：3869-3883页

核心收录：

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 080805[工学-电工理论与新技术] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(52067014) 甘肃省自然科学基金(22JR5RA352) 兰州交通大学“天佑青年托举人才计划”资助项目 

主　　题：双柱体系统 柱体间相互作用 电场分布 互偶极子模型 

摘      要：两相体局部电场计算模型是研究两相体电场分布、相互作用机制等重要课题的关键,而线电偶极子模型是当前双柱体系统电场计算的经典模型,但当柱体间距较近且介电常数较大时,其计算误差显著增大。针对该问题,该文考虑双柱体系统在均匀电场中的相互作用与极化过程,将处于电场环境中的柱体极化过程分解为外电场极化与相互作用极化两个过程,其中外电场极化结果通过位于柱体轴心的自偶极矩表征,而柱体间极化结果通过一个偏离柱体轴心的互偶极矩表征,并由此构建了双柱体系统互偶极子模型。通过与经典线电偶极子模型及有限元模型计算结果的对比发现,所提的双柱体系统互偶极子模型即使在柱体间距D=0.1R且介电常数之比εi/εe=100时,其计算误差仍小于5%,该结果表明互偶极子模型能够在柱体间距较小且介电常数之比较大时,对双柱体系统的电场分布得到较为精确的计算结果。