基于圆环坐标系的三维静电场曲边三角形边界元方法

针对高压电力设备中常见的圆环电极表面电场强度的计算问题,提出了圆环面曲边三角形边界元方法。在该方法中,单元积分严格在圆环表面上进行,求解函数在圆环面曲边三角形单元上沿圆环坐标线性插值,边界单元的外法线方向严格取为圆环面的外法线方向。算例计算结果表明,与直边三角形边界元相比,在网格剖分节点分布相同的情况下,圆环面曲边三角形边界元计算精度显著提高;在计算精度要求相同的情况下,采用圆环面曲边三角形边界元计算,节点数可以大幅度减少,从而对计算机内存需求明显减少,总体计算时间也相应减少。