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随着能源工业的发展,电机、大型电力变压器、高压开关等电气装备的应用越来越多,对它们的性能、质量及制造精度的要求也越来越高,这就要求电气装备制造厂家必须对电气产品进行精确的设计,以满足现代社会对电气产品高质量、高性能的要求。 由于电气产品的形状各异、结构复杂、材料非线性和电磁耦合等特点,利用传统的解析方法难以获得满意的分析和计算结果。随着计算机和计算技术的飞速发展,数值分析法受到越来越普遍的重视,特别是在电气产品的设计和优化中,采用有限元法对电磁场的模拟一直是研究者关注的问题。而应用面向对象的方法来研究有限元,是一种新的设计和构造有限元软件的方法。本文从计算机科学的角度出发,将电磁场数值分析方法与软件科学相结合,研究了面向对象有限元方法的原理,设计了电磁场数值分析可视化软件系统。 文中首先介绍了面向对象有限元的基本概念和发展概况,讨论了这种方法在电磁场数值分析软件应用中的必要性与可行性,系统研究了面向对象的程序设计方法。接着设计了面向对象有限元软件的体系结构,并深入研究了软件可视化平台。根据上述的理论基础,设计完成了基于Windows98/2000/XP平台的可视化软件。这个软件在可操作性、高效性方面具有独到之处。 最后,运用本文的软件对高压断路器的电磁场进行了有限元分析,获得了较为满意的结果,从而验证了本文面向对象有限元方法的有效性和正确性。