PHOENICS软件为基础计算自能式断路器气流场

   自能式断路器灭弧室多为不规则形状，因此建立相应的几何模型也是一件比较困难的事。PHOENICS计算是一款专门的流体计算软件，但是它也存在有不足之处。

　　本文率先采用区域扩充法，利用PHOENICS计算流体力学软件与自编程相结合的方式对空载情况下自能式SF6高压断路器灭弧室内喷口部分的气流场进行了计算，得到了较好的计算结果。

　　自能式断路器灭弧室结构非常复杂，存在着压气室、膨胀室、喷口、动触头、静触头等，而且多为不规则形状，因而所涉及到的气流场的边界条件比较复杂。所以在做几何建模的过程中，要准确地对灭弧室的结构建立几何模型是一件比较困难的事情。而几何建模的准确与否关系到能否生成高质量的网格。网格生成所需要的人力时间占一个全部计算任务时间的60%左右甚至更长，因此网格生成技术是得到精确结果的关键技术之一。

　　自能式断路器灭弧室存在着压气室、膨胀室、喷口、动触头、静触头等复杂结构，而且多为不规则形状，使得要准确地对灭弧室的结构建立几何模型是一件比较困难的事情。而几何建模的准确与否关系到能否生成高质量的网格，网格生成技术又是得到精确结果的关键技术之一。所以，针对复杂的几何形状建模困难的情况，该文采用区域扩充法利用PHOENICS计算流体力学软件与自编程相结合的方式对自能式断路器灭弧室内喷口部分的气流场进行了计算，并与其他计算方法取得的结果做了比较，结果证明文中所尝试的方法是有效可行的，为自能式断路器灭弧室气流场的计算提供了一种新思路。

　　目前有很多的专门流体计算软件出现，PHOENICS是世界上第一个投放市场的CFD商用软件（1981），由于该软件投放市场较早，所以在工业界得到广泛的应用。例如，空气动力学、电子器件冷却、喷嘴中的流动等等。早期的PHOENICS在开发时受到基本框架的限制，在人机界面上不很灵活。目前，这个软件虽然在功能与方法上作了较大的改进，但是在建立形状复杂的几何模型的前处理方面仍然有一定的欠缺。另外，自能式断路器的灭弧原理是利用电弧堵塞现象使用电弧自身的能量来熄灭电弧的，所以，对喷口气流场进行分析是一个重要的课题，可以为设计出最佳喷口形状提供理论依据。

　　在流场计算中，一般情况下采用几种方法来处理复杂区域内的换热和流动，如阶梯型网格、区域扩充法、三角形网格、贴体坐标、以及坐标组合法等。本文认为区域扩充法是流体力学中采用的最多的一种方法，技术比较成熟，特点简单明了，而其它的方法都需要在网格划分上花费很大的精力，甚至还要进行坐标变换，因此可能要引入较多的计算误差。采用区域扩充法在一定程度上会延长计算机计算时间，增加存储量，但是，与用规则的网格来处理任意几何形状的计算区域所带来的好处相比是可以不考虑这一缺点的。

　　所以在本文中利用区域扩充法或者通俗的说是挖洞法来对灭弧室复杂结构进行模拟生成计算网格，从而对其中的气流场进行计算。