题目：SF6断路器喷口电弧特性及其控制的研究

高压SF6断路器的开断过程模拟和电弧仿真是高压开关理论研究和产品开发设计的重要环节和必要手段，一直以来都是国内外断路器研究中的重点和热点。本课题以计算流体力学软件PHOENICS为仿真平台，对自能式SF6断路器燃弧过程中电弧的三维模型进行构建和仿真。采用磁流体动力学方程组（MHD）结合湍流模型对电弧、气流场和电磁场的耦合问题进行计算。同时，在PHONECIS中进行二次开发，编写电磁场、电弧能量及电弧旋转等程序，在模型中考虑SF6随压强和温度变化的物性参数。

模拟了200kA 50Hz对称电流下35ms内的燃弧过程，得到了各个时刻电弧形态及压力和速度分布。在对称电流中加入77.88%的直流分量，模拟了非对称电流下的燃弧过程，对比分析了对称和非对称电流下电弧的温度和半径以及膨胀室压力，得到了直流分量对电弧特性的影响。

模拟了20kA 50Hz电流下16ms内，0.06T外加轴向磁场下，电弧的旋转过程，得到了电弧各个时刻的形态和转速。同条件下，模拟了不加外磁场下的电弧形态，对比分析了有外加轴向磁场和无外磁场下电弧参数和膨胀室压力的差异，得到了外加轴向磁场对电弧特性的影响。

模拟了200kA 50Hz对称电流下，35ms过零点电弧熄灭后的弧后热恢复过程，计算了不同RRRV（恢复电压上升率）下的弧后电流，得到了临界RRRV。利用35ms内电弧电阻仿真值，计算了发电机源短路电流，得到了电弧特性对短路电流衰减的影响。