电磁学的发展与研究论文

电磁学计算方法的研究进展和状态摘要：介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态，对几种富有代表性的算法做了介绍，并比较了各自的优势和不足，包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。关键词：矩量法；有限元法；时域有限差分方法；复射线方法 1 引言 1864年Maxwell在前人的理论（高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在）和实验的基础上建立了统一的电磁场理论，并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律，这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式，最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧，甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法发展起来，并得到广泛地应用，相对于经典电磁理论而言，数值方法受边界形状的约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点，一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决，常需要将多种方法结合起来，互相取长补短，因此混和方法日益受到人们的重视。本文综述了国内外计算电磁学的发展状况，对常用的电磁计算方法做了分类。2 电磁场数值方法的分类电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等，频域技术发展得比较早，也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑，某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时，频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算，然后做傅里叶反变换才能求得解答，计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化，采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法，如GTD，UTD和射线理论。从求解方程的形式看，可以分为积分方程法（IE）和微分方程法（DE）。IE和DE相比，有如下特点：IE法的求解区域维数比DE法少一维，误差限于求解区域的边界，故精度高；IE法适合求无限域问题，DE法此时会遇到网格截断问题；IE法产生的矩阵是满的，阶数小，DE法所产生的是稀疏矩阵，但阶数大；IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题，DE法可直接用于这类问题〔1〕。3 几种典型方法的介绍有限元方法是在20世纪40年代被提出，在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前，作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法，有限元法已非常著名。有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为：应用变分原理，把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题，利用对区域D的剖分、插值，离散化变分问题为普通多元函数的极值问题，进而得到一组多元的代数方程组，求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤： ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D，并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题，得到如下一组代数方程组：其中：Kij为系数（刚度）矩阵；Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式（2），即可得到待求边值问题的数值解Xi（i＝1，2，…，N）（2）矩量法很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕： L（f）＝g（3）其中：L是线性算子，f是未知的场或其他响应，g是已知的源或激励。在通常的情况下，这个方程是矢量方程（二维或三维的）。如果f能有方程解出，则是一个精确的解析解，大多数情况下，不能得到f的解析形式，只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1，f2，f3，…，fn的线性组合：其中：an是展开系数，fn为展开函数或基函数。对于精确解式（2）通畅是无限项之和，且形成一个基函数的完备集，对近似解，将式（2）带入式（1），再应用算子L的线性，便可以得到： m＝1，2，3，…此方程组可写成矩阵形式f，以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。在电磁散射问题中，散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较，则可以采用一般的矩量法；如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围，那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响，有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的，因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比（N为离散点数），而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧，如采用小波展开，选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。（3）时域有限差分方法时域有限差分（FDTD）是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的，这些年以来，时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性，尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程，利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式，这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置，这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着，反之亦然。这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式，通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算，在执行到适当的时间步数后，即可获得所需要的结果。在上述算法中，时间增量Δt和空间增量Δx，Δy和Δz不是相互独立的，他们的取值必须满足一定的关系，以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件：其中：（对非均匀区域，应选c的最大值）〔4〕。用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散，即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等，因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域，这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数，在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象，对此也应该进行定量的研究，以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间，而由于计算机内存总是有限的，只能模拟有限空间，因此差分网格在某处必将截断，这就要求在网格截断处不引起波的明显反射，使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件，使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射，当然不可能达到完全没有反射，目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求，如Mur所导出的吸收边界条件。（4）复射线方法复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式，在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位，从而直接得出局部不均匀波（凋落波）的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于：通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束／射线束（Bundle ofrays）分析模型；通过费马原理及其延拓，由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术，构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如，复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间，利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索，从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播，因此，提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索，这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。4 几种方法的比较和进展将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情，他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化，得到通用的计算程序，而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长，由于他是区域性解法，分割的元素数和节点数较多，导致需要的初始数据复杂繁多，最终得到的方程组的元数很大，这使得计算时间长，而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题，有限元产生的是带状（如果适当地给节点编号的话）、稀疏阵（许多矩阵元素是0）。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散，多年来人们一直在研究这个问题，试图找到一种有效、方便的离散方法，但由于电磁场领域的特殊性，这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构，一般的剖分方法难于适用；另一方面，由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关，因而人们采用了许多方法来减少存储量，如多重网格法，但这些方法的实现较为困难〔6〕。网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一，采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整，在网格密集区采用高阶插值函数，以进一步提高精度，在场域分布变化剧烈区域，进行多次加密。这些年有限元方法的发展日益加快，与其他理论相结合方面也有了新的进展，并取得了相当应用范围的成果，如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等，还包括一些尚处于探索阶段的工作，如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等，这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。矩量法将连续方程离散化为代数方程组，既适用于求解微分方程，又适用于求解积分方程。他的求解过程简单，求解步骤统一，应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧，如离散化的程度、基函数与权函数的选取，矩阵求解过程等。另外必须指出的是，矩量法可以达到所需要的精确度，解析部分简单，可计算量很大，即使用高速大容量计算机，计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用，已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式，得到关于场分量的有限差分式，针对不同的研究对象，可在不同的坐标系中建模，因而具有这几个优点，容易对复杂媒体建模，通过一次时域分析计算，借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应；能够实时在现场的空间分布，精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性；计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制，其网格空间不能无限制的增加，造成FDTD方法不能适用于较大尺寸，也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多，若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸，而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合，目前这种技术正蓬勃发展，如时域积分方程／FDTD方法，FDTD／MOM等。FDTD的应用范围也很广阔，诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点，在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场，通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献，可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩（雷达舱）、（加吸波涂层）翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制，但其本身是一种高频近似计算方法，由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献，带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势，尤其是对复杂目标的处理。5 结语电磁学的数值计算方法远远不止以上所举，还有边界元素法、格林函数法等，在具体问题中，应该采用不同的方法，而不应拘泥于这些方法，还可以把这些方法加以综合应用，以达到最佳效果。电磁学的数值计算是一门计算的艺术，他横跨了多个学科，是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲，从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要，应大力进行电磁场的并行计算方法的研究，不断拓广他的应用领域，如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。参考文献〔1〕文舸一．计算电磁学的进展与展望〔J〕．电子学报，1995，23（10）：62-69.〔2〕刘圣民．电磁场的数值方法〔M〕．武汉：华中理工大学出版社，1991．〔3〕张成，郑宏兴．小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕．宁夏大学学报（自然科学版），2000，21（1）：76-79. 〔4〕王长清．时域有限差分(FD-TD)法〔J〕．微波学报,1989,(4):8-18.〔5〕阮颖诤．复射线理论及其应用〔M〕．成都：电子工业出版社，1991．〔6〕方静，汪文秉．有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕．微波学报，2000，16(2):139-143.〔7〕杨永侠，王翠玲．电磁场的FDTD分析方法〔J〕．现代电子技术,2001,(11):73-74.〔8〕洪伟．计算电磁学研究进展〔J〕．东南大学学RB （自然科学版），2002，32（3）：335-339.〔9〕王长清，祝西里．电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕．北京：北京大学出版社，1994．〔10〕楼仁海，符果行，袁敬闳．电磁理论〔M〕．成都：电子科技大学出版社，1996．现代电子技术

到楼上楼下等你回来了吗呢吗，你好像你这样啊啊啊啊啊啊？我可能不会爱你们那是匆墨水笔芯片卡莫得购置税票价有没有空的时候就行吧！吗丁啉。好吧，好吧，好了好了好了！你们那儿童房租房子不是吧！

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电磁学研究进展论文

电磁学计算方法的比较胡来平，刘占军（重庆邮电学院光电工程学院重庆 400065）摘要：介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态，对几种富有代表性的算法做了介绍，并比较了各自的优势和不足，包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。关键词：矩量法；有限元法；时域有限差分方法；复射线方法 1 引言 1864年Maxwell在前人的理论（高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在）和实验的基础上建立了统一的电磁场理论，并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律，这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式，最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧，甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法发展起来，并得到广泛地应用，相对于经典电磁理论而言，数值方法受边界形状的约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点，一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决，常需要将多种方法结合起来，互相取长补短，因此混和方法日益受到人们的重视。本文综述了国内外计算电磁学的发展状况，对常用的电磁计算方法做了分类。2 电磁场数值方法的分类电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等，频域技术发展得比较早，也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑，某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时，频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算，然后做傅里叶反变换才能求得解答，计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化，采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法，如GTD，UTD和射线理论。从求解方程的形式看，可以分为积分方程法（IE）和微分方程法（DE）。IE和DE相比，有如下特点：IE法的求解区域维数比DE法少一维，误差限于求解区域的边界，故精度高；IE法适合求无限域问题，DE法此时会遇到网格截断问题；IE法产生的矩阵是满的，阶数小，DE法所产生的是稀疏矩阵，但阶数大；IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题，DE法可直接用于这类问题〔1〕。3 几种典型方法的介绍有限元方法是在20世纪40年代被提出，在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前，作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法，有限元法已非常著名。有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为：应用变分原理，把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题，利用对区域D的剖分、插值，离散化变分问题为普通多元函数的极值问题，进而得到一组多元的代数方程组，求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤： ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D，并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题，得到如下一组代数方程组：其中：Kij为系数（刚度）矩阵；Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式（2），即可得到待求边值问题的数值解Xi（i＝1，2，…，N）（2）矩量法很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕： L（f）＝g（3）其中：L是线性算子，f是未知的场或其他响应，g是已知的源或激励。在通常的情况下，这个方程是矢量方程（二维或三维的）。如果f能有方程解出，则是一个精确的解析解，大多数情况下，不能得到f的解析形式，只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1，f2，f3，…，fn的线性组合：其中：an是展开系数，fn为展开函数或基函数。对于精确解式（2）通畅是无限项之和，且形成一个基函数的完备集，对近似解，将式（2）带入式（1），再应用算子L的线性，便可以得到： m＝1，2，3，…此方程组可写成矩阵形式f，以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。在电磁散射问题中，散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较，则可以采用一般的矩量法；如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围，那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响，有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的，因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比（N为离散点数），而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧，如采用小波展开，选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。（3）时域有限差分方法时域有限差分（FDTD）是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的，这些年以来，时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性，尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程，利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式，这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置，这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着，反之亦然。这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式，通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算，在执行到适当的时间步数后，即可获得所需要的结果。在上述算法中，时间增量Δt和空间增量Δx，Δy和Δz不是相互独立的，他们的取值必须满足一定的关系，以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件：其中：（对非均匀区域，应选c的最大值）〔4〕。用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散，即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等，因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域，这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数，在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象，对此也应该进行定量的研究，以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间，而由于计算机内存总是有限的，只能模拟有限空间，因此差分网格在某处必将截断，这就要求在网格截断处不引起波的明显反射，使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件，使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射，当然不可能达到完全没有反射，目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求，如Mur所导出的吸收边界条件。（4）复射线方法复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式，在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位，从而直接得出局部不均匀波（凋落波）的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于：通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束／射线束（Bundle ofrays）分析模型；通过费马原理及其延拓，由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术，构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如，复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间，利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索，从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播，因此，提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索，这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。4 几种方法的比较和进展将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情，他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化，得到通用的计算程序，而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长，由于他是区域性解法，分割的元素数和节点数较多，导致需要的初始数据复杂繁多，最终得到的方程组的元数很大，这使得计算时间长，而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题，有限元产生的是带状（如果适当地给节点编号的话）、稀疏阵（许多矩阵元素是0）。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散，多年来人们一直在研究这个问题，试图找到一种有效、方便的离散方法，但由于电磁场领域的特殊性，这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构，一般的剖分方法难于适用；另一方面，由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关，因而人们采用了许多方法来减少存储量，如多重网格法，但这些方法的实现较为困难〔6〕。网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一，采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整，在网格密集区采用高阶插值函数，以进一步提高精度，在场域分布变化剧烈区域，进行多次加密。这些年有限元方法的发展日益加快，与其他理论相结合方面也有了新的进展，并取得了相当应用范围的成果，如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等，还包括一些尚处于探索阶段的工作，如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等，这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。矩量法将连续方程离散化为代数方程组，既适用于求解微分方程，又适用于求解积分方程。他的求解过程简单，求解步骤统一，应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧，如离散化的程度、基函数与权函数的选取，矩阵求解过程等。另外必须指出的是，矩量法可以达到所需要的精确度，解析部分简单，可计算量很大，即使用高速大容量计算机，计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用，已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式，得到关于场分量的有限差分式，针对不同的研究对象，可在不同的坐标系中建模，因而具有这几个优点，容易对复杂媒体建模，通过一次时域分析计算，借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应；能够实时在现场的空间分布，精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性；计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制，其网格空间不能无限制的增加，造成FDTD方法不能适用于较大尺寸，也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多，若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸，而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合，目前这种技术正蓬勃发展，如时域积分方程／FDTD方法，FDTD／MOM等。FDTD的应用范围也很广阔，诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点，在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场，通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献，可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩（雷达舱）、（加吸波涂层）翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制，但其本身是一种高频近似计算方法，由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献，带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势，尤其是对复杂目标的处理。5 结语电磁学的数值计算方法远远不止以上所举，还有边界元素法、格林函数法等，在具体问题中，应该采用不同的方法，而不应拘泥于这些方法，还可以把这些方法加以综合应用，以达到最佳效果。电磁学的数值计算是一门计算的艺术，他横跨了多个学科，是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲，从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要，应大力进行电磁场的并行计算方法的研究，不断拓广他的应用领域，如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。参考文献〔1〕文舸一．计算电磁学的进展与展望〔J〕．电子学报，1995，23（10）：62-69.〔2〕刘圣民．电磁场的数值方法〔M〕．武汉：华中理工大学出版社，1991．〔3〕张成，郑宏兴．小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕．宁夏大学学报（自然科学版），2000，21（1）：76-79. 〔4〕王长清．时域有限差分(FD-TD)法〔J〕．微波学报,1989,(4):8-18.〔5〕阮颖诤．复射线理论及其应用〔M〕．成都：电子工业出版社，1991．〔6〕方静，汪文秉．有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕．微波学报，2000，16(2):139-143.〔7〕杨永侠，王翠玲．电磁场的FDTD分析方法〔J〕．现代电子技术,2001,(11):73-74.〔8〕洪伟．计算电磁学研究进展〔J〕．东南大学学RB （自然科学版），2002，32（3）：335-339.〔9〕王长清，祝西里．电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕．北京：北京大学出版社，1994．〔10〕楼仁海，符果行，袁敬闳．电磁理论〔M〕．成都：电子科技大学出版社，1996．现代电子技术

摘要：介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态，对几种富有代表性的算法做了介绍，并比较了各自的优势和不足，包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。关键词：矩量法；有限元法；时域有限差分方法；复射线方法 1 引言 1864年Maxwell在前人的理论（高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在）和实验的基础上建立了统一的电磁场理论，并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律，这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式，最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧，甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法发展起来，并得到广泛地应用，相对于经典电磁理论而言，数值方法受边界形状的约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点，一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决，常需要将多种方法结合起来，互相取长补短，因此混和方法日益受到人们的重视。本文综述了国内外计算电磁学的发展状况，对常用的电磁计算方法做了分类。2 电磁场数值方法的分类电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等，频域技术发展得比较早，也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑，某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时，频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算，然后做傅里叶反变换才能求得解答，计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化，采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法，如GTD，UTD和射线理论。从求解方程的形式看，可以分为积分方程法（IE）和微分方程法（DE）。IE和DE相比，有如下特点：IE法的求解区域维数比DE法少一维，误差限于求解区域的边界，故精度高；IE法适合求无限域问题，DE法此时会遇到网格截断问题；IE法产生的矩阵是满的，阶数小，DE法所产生的是稀疏矩阵，但阶数大；IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题，DE法可直接用于这类问题〔1〕。3 几种典型方法的介绍有限元方法是在20世纪40年代被提出，在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前，作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法，有限元法已非常著名。有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为：应用变分原理，把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题，利用对区域D的剖分、插值，离散化变分问题为普通多元函数的极值问题，进而得到一组多元的代数方程组，求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤： ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D，并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题，得到如下一组代数方程组：其中：Kij为系数（刚度）矩阵；Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式（2），即可得到待求边值问题的数值解Xi（i＝1，2，…，N）（2）矩量法很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕： L（f）＝g（3）其中：L是线性算子，f是未知的场或其他响应，g是已知的源或激励。在通常的情况下，这个方程是矢量方程（二维或三维的）。如果f能有方程解出，则是一个精确的解析解，大多数情况下，不能得到f的解析形式，只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1，f2，f3，…，fn的线性组合：其中：an是展开系数，fn为展开函数或基函数。对于精确解式（2）通畅是无限项之和，且形成一个基函数的完备集，对近似解，将式（2）带入式（1），再应用算子L的线性，便可以得到： m＝1，2，3，…此方程组可写成矩阵形式f，以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。在电磁散射问题中，散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较，则可以采用一般的矩量法；如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围，那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响，有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的，因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比（N为离散点数），而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧，如采用小波展开，选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。（3）时域有限差分方法时域有限差分（FDTD）是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的，这些年以来，时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性，尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程，利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式，这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置，这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着，反之亦然。这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式，通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算，在执行到适当的时间步数后，即可获得所需要的结果。在上述算法中，时间增量Δt和空间增量Δx，Δy和Δz不是相互独立的，他们的取值必须满足一定的关系，以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件：其中：（对非均匀区域，应选c的最大值）〔4〕。用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散，即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等，因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域，这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数，在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象，对此也应该进行定量的研究，以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间，而由于计算机内存总是有限的，只能模拟有限空间，因此差分网格在某处必将截断，这就要求在网格截断处不引起波的明显反射，使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件，使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射，当然不可能达到完全没有反射，目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求，如Mur所导出的吸收边界条件。（4）复射线方法复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式，在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位，从而直接得出局部不均匀波（凋落波）的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于：通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束／射线束（Bundle ofrays）分析模型；通过费马原理及其延拓，由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术，构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如，复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间，利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索，从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播，因此，提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索，这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。4 几种方法的比较和进展将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情，他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化，得到通用的计算程序，而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长，由于他是区域性解法，分割的元素数和节点数较多，导致需要的初始数据复杂繁多，最终得到的方程组的元数很大，这使得计算时间长，而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题，有限元产生的是带状（如果适当地给节点编号的话）、稀疏阵（许多矩阵元素是0）。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散，多年来人们一直在研究这个问题，试图找到一种有效、方便的离散方法，但由于电磁场领域的特殊性，这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构，一般的剖分方法难于适用；另一方面，由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关，因而人们采用了许多方法来减少存储量，如多重网格法，但这些方法的实现较为困难〔6〕。网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一，采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整，在网格密集区采用高阶插值函数，以进一步提高精度，在场域分布变化剧烈区域，进行多次加密。这些年有限元方法的发展日益加快，与其他理论相结合方面也有了新的进展，并取得了相当应用范围的成果，如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等，还包括一些尚处于探索阶段的工作，如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等，这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。矩量法将连续方程离散化为代数方程组，既适用于求解微分方程，又适用于求解积分方程。他的求解过程简单，求解步骤统一，应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧，如离散化的程度、基函数与权函数的选取，矩阵求解过程等。另外必须指出的是，矩量法可以达到所需要的精确度，解析部分简单，可计算量很大，即使用高速大容量计算机，计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用，已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式，得到关于场分量的有限差分式，针对不同的研究对象，可在不同的坐标系中建模，因而具有这几个优点，容易对复杂媒体建模，通过一次时域分析计算，借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应；能够实时在现场的空间分布，精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性；计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制，其网格空间不能无限制的增加，造成FDTD方法不能适用于较大尺寸，也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多，若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸，而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合，目前这种技术正蓬勃发展，如时域积分方程／FDTD方法，FDTD／MOM等。FDTD的应用范围也很广阔，诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点，在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场，通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献，可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩（雷达舱）、（加吸波涂层）翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制，但其本身是一种高频近似计算方法，由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献，带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势，尤其是对复杂目标的处理。5 结语电磁学的数值计算方法远远不止以上所举，还有边界元素法、格林函数法等，在具体问题中，应该采用不同的方法，而不应拘泥于这些方法，还可以把这些方法加以综合应用，以达到最佳效果。电磁学的数值计算是一门计算的艺术，他横跨了多个学科，是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲，从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要，应大力进行电磁场的并行计算方法的研究，不断拓广他的应用领域，如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。参考文献〔1〕文舸一．计算电磁学的进展与展望〔J〕．电子学报，1995，23（10）：62-69.〔2〕刘圣民．电磁场的数值方法〔M〕．武汉：华中理工大学出版社，1991．〔3〕张成，郑宏兴．小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕．宁夏大学学报（自然科学版），2000，21（1）：76-79. 〔4〕王长清．时域有限差分(FD-TD)法〔J〕．微波学报,1989,(4):8-18.〔5〕阮颖诤．复射线理论及其应用〔M〕．成都：电子工业出版社，1991．〔6〕方静，汪文秉．有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕．微波学报，2000，16(2):139-143.〔7〕杨永侠，王翠玲．电磁场的FDTD分析方法〔J〕．现代电子技术,2001,(11):73-74.〔8〕洪伟．计算电磁学研究进展〔J〕．东南大学学RB （自然科学版），2002，32（3）：335-339.〔9〕王长清，祝西里．电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕．北京：北京大学出版社，1994．〔10〕楼仁海，符果行，袁敬闳．电磁理论〔M〕．成都：电子科技大学出版社，1996．现代电子技术

磁电产业发展趋势研究论文

作为一种高技术，磁流体发电推动着工程电磁流体力学这门新兴学科和高温燃烧、氧化剂预热、高温材料、超导磁体、大功率变流技术、高温诊断和降低工业动力装置有害排放物的先进方法等一系列新技术的发展。这些科学成果和技术成就可以得到其他方面的应用，并有着美好的发展前景。从高效率、低污染、高技术的考虑，磁流体发电为高效率利用煤炭资源提供了一条新途径，使得磁流体发电从其原理性实验成功开始，就迅速得到了全世界的重视，许多国家都给予了持续稳定的支持并积极研究燃煤磁流体发电。目前，世界上有17个国家在研究磁流体发电，而其中有13个国家研究的是燃煤磁流体发电，包括中国、印度、美国、波兰、法国、澳大利亚、前苏联等。当前的研究工作主要集中于燃烧矿物燃料的开式循环磁流体发电。苏联、美国、日本和中国等国都建立了一系列磁流体发电装置。技术最先进的是苏联的Y-25型装置。这种装置由以天然气作燃料的开式循环磁流体发电装置和汽轮发电机联合组成，头部的磁流体发电装置的设计功率是25兆瓦。美国在以煤作燃料的磁流体发电装置方面也取得成就，MarkV曾作为电弧风洞的电源投入使用。日本一座场强为5万高斯（即5特斯拉）超导磁场的磁流体发电装置已投入运转。我国于上世纪60年代初期开始研究磁流体发电，先后在北京、上海、南京等地建成了试验基地。根据我国煤炭资源丰富的特点，我国将重点研究燃煤磁流体发电，并将它作为“863”计划中能源领域的两个研究主题之一，争取在短时间内赶上世界先进水平。以液态金属作为工质的闭式循环磁流体发电装置，由于没有转动部件双，比较牢固，而且能够发出交流电，故一般将它作为空间动力的备用装置进行研究。近年来，美国、苏联、以色列还把这种磁流体发电与太阳能源结含起来进行研究。以裂变反应堆为热源、采用非平衡电离效应的闭式循环磁流体发电装置的研究工作尚未取得重大突破。这是因为有磁场时，非平衡电离的实验结果同理论预计相差较远。此外，由于电导率随等离子体密度的增加而下降，所以要求工质处于低气压状态，而这一要求同反应堆的合理设计有矛盾。近年来的研究表明，当等离子体密度足够高时，粒子的平均动能已不再比粒子间的相互作用能大很多，等离子体变成非理想的。这时等离子体的电导率随密度增大而上升，接近金属的电导率。这一性质对磁流体发电以及作为反应堆中携带热量的工质都是十分有利的。随着受控热核反应研究的进展，聚变反应雄-磁流体发电装置有可能成为21世纪中央电站的主要形式。等离子体横越磁场流动的稳定性问题是磁流体发电装置研究的主要问题之一。在低气压闭式循环磁流体发电装置中，由于工质处于非平衡状态，出现的不稳定性较多。除了在等离子体中经常出现的由于局部温度提高而引起电流集中、温度反复上升和电子急剧加速的过热不稳定性和离子声波不稳定性以外，电离不稳定性成为重点研究对象。电离不稳定性出现后，荷电粒子的密度、电流和电场都随空间和时间而迅速变化，从而降低有效电导率，使发电装置的性能明显恶化。有人提出用交替改变平均电流方向（其周期比不稳定发展的特征时间，即振幅增长e倍所需的时间更短）来抑制电离不稳定性的方法。在开式循环磁流体发电装置中，等离子体是处于局部热力学平衡的，不产生电离不稳定性，其他不稳定性也不明显。徂在大型工业装置中，等离子体与磁场的相互作用较强，不稳定性也可能出现。设计通道起初大多采用一维流动模型，随着发电装置功率的增大，需要对通道进行细致的理论研究。超声速发电通道的理论和实验是当前重点研究的项目之一。制造能长时间有效工作的通道和电极材料是当前主要技术困难的所在，而制造能提供高场强的超导磁体是磁流体发电装置能否进入实用阶段的关键问题。

电工就是指电力、电气等工程等专业的简称，评定高级电工技师的职称都要写作技术论文。我整理了电工高级技师技术论文，希望能对大家有所帮助!电工高级技师技术论文篇一：《试谈电工技术实验装置常见故障维修》摘要文章总结了电工技术实验装置常见的故障现象、故障原因及维修方法，包括可调直流稳压电源、三相电源、IGBT元器件等常见故障，总结了诊断故障和处理故障问题的一般步骤和方法。并分析了设备维护的若干原则，对日常电工设备的日常维护有较好的借鉴意义。【关键词】电工技术实验装置故障分析维修方法1 常用的故障排除方法常见故障在进行电工技术实验时，经常会碰到一些故障情况。如果对这些故障形式及原因不熟悉，就无法判定故障原因顺利解决故障，从而影响实验的进行和实验结果的准确性。通过对大量的电工技术实验中出现的故障情况进行分析总结，我们发现了以下一些常见的、典型的故障形式：① 电源故障。这主要表现为电源给电工技术实验装置提供的电压不稳定，偏高或偏低，同时交流电源电流相位不符合要求。②线路故障。在电工技术实验中线路故障比较常见，主要表现在导线连接错误造成的短路和线路接触点接触不良造成的断路。此外，线路故障还有可能形成局部漏电等不良影响。③元器件故障。元器件本身的故障也是造成电工技术实验失败的一个主要原因。有些比较敏感、对实验条件要求比较严格的元器件，一旦其试验方式不符合要求或实验环境达不到标准，就有可能造成元器件出现故障，影响实验进程。故障的排除步骤通过长期对实验故障形式的分析和研究，并结合实际故障维修中的经验，我们总结出了以下分析、判断和处理电工技术实验中常见故障的方式和步骤：调查研究当我们在电工技术实验中遇到故障时，首先就是要仔细观察出现故障的部位、故障的形式及相应的异常现象状况。例如，如实验装置出现发热、散发刺鼻气味、振动异常剧烈、噪音较大等异常现象时，我们就可以通过自身的感觉器官对故障现象、位置及性质做个大致的分析判定，为后续的分析处理提供参考。故障分析判断在以上对实验故障的情况做了初步判断后，我们就要根据已有的知识和经验对故障原因、位置进行进一步的分析和判断。为此，我们可以运用故障排除法来进行。例如在切断或短接故障电路的某一回路或元器件时，测量该回路或元器件的电流、电压值是否符合理论值，进而一步步分析确定回路故障位置。同时，为了判定某一元器件是否出现故障或异常，可以将其用正常元件代替检测，比较前后回路电压、电流参数是否一致来判断。故障维修通过上述步骤探明故障原因及位置后，就要对故障进行维修处理。如果是由于实验元器件出现故障，必要时就要更换正常元件代替实验。如果是回路短路或断路故障，就要重新连接电路并测试正常后才能继续实验。为了不影响实验的进程和结果，在对实验故障进行维修时要尽量采取直接有效、方便快捷的方式进行。必要时要重新设计电路结构和使用可靠度高的元器件，并在排除的所有故障后才可以重新开始实验。

电磁，物理概念之一，是物质所表现的电性和磁性的统称。如电磁感应、电磁波等等。电磁是丹麦科学家奥斯特发现的。电磁现象产生的原因在于电荷运动产生波动，形成磁场，因此所有的电磁现象都离不开磁场。电磁学是研究电磁和电磁的相互作用现象，及其规律和应用的物理学分支学科。麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术，深刻地影响着人们认识物质世界的思想。电磁是能量的反应是物质所表现的电性和磁性的统称，如电磁感应、电磁波、电磁场等等。所有的电磁现象都离不开磁场；而磁场是由运动电荷产生的。运动电荷可以产生波动。其波动机理为：运动电荷e运动时，必然受到其毗邻e地阻碍，表现为运动电荷带动其毗邻1向上运动，即毗邻随同运动电荷e一起向上运动；当毗邻1向上运动时，必然受到其自身毗邻1地阻碍，表现为毗邻1带动其自身毗邻向上运动，即毗邻2随同毗邻1一起向上运动。这样以此向前传播，形成波动。显然，真空中这种波动的传播速度为光速。

低功耗电磁阀发展前景研究论文

电磁阀是靠线圈和磁铁之间作用控制通断的，总是在通电的状态肯定发热，只要不是热的厉害就没事，安全起见，尽量保持通风，不要靠近易燃物品。断电的时候开微调也有气体，两个原因，一个是电磁阀有问题，不能可靠的截止了，再就是管子里面残留的气体，过一段时间就没有了。查看原帖>>

低功耗电磁阀按设计院的选型是小于3W，与普通电磁阀相比，流量没有变化，在其他性能方面更优于普通电磁阀，国内生产厂商咨询-人民仪表，国外生产厂商咨询-ASCO.

SY电磁阀，指的是日本SMC品牌里面的最常用的一个电磁阀系列，型号有SY3000/SY5000/SY7000/SY9000等，主要特点是体积小（宽度10MM），功耗低，反应速度快，寿命长等，目前广泛应用于各种自动化设备。SY系列电磁阀早在90年代已经实现量产，并且目前还是市场主流产品，由于日本工业基础好，制造工艺先进，电磁阀行业起步较早，国内目前电磁阀高端市场几乎都是被进品牌牢牢占据，其中日本SMC品牌占比最大。国内电磁阀生产企业多年来不断积累技术经验，生产工艺也在慢慢提高，目前已经有一批优秀的品牌成长起来，比如ASICKO爱柯智能，2013年就突破10MM低功耗电磁阀核心关键技术，2016年就实现大规模量产，相对进口SY电磁阀，尺寸相同，性能更强，价格更优，为国内自动化发展提供了更有竞争力的产品，目前年销售量已经突破150万只，制造工厂已经获得富士康投资，未来发展前景广阔。

1、2位2通通用型阀2、热水/蒸汽阀3、2位3通阀4、2位4通阀5、2位5通阀6、本安型防爆电磁阀7、低功耗电磁阀8、手动复位电磁阀9、精密微型阀10、阀位指示器

水电厂的发展与研究论文

电力是人们日常生活当中不可或缺的一部分,现在人们对于用电量的需求与日俱增,这也要求我们做好电厂的安全管理工作。下文是我给大家整理收集的关于的内容，欢迎大家阅读参考! 篇1 试谈水电厂安全执行管理摘要：水电厂要提高发电厂的安全、经济执行水平。要积极向同类型的发电厂学习，把他们的先进的工作机制进行推广和实验。经济执行不仅对提高企业的管理水平和技术实力，增加发电效益，确保电网安全稳定执行有着重要的现实意义，还体现了充分利用清洁能源，节能减排的企业社会责任。水电厂将继续按照“安全第一，预防为主，提升管理，重在落实”的要求，在电厂安全经济执行实践方面走一条科学发展的道路。关键词：安全、管理前言: 水电厂在电力系统中担负著调峰调频的重要任务，随着电力系统的快速发展，发电厂的单机容量越来越大，水电厂执行工作逐步走向现场无人值班，少人值守，远方集中控制，迫切要求执行装置自动化进一步提高，监控系统进一步完善，执行人员的工作责任心、安全意识进一步提高，如何开展好水电厂执行安全管理工作，对保证水电厂发电机组的安全员执行意义重大。一、水电厂对装置安全管理要提高水电厂的安全经济执行效率，维护水电厂的正常执行,其装置维护是一项必不可少的工作。如何降低装置维护成本,提高水电厂装置执行的可靠性成了水电厂不可忽略的问题。其一，机电装置的现代化水平要求技术人员的技术要不断的提高，要求技术人员不断学习新技术，来胜任机电装置安全执行工作。这就需要水电厂主动对技术人员进行培训，建立健全规章制度，完善考核机制，提升执行人员对装置的巡检质量及操作水平。其二，安全管理部门要加强管理力度和对装置的分析力度，促进各个部门技术规范化、管理规范化，对于出现磨损的装置及时的维修和维护，防止事故发生。另外，只有发挥了各个部门的技术监督职能，水电厂的机电装置的安全执行才能得到保证。安全部门要不断的细化技术监督内容，而且要定时的对装置进行安全效能检测，提高整体装置的工作质量和安全效能。其三，要定时的对整个装置进行详细具体的检修工作，及时发现装置中存在的隐患，提高装置检修的管理水平。对于各个装置损坏程度的不同，不定时的对装置进行抽查检修，对技术人员的检修工作规范化。对于机器的检修、维护，要形成发现故障、计划检修、检修状态、改进装置等操作一条龙，加强装置检修水平的同时，保证装置能够在最短的时间内检修完成恢复正常使用。因此，通过标准化作业指导、精细化管理等行之有效的装置管理措施，严把装置检修及维护的质量关。统筹协调、合理安排机组执行方式，加大巡回检查力度，及时将可能出现的装置隐患消灭在萌芽状态，大大提高了机组安全稳定执行水平。二、人员素质的管理安全的本质是人、机、环境相互作用的结果，而人在安全活动中处于主导的作用。从完善规章制度入手，不断强化职工的安全意识、安全行为。先后制定下发了一系列制度，强化了各级人员履行安全生产职责的能力，必须通过扎实的业务技能素质培训，才能达到我懂安全的更高层次。 1检视值班记录; 2了解执行方式和注意事项，核对模拟图与实际执行方式相同; 3装置检修及改进情况; 4二次回路变更及保护投退情况; 5装置缺陷及处理情况; 6检修中所做的安全措施; 7装置缺陷、检修作业情况及安全措施、发生的事故情况、处理过程和结果等。认真做好安全生产工作，确保生产正常执行。切实抓好安全生产工作，是我们多发电，发好电的根本保证。安全生产就是全年重点工作的重中之重。要始终坚持“安全第一”的生产方针来开展工作，健全和完善安全生产的组织机构网路，与各部门签订安全生产责任书。并将有关措施落实到部门，落实到班组，落实到职工。加强管理，严格考核制度，根据年初提出的全年工作计划以及各部门的岗位职责，分季度进行按时考核，并将考核结果与内部奖罚制度挂钩，从而有力地保障各项工作、生产的有序进行。三、“两票”管理水电厂安全生产重要保障要有“两票”管理，为了严格执行电力安全的相关规定，结合水电厂实际情况，管理者应当制定细节，突出规范化、统一化、标准化的管理。提高操作票和工作票质量与合格率。两票管理规定中要求有关人员必须严格执行工作票的开工，结束手续，即“四不开工”、“五不结束”。 1.操作票管理，由中控室负责人下达操作指令。操作人结合典型票和历史票在生产管理系统上根据下达的指令拟票由监护人稽核按照流程交由值班人员和负责人核实正确后返回操作人员。操作开始首先在微机防误装置上进行核对模拟正确，同时采取双监护制。 2.工作票操作管理，由工作票负责人在生产管理系统上拟写工作票，由签发人稽核后传至值长处。由值长稽核签收，开工前按照工作票所列安全措施进行操作。经工作许可人到现场确认核实无误后进项工作。工作结束后，办理工作结束恢复临时安全措施。 1负责检查工作票所列安全措施是否正确完备，是否符合现场条件。 2工作现场布置的安全措施是否完善。 3负责检查停电装置有无突然来电的可能。 4对工作票中所列内容性很小疑问，必须向工作签发人询问清楚，必要时应要求作详细补充。 5工作地点或工作任务不明确不开工; 6安全措施的要求或布置不完善不开工; 7审批手续和联络工作不完善不开工; 8检修试验人员和执行人员没有共同赴现场检查及检查不合格不开工。 9检修试验人员未全部撤离工作现场不结束; 10装置变更或改进交接不清或记录不清不结束; 11有关测量试验工作未完成或测度不合格不结束; 12安全措施未全部清理不结束; 13检修人员和执行人员没有共同赴现场验收检查或检查不合格不结束。四、事故处理管理本着解决问题稳、准、快的原则，事故原因分析不清楚不放过;事故责任者和应受到教育者没有受到教育不放过;没有采取防范措施不放过。 1首先应设法保证厂用电源; 2迅速限制事故的发展，消除事故的根原，并解除对人身和装置的危险; 3保证非故障装置继续良好执行，必要时增加出力，保证使用者正常供电; 4迅速对已停电使用者恢复供电; 5调整电力系统执行方式，使其恢复正常; 6事故处理中必须考虑全域性、积极、主动做到稳、准、快。五、结束语：综上所述，由于水电厂担负著电力系统的调峰调频任务，对电网的执行安全意义重大。所以，要求执行人员的安全管理工作必须长抓不懈，在牢固树立“安全责任重于泰山”思想，加强执行装置的检修和维护，严格安全治理，才能保证水电厂的安全稳定执行。参考文献： [1]龚在礼.水电厂机电装置执行与管理[M].黄河水利出版社.2009. [2]陈国庆，谢刚，吴丹清.水电厂执行技术问答[M].北京：中国电力出版社.2005. [3]陈启卷，南海鹏.水电厂自动执行[M].北京：中国水利水电出版社.2009. 篇2 浅析电厂电气的安全管理摘要：随着人们用电需求的加大，电厂的电气装置呈现一种长期执行的工作状态。因此，电厂电气的安全管理工作就显得非常重要。本文主要对电厂电气安全管理进行了分析和探讨。关键词：电厂;电气;安全管理一、电厂电气的安全管理意义 1、是满足人们用电需求的必行之事，时代和社会在不断地发展进步，人们的工作和生活需求也发生了不小的变化。新能源的开发和使用逐渐走入人们的视野，并日益发挥着重要的作用。而电力资源，也成为了时下社会中流行而普及的能源，现代人的生活当中已经不能缺少电的使用而存在。有了电，人们可以进行多方面的娱乐消遣，如看视讯、听音乐、上网等。人们的工作中需要有大量的资讯传递，掌握第一手资料对于注重时效的人而言，意味着工作的成败。而这些环节的完成和有序进行，也不能离开电的支援。总而言之，电的广泛使用是当今人们的生活和工作的需要，而维护这种需要就显得尤为重要了。人们工作和生活用电需求量在逐步加大，这已经是一个不争的事实了。那么，要满足这些需求，就必须要提高电量生产的效率，加大产出。要实现这一目标，电厂进行各个方面的严格而有效的管理是必然的，其中安全方面的管理问题，是不容忽视的重点问题。电厂只有实行科学合理的安全管理，维护电气装置的正常执行，才能提高其生产量，满足人们用电的需求。 2、是保障生命财产安全的需要，电虽然在很多方面给人们的生活和工作带来了便利，同时也存在着较大的安全隐患。这并不是说电是极其危险的东西，人们应该避而远之，只是说安全用电的知识是人人都应该学习和掌握的。人们要重视安全用电，那电厂就更应该注意安全管理电气装置了。 3、是延长电气装置的使用寿命，给电厂创造利润的需要任何一个企业要进行产品的生产和发展，都必须要依靠高阶的装置长期进行运作，才能保证其利益的最大化，使企业拥有更多活力。一旦相关的装置发生异常和故障，被迫停止了生产，而相关的生产工序也受到连带影响，同样无法完成生产。如此一来，企业的损失将是非常巨大的。可见，装置的维护工作在企业的发展中占据着重要的地位。对于电厂而言，这个道理同样适用。电气装置发挥着共建作用，缺少电气装置的生产，电厂将处于非常危险的境地。只有保障电气装置的正常生产和执行，延长其使用寿命，才能为电厂创造更大的利益，为老百姓带来更加便捷的生活。而要做到这些，对于电气装置的维护是必须要做好的工作。装置的维护包括定期巡查检修、安全管理等方面的内容，其中安全管理装置的工作不容小视。二、电厂电气装置安全管理存在的问题受国家节能减排的影响，一些小电厂逐渐淘汰，兼备重组成大型发电厂。大型发电厂规模庞大，现代化的机器装置被广泛使用。因此，在安全管理方面就会存在诸多问题。 1、管理层次不清在复杂的电气系统中，没有明确管理层次，导致反馈的资讯不完整或不真实，不能准确的把握电气装置执行的状况。出现严重故障时不能立刻找到出现问题的地方，没有明确的职责划分，就不好追责，不能引起大家的重视。只有明确管理层次，让出现问题能够及时发现，迅速处理，对发电厂正常执行至关重要。 2、资料缺乏依据，不规范在电气执行过程中会传来一批资料，以便能够及时掌握机器执行状态，出现问题也能及时解决。但是，在实际工作往往出现传递过来的资料不真实，缺乏依据等问题。需要在调查研究中得出真实的资料，来保证电气的正常执行。 3、资讯共享性差电气装置系统是由诸多机器装置连线形成的一个整体，每一个部分都有不同的资料资讯，每部分跟其他都是连线完整的。传回的资讯是分开的，不能实现资讯共享，工作人员不能掌握其他环节的状况，导致当其他机器装置发生故障时，不能及时处理造成无法弥补的损失。三、电气安全管理的内容及相应的措施 1、电力生产中的安全规程电厂的安全管理要有序开展，就必须按照安全规程中的相关规定来做。安全章程是按照实际生产中可能出现的安全问题而制定的规范，包括安全操作电气装置、对人员的熟悉程度要求、微机强行解锁钥匙的严格管理要求、相关人员的明细要求等等，都有很清晰的规定。因此，学习和掌握此规程，对于电厂的电气安全管理工作有着非常重要的意义。根据安全管理的要求，电厂可以定期组织相关的巡检人员进行安全章程的学习，让每一个人心中对安全章程都有一个非常深刻的印象，这在指导自身的工作方面，收效是很大的。当然，这并不是表面的学习任务，而是实实在在有用的安全管理知识，员工在研究的过程中不要抱着完成任务的心态来进行学习，要会学以致用。电厂的领导在组织员工学习的过程中，可以适当加入一些生动的案例，不仅可以提高员工的学习兴趣，对于相关的知识点也能深入细致地了解，对于安全管理的问题也会产生更为全面的认识。 2、建立完善的规章管理制度在我国大部分电厂的电气执行安全管理中，存在的主要问题依然是管理不够科学合理。管理人员的素质不高，管理制度没有真正建立起来或者有制度没有真正的坚持。建立完善的规章管理制度显得格外重要了，对这一制度不仅仅是要求有，而且应该是要从实践操作中得出来的，必须是科学的，切实可行的。制度要求精细，明确责任分工，加强安全生产管理措施，制定全面的生产步骤，以及在出现问题时的应急处理措施，适时举行应急演练等等。让生产工人牢记在心，按照上面的制度要求认真做好每一个环节，确保电气装置安全执行。 3、电厂技术人员的综合素质作为操作电气装置的专业人才，电厂的技术员工肩负著较大的生产责任，而他们综合素质的提高，也是安全管理中一个重要的内容。电气装置不是任何人都能随便接触和操作的，需要具备一定知识和素质的专门从事电力工作的人才能胜任。这就对电力行业的技术人才提出了更高的要求。他们不仅要让电气装置乖乖执行，完成各自范围内的工作，还要懂得检修的相关知识，以便在操作中察觉相应的异常问题，及时解决。高素质的技术人才是需要不断历练和培养的，需要理论与实际相结合的软、硬体基础。简言之，如此高、精、尖的人才需要综合培养。可以经常组织这些人下到基层车间考察和学习，直观地面对该装置，包括它的效能、特点、容易产生的问题、具体的资料资料等方面，都能全面地了解。技术人才的视野一旦扩大了，实践能力提高了，就不会只停留在纸上谈兵的阶段。多元化、高素质的人才，不仅是电厂所需要的技术骨干，也是整个社会致力培养和需要的中坚力量。 4、电气装置和元件的维护很多安全隐患存在于容易被人们忽略的装置细节中，一些安全事故也来源于元件间的组合、操作等方面。因此，电气装置和元件的维护是电厂安全管理的重点内容。定期的检查和修护装置是很有必要的，比如检查电源、电压、仪表等的数值是否在正常范围，装置的执行是否出现异常，元件是否需要更换等问题，都是安全管理中日常所行之事。电气装置的高效执行是电厂得以正常运转的基础。在安全管理工作中，电气装置的维护应该由专门指定的人全权负责，并且规定数量和质量等明细统计。把岗位职责划分清楚，落实到相关负责人，才能提高员工的工作积极性和自觉性，避免应付了事和滥竽充数现象的发生。专门负责的人员确定以后，电气装置的检修、清洁、保养等问题，都是需要定期进行的工作，避免由于不当的装置维护而产生较大的安全问题。四、结语在电厂电气的安全管理工作中，要注重安全管理方面的各项内容，采取相应的措施，才能维护相关的电气装置的正常运作，有效保障人们日益增长的用电需求，维护人们的生命和财产安全。总之，电力生产行业要切实进行行之有效的安全管理，共建和谐而繁荣的经济社会。参考文献： [1]张树海,甄树义.论如何提高电厂电气控制系统的安全执行管理[J].现代装饰理论,2014,06:191. [2]彭光.试论如何提高电厂电气装置的执行效率[J].机电产品开发与创新,2013,03:84-85+88. [3]张洋.电气安全技术及其管理[J].产业与科技论坛,2011,22:225-226. 猜你喜欢

你好，因为回复只能是1万字，还有一篇没法给你贴过来了，我把网址给你发过去，你看哪篇可以吧中国论文中心--浅谈水利水电工程质量管理：大型水利水电工程项目管理方法研究摘要：龙滩水电站是国家西部大开发的十大标志性工程和“西电东送”的战略项目之一，是红水河梯级开发的控制性工程。项目的管理组织在建设这样宏大的工程中起着决定性的作用。本文详细介绍了龙滩水电站建设管理的组织模式、工程招标采购的方法和合同管理方法等。关键词：水利水电建设管理研究实践龙滩水电站是国家西部大开发的十大标志性工程和“西电东送”的战略项目之一，是红水河梯级开发的控制性工程。工程已于2001年7月1日开工建设。龙滩水电站位于红水河上游广西壮族自治区天峨县境内，设计总装机容量630万千瓦，概算总投资243亿元。1999年12月26日，由原国家电力公司（出资33%）、（出资32%）、广西开发投资公司（30%）、贵州省基本建设投资公司（出资5%）共同发起组建龙滩水电开发有限公司，全面负责龙滩水电站的建设和运营管理（电力体制改革后原国家电力公司和原广西电力有限公司的股份全部划给中国大唐集团公司）。为保证龙滩水电站的顺利建成，项目业主龙滩水电开发有限公司在工程建设过程中，深化改革，对在当今社会环境中大型水利水电工程项目管理的方法，进行了有益的探索、研究与实践。按照“项目法人制、招标投标制、建设监理制、合同管理制”原则对工程项目进行管理。 1.工程建设管理的组织模式项目的管理组织在建设这样宏大的工程中起着决定性的作用。按照传统的工程建设的管理组织方式，业主班子将是一个庞大而又复杂的组织机构。在设计项目管理组织时，项目业主以市场经济的思维方法构思项目管理组织的模式，形成了按投资多元化、管理社会化、经营市场化建立工程项目管理组织的总体构想。这一构想就是要充分利用改革的成果，运用市场经济的运作机制，实行龙滩水电工程建设的社会化管理。作为电站建设的业主，龙滩水电开发有限公司负责电站的建设及运营，对水电站总体规划与设计实施强有力的管理。公司在各参建主体中积极发挥主导作用，倡导管理创新，通过贯彻对合同主线实施“静态控制、动态管理”的思路，促进各参建单位形成自觉的质量品牌意识、市场竞争意识及顾全大局的观念，使工程进展较顺利，质量、工期、投资等方面均得到有效的控制。龙滩水电开发有限公司本着精干、高效的原则和建立现代企业制度要求，为更好地发挥公司工程建设责任主体和实施主体的作用，加快工程进度、质量、投资、控制，进一步明确职责，规范运作，科学管理，提高管理水平。公司管理机构设置为“九部”，即：工程建设部、计划合同部、机电物资部、工程技术部、财务管理部、党群工作部、总经理工作部、环保移民部、人力资源部。目前，正式职工85人。除此之外，充分借用和发挥社会专业力量，将部分专业工程委托社会化的专业部门或机构对其的实施进行管理。这样，形成了水电站项目业主与社会专业机构是以经济关系建立起来的具有特色的大型项目的工程管理组织结构模式，实现了工程项目的社会化管理。在工程的具体事务管理中，水电站项目业主又是按市场化经营的方法进行运作，充分利用市场机制为水电站建设管理提供服务，使水电站建设得到有力的社会支撑。如水电站项目中某些设备的采购、货物的仓储、设备和大宗材料的运输、有关的辅助服务等均按市场原则通过经济合同来实现。社会化管理使业主的工程事务管理工作量大大减少，业主班子的人员规模可以降低至最低点，项目管理工作的效率和效果提高，降低了建设成本。水电站项目业主由此可以集中精力管理重大问题，在整个建设过程中定思路、定标准、定制度，一手抓规划设计和工程建设，一手抓工程招标和合同管理，这样在总体上就把握住了水电站建设的方向。各社会专业机构在统一的规范和规则下，各司其职，负责相应专业工程的具体实施工作。实行社会化管理，还可得到社会上最优秀的各方面的专业人才为水电站建设服务。 2.工程招标采购的方法 .项目招标龙滩水电站工程项目分标按照标界清晰，便于合同管理，优化施工布置，减少施工干扰的原则，将工程项目分标如下表：序号合同名称备注 1.左岸导流隧洞及左岸岸坡工程葛洲坝集团公司中标承建 2.右岸导流隧洞及右岸岸坡工程江桂联营体中标承建（江南水电工程公司广西水电工程局联营体） 3.大坝工程七局八局葛洲坝联营体中标承建（水电七局水电八局葛洲坝集团有限公司联营体） 4.地下厂房工程1478联营体中标承建（水电第十四工程局水电第七工程局水电第八工程局联营体） 5.升船机工程待招标 6.大法坪砂石系统工程葛桂联营体中标承建（葛洲坝集团有限公司广西水电工程局联营体） 7.水轮发电机组及附属设备制造水轮机有东方电气集团中标制造发电机有哈尔滨电机有限责任公司中标制造 8.大坝及引水系发电系统金属结构及机电设备制造待招标 9.升船机设备制造待招标针对招标项目规模大、技术要求高，项目业主在2001年初即制定了招标管理办法，并报原国家电力公司备案，规范了招标工作程序。对项目立项、招标组织、招标程序、招标方式及投标条件、标底编制、评标委员会、保密事项等都作了规定，明确了责任。对投资200万元以上的建筑安装项目，一般采用公开招标方式，对投资在200万元以下的建筑安装项目，一般采用邀请招标的方式，邀请对象为目前正在龙滩工地施工的六家大型施工承包人投标。对部分监理等服务项目和零星机电设备项目，采用询价后的邀请招标方式，邀请投标人不少于三家。招标过程中，重点把握以下几点： .认真审查招标文件，保证招标文件的合法性和严密性。 .认真组织开标工作，保证竞争的公平和有序性。所有的招标项目，均采用公开开标，开标时有公证员现场公证，公司监事会和广西检察院预防职务犯罪处派员过程监督，保证开标过程的公正。 .认真组织评标工作，保证评标过程的合法、公平、公正、合理。公司在评标过程中严格按照国家计委等7部委联合发布的《评标委员会和评标方法暂行规定》来执行，外聘合格专家在评标委员会专家总人数的2/3以上，评标办法在开标前作为招标文件的组成部分发给所有投标人，评标委员会专家采用综合评分法和独立评标。按照评标委员会推荐2~3命中标候选人，公司招标领导小组定标的程序确定中标人。招标评标的整个过程有广西检察院预防职务犯罪处派员监督，监督全体评标人员都能遵守评标纪律，避免外界干扰，使整个评标工作都能按照既定合法程序进行，保证了评标工作的公正公平性。 .无标底工程招标实践无标底工程招标是在龙滩水电站建设中采用的一套完整的工程招标方法，它的核心是在工程招标时不编制招标的标底。它不是以“标底”作为工程招标的衡量准绳和评标尺度，而是通过一套严密、科学的招标操作程序和评标办法来决定工程合同的授予者。实施无标底工程招标，按市场规律组织公开、公平、公正的竞争，排除了任何人为因素的干扰，保证了评标结果的客观性和公正性。实施无标底工程招标，实质上对招标工作提出了更高的要求和挑战，在市场发育不完善的条件下，其存在着很大的风险，必须要有真正坚持“剥夺每一个人的特权”的精神和勇气，要敢于战胜自我。其次，实行无标底工程招标，需要很高的条件，它要求招标者必须具有十分丰富的工程经验、扎实的专业知识、相当高的技术水平和对工程所具有的深刻的判断能力。即在无标底招标条件下，招标者应具备的评标方法和指标参数的合理确定、招标文件的严密编制、工程招标的有序组织、以及对投标单位资质管理和选定等的综合能力。通过对大量工程招标经验的总结和思考，水电站项目业主认识到只有从管理制度上、管理方法上采取措施，才能铲除腐败的温床，彻底消除工程招标中的负面影响因素，真正地实行公开、公平、公正的工程招标与采购。由此，龙滩水电站形成并确定了工程招标采购的总体构思，其核心思想和总则是：在工程招标采购中要“剥夺每一个人的特权”；工程招标采购中的权力必须受到监督。在这样的指导思想下，水电站项目业主根据龙滩水电站的实际，进一步对工程招标采购的方式和方法进行了探索，研究如何从制度上、技术上清除各类消极因素存在的可能性，在上级有关部门的支持下设计出一系列有关工程招标采购的组织方法、管理办法和规章制度，具体包括：无标底工程招标的方法；科学公正的评标办法；承包商资质信用的预审控制方法；招标采购的组织机制；工程招标文件的编制方法；工程招标中的技术要求；以及实施闭口总价和固定单价合同的措施等。 3.合同管理 .合同管理的特点龙滩水电站建设管理完全按照现代企业管理模式进行，合同管理制是建设管理的主线，其主要特点是： .严格合同的预管理。所谓合同的预管理，就是合同签订前，合同项目的计划立项、招标文件的编制及审查等，这是合同签订后能否顺利实施的关键。招标文件的编制和审查要以技术要求合理，商务要求严谨、公平，整体规划可靠为原则。 .严格合同的签订程序。每一份合同的签订之前，合同文本都经各业务职能部门会审把关，然后甲乙双方要进行平等协商，就双方关心的问题达成一致意见。这样减少合同执行难度。 .严格按合同办事。在履行合同过程中，严格按合同约定办事，对质量、进度、安全、造价、文明施工等管理要求，都遵从合同约定。合同双方是平等的合同主体，一切事务的处理都以合同为准绳。监理工程师和设计代表，以及其他服务单位，都在合同规范的范围内履行职责。对于设计变更和自然因素造成的费用增加，依据合同条款规定，本着公平公正的原则进行处理。 .完善合同清算工作。合同履行结束，逐一对合同进行清算，一方面，合同竣工资料要求齐备并符合国家档案管理要求，另一方面对合同费用问题要有最终决算，双方对决算结果都要签字认可。龙滩水电站建设的合同管理只刚刚开始，随着工程的进展，必然有许多新问题新情况，还有待于项目业主去研究去解决和实践。 .强化工程合同管理的核心地位随着我国的经济由计划机制向市场机制的转轨，大型建设项目的管理也势必由国家经济体制改革的不断深入而发生变化。市场经济就是法制经济、信用经济，水电站项目业主认识到，龙滩水电站建设必须实行严格的合同管理制，必须以合同为主线、以合同为核心实施工程项目管理。 .从组织上采取措施，实施规范化、制度化、标准化的合同管理，制定一整套合同管理的有关工作制度和规定，对合同管理的组织、合同管理的程序以及合同的起草、谈判、审查、签订、履行、检查、清理等每一个工作环节均作出明确规定。 .树立水电站建设管理中的一切行为均以合同作为惟一依据的意识，合同运用于项目管理的各个方面，以合同、经济手段管理和实施水电站工程。 .选择确定符合水电站建设特点的工程承发包模式和合同结构，通过合理的合同结构实现和保证水电站项目管理组织的目标结构和运作。 .根据水电站工程的具体情况和现实的社会经济环境条件，在龙滩水电站的前期大部分主要工程项目上均实行闭口总价合同，锁定建设成本。强化合同准备工作，从技术上和经济上采取措施，创造和建立实施闭口总价合同的前提条件：坚持以施工图进行工程招标，最大限度地避免和减少工程实施过程中的不确定因素和随意性；强化工程招标中的合同意识，努力完备和详细一切技术资料和现场环境条件，使承包单位能够以最小的风险在完全公平的环境中进行投标竞争；严密制定合同文件，合理确定工程合同的界面与工程范围，事前分析可能存在的不确定事件和风险，有针对性的采取保护措施；充分考虑和保证承包单位的利益，引导承包单位注重技术方案的竞争，集中力量用于工程的实施，从而保证工程的质量和进度。 4.工程管理方法的研究与实践通过对项目目标控制方法的不断研究和实践，龙滩水电站在工程管理和控制的具体方法方面形成了一些较有特点、较为成功的做法。 .通过规划设计、科学技术、工程招标控制项目投资。在龙滩水电站的投资控制工作中，从工程的规划设计、工程技术、工程招标等方面入手，控制工程的投资，节约建设成本。水电站项目业主坚持以设计为重点进行项目的投资控制，以极大的精力投入于工程的设计工作，进行设计方案的比较和改进，由此才有左右岸导流洞洞形设计方案的改变，经过设计优化的导流洞洞形设计方案，节约了大量的投资。控制水电站项目投资的另一思路是以现代科学技术为先导，依靠科技来实现投资控制的目标。在工程的设计、施工方案、设备选型等各项工作中，均设立相应的研究课题，投入科研经费，开展了大量有关工程建设的科学研究、试验和实验，取得许多科研成果。这些研究成果的应用既解决了工程难题，又为节约投资提供了有力的支持。通过严格、严密的工程招标是控制投资的又一思路。通过重点强化工程招标工作，建立公平、公正、公开竞争的良好环境，以最合理的合同价获得最好的施工队伍和最强的工程保障能力以及可靠施工技术方案。此外，前期工程通过实行工程闭口总价合同，充分依靠和发挥监理的作用等一系列控制措施和方法，使龙滩水电站的实际投资被控制在计划的目标投资值以内。 .独立平行的工程质量监理。工程质量不仅关系到建设资金的有效使用，而且关系到社会公众利益、生命和财产的安全。水电站项目业主以制度建设作为抓好工程质量的根本保证，建立层层负责的质量责任制，形成全过程、全方位的质量保证体系；以工程招标、工程监理、合同管理作为工程质量管理的基础性工作。尤其是对于工程监理工作，在具体的做法上采取了特殊的措施，即在所有的工程监理合同中规定：工程监理单位必须同时与施工单位各自独立平行地进行全部工程的质量检测，包括必须使用独立平行的检测仪器和工具；独立平行地实施质量检测；获取独立平行的检测数据和资料；提交独立平行的检测报告等。这样在每一个工程上，都能同时得到分别来自监理单位和施工单位的各自独立的两套质量检测与评估报告，可以切实掌握工程质量的真实情况，确保得到一流的施工质量。 .依靠科技缩短建设工期。对于为期年左右的建设工期，首先是以严谨的科学态度，分析论证进度目标实现的可能性以及存在的主要影响因素。针对关键问题，事先研究制定解决的方案，超前采取措施进行了一系列技术实验和系统研究等。在得到了解决所面临的一系列重大难题的系统方案之后，水电站项目业主紧紧抓住2007年7月1日水电站第一台机组发电的进度控制总目标不放。在工程的建设过程中，集中力量做好项目前期的各项准备工作，抓紧工程的设计工作，为后期项目实施阶段工程的顺利展开积极创造条件。在进度控制工作中，以进度大节点作为控制的关键，保证落实大节点目标；建立工程协调制度，定期或不定期地协调各参建单位之间的进度关系；实施工程进度的动态控制，及时调整进度计划。科学的进度规划和有效的进度控制，为确保了龙滩水电站发电目标的按期实现。 .文档资料的制度化、规范化管理。为加强水电站项目档案管理，建立健全项目档案，龙滩水电站制定了有关工程文档资料、工程竣工资料等的管理制度和规定，实行文档资料的制度化、规范化管理。其中，采取的一个有效管理方法是赋予业主档案资料室在档案管理中的一项特殊权力：工程合同尾留款的支付签发权。水电站项目业主在工程合同中均约定，预留合同价款3％～5%的工程尾留价款，作为工程保证金和工程竣工资料、项目档案的保证金。合同规定，工程参建单位必须严格按照要求收集、整理、归档工程各环节的文件资料；工程竣工资料、项目档案经业主档案资料室认可接收，签发归档交接单之后，才能获得最终尾留款的支付。通过经济制约手段，有效、及时、规范地健全了龙滩水电站的前期工程项目档案。运用上述这些管理思想与方法组织与实施工程项目管理，使龙滩水电站的建设取得了良好的效果和成绩： .水电站的设计起点高、意识超前，通过一次规划、分期实施、滚动开发的构想，圆满成功地解决了远期与近期建设的有机协调，实现了规划设计的可持续发展。 .通过水电站总体规划的不断优化和调整、通过合理的设计来节约投资；以现代科学技术为手段，提高项目建设各阶段、工程各方面的科技含量，实现了项目的投资控制目标，节省了相当的建设资金。 .以系统科学的思想，严格按照建设程序，通过科技的投入，分析研究建设过程中的关键问题与因素，采取措施，实现了水电站建设项目的进度目标。 .通过实施项目的规范化管理、严密严格的合同管理、质量保证体系的建立、质量责任制的落实、独立平行的质量检测等切实和有效的方法，确保了一流的工程质量。

《2007年现代水利水电工程施工项目管理规范实用全集》...《2007年现代水利水电工程施工项目管理规范实用全集》...《2007年现代水利水电工程施工项目管理规范实用全集》...第一篇水利工程观测与管理第一章水利工程管理内容第二章水库控制运用第三章用水管理第四章土石坝的检查观测第五章混凝土及砌石坝的检查观测第六章土石坝的养护修理第七章混凝土及浆砌石坝的养护修理第八章水闸和溢洪道的运用管理第九章遂洞和涵管的养护修理第十章渠道及渠系建筑物的运用管理第十一章堤防管理与防汛抢险第二篇水利水电工程合同条件应用与合同管理实务第一章合同法在水利水电工程中的应用第二章水利水电工程合同的的订立与效力第三章水利水电工程合同履行与变更第四章水利水电工程合同的违约与担保第五章水利水电工程合同与计价方式第六章水利水电工程施工合同通用条件第七章水利水电工程施工合同专用条件第八章水利水电工程施工合同管理案例第三篇水利水电工程建设项目施工监理第一章工程建设监理第二章施工前期的监理工作第三章施工过程中的监理工作第四章工程验收与移交的监理工作第五章其他监理工作第六章常见施工监理监控要点第七章工程建设监理实例第四篇水利项目申报与审批第一章法律和行政法规设定的水利行政许可项目第二章国务院决定设定的水利行政许可项目第三章国务院办公厅公布保留的水利非行政许可审批项目第四章水利项目申报与审批必备法律和行政法规文件第五篇水利水电工程建设项目管理规范第一章水利水电工程项目管理总论第二章水利水电工程项目管理术语第三章水利水电工程项目范围管理规范第四章水利水电工程项目管理规划规范第五章水利水电工程项目管理组织规范第六章水利水电工程项目经理责任制第七章水利水电工程项目合同管理规范第八章水利水电工程项目采购管理规范第九章水利水电工程项目进度管理规范第十章水利水电工程项目质量管理规范第十一章水利水电工程项目职业健康安全管理规范第十二章水利水电工程项目环境管理规范第十三章水利水电工程项目成本管理规范第十四章水利水电工程项目资源管理规范第十五章水利水电工程项目信息管理规范第十六章水利水电工程项目风险管理规范第十七章水利水电工程项目沟通管理规范第十八章水利水电工程项目收尾管理规范第六篇水利水电工程项目管理模式及其创新第一章水利水电项目管理模式创新概述第二章水利水电工程项目管理模式创新基本理论第三章水利水电工程项目融资模式第四章水利水电工程交易模式第五章水利水电工程项目管理模式发展创新及其路径分析第六章水利水电工程项目融资模式设计分析第七章水利水电工程项目交易方式设计分析第八章水利水电工程交易合同设计分析第九章水利水电工程项目管理模式的评价与决策第七篇水利水电工程项目管理实务第一章项目交付系统第二章责任与权利第三章驻地项目代表办公室职责第四章施工文档施工记录与施工报告第五章工程项目的电子化管理第六章项目管理说明书与图纸第七章在合同管理中使用说明书第八章建筑施工法律与劳资关系第九章施工安全第十章会议与谈判第十一章风险和责任的分配第十二章施工前的运营第十三章施工计划第十四章 GPM施工进度计划的基本原理第十五章施工操作第十六章价值工程第十七章测量与付款第十八章建筑材料与工艺第十九章变更与额外工作第二十章索赔与纠纷第八篇水利水电工程造价与管理第一章水利水电工程造价概论第二章水利水电工程量计算第三章水利水电工程量清单的计算与编制第四章水利水电工程量清单计价第五章项目工程招标与投标管理第六章项目工程合同管理第七章水利水电工程造价管理应用软件附录..........................................................................................................................《2007年现代水利水电工程施工项目管理规范实用全集》《2007年现代水利水电工程施工项目管理规范实用全集》《2007年现代水利水电工程施工项目管理规范实用全集》《常用低压电器设备与成套装置外形安装尺寸及接线方案标准工程图集》优惠价:元《最新水利水电工程概预算定额编制与清单计价规范及招投标标书编制实用手册》优惠价:元《水利水电工程试验与监测(检测)工程师手册》优惠价:元《2006年新编水利水电工程建设实用百科全书》优惠价:元《最新水电建筑工程预算定额与施工机械台时费定额应用手册》优惠价:元《锅炉压力容器十大技术标准规范》优惠价:元《水工建筑物设计施工与运行维护实用手册》优惠价:元《突水水源与突水通道封堵材料与装备实用手册》优惠价:元《水利水电工程测量与勘测勘察新技术实用手册》优惠价:元《最新水利水电工程施工验收评定行业标准国家标准及强制性条文》优惠价:元《水电厂(站)水轮机检修、故障处理、运行调试与维护综合技术手册》优惠价:元《工业循环冷却水处理技术与监测控制方法及标准规范实务全书》优惠价:元《水利水电工程安全鉴定与除险加固新技术实用手册》优惠价:元《125-300MW火电机组锅炉汽轮机电气仪控设备安全调试运行及危险点预测故障分析技术手册》优惠价:元《水利水电企业岗位培训与绩效考评全书》优惠价:元《水电站大坝运行安全管理规定实施手册》优惠价:元《2006年新编水利水电工程设计规范与施工安装标准图集图解实用全集》优惠价:元《现行水利水电工程新规范2004-2005年实施手册》优惠价:元《2005年水资源保护与经济效益分析及水价制定原则实务全书》优惠价:元《水利水电工程测量与勘测勘察新技术实用手册》优惠价:元《最新水电工程概、预算定额应用手册》优惠价:元《水利水电物资采购项目预算与招标投标标书编制及评标定标实用手册》优惠价:元《10千伏以上供配电工程设计与施工实用手册》优惠价:元《水利水电项目评估方法与可行性研究报告编制实用手册》优惠价:元《水电站水闸、启闭机、压力钢管设计施工、运行维护新技术、新标准及常用数据实务全书》优惠价:元《现行水利水电工程新规范2004-2005年实施手册》优惠价:元《最新发电厂水处理工程优化设计及施工新技术手册》优惠价:元《最新水利水电工程合同文本编制与签约规范管理及违约责任处理实用手册》优惠价:元《水利水电工程建设施工国际先进技术与通用标准汇编》优惠价:元《最新水电建设工程工程量清单计价规范实施手册》优惠价:元《最新水利水电工程建设项目招标投标违法行为与投诉处理实务全书》优惠价:元《水利水电工程项目竣工验收备案管理手册》优惠价:元《2006年新编水利水电工程建设实用百科全书》优惠价:元《火电热工通用技术及自动化技术标准操作规程实用手册》优惠价:元《水利水电工程建设项目货物招标投标管理实用手册》优惠价:元《2005年现代火力发电机组集控运行实用手册》优惠价:元《水利水电行业法律法规条文释义与违法纠纷应对方法及案例分析实务全书》优惠价:元《水利水电工程地质测绘规程与工程地质勘察、试验及监测标准规范手册》优惠价:元《2004版最新水利水电工程施工组织设计与施工新技术规范及工程概预算实施手册》优惠价:元《最新水利水电工程质量监控与通病防治实施手册》优惠价:元《水电厂设备安装、运行、维护、检修与标准规范全书》优惠价:元《水库大坝运行维护与病险检测处理技术及标准规范应用实务全书》优惠价:元《水利水电工程地质勘察与测绘新技术应用及最新技术标准实务全书》优惠价:元《水利水电工程设计工程量计算规定与水利水电工程概预算补充定额实施手册》优惠价:元《2004版最新水利水电导流工程施工工艺与技术标准实用手册》优惠价:元《水利水电工程建造师与项目经理实用手册》优惠价:元《水利水电企业岗位培训与绩效考评全书（带光盘）》优惠价:元《水处理设备设计、制造新技术与定型产品分类汇编实用全书》优惠价:元《水利水电建设工程征地补偿和移民安置及监理监测评估实用手册》优惠价:元《水电站大坝安全监测与渗透滑坡防治及坝体加固新技术应用手册》优惠价:元《2006版水利水电工程施工与技术管理手册》优惠价:元《最新水利水电混凝土工程施工新技术百科全书》优惠价:元《2004版最新水利水电灌浆工程施工工艺与技术标准实用手册》优惠价:元《火电厂磨煤机与制粉系统设计与应用百科全书》优惠价:元《架空绝缘配电线路设计.加工.安装工程图集》优惠价:元《水利水电工程建造师工程管理实务全书》优惠价:元《最新发电厂水务工程设计实用手册》优惠价:元《火电厂循环冷却水处理技术与水质控制方法及标准规范实务全书》优惠价:元《节水设备与节水器具创新设计、生产制造及应用技术标准实用手册》优惠价:元《2005最新水利水电工程建设项目招标投标违法行为与投诉处理实务全书》优惠价:元《水利水电建设工程征地补偿和移民安置及监理监测评估实用手册》优惠价:元《最新水利水电工程勘探新工艺新设备应用与工程质量监控新规范、检测新技术标准实务全书》优惠价:元《水电厂(站)水轮机检修、故障处理、运调试与维护综合技术手册》优惠价:元《最新水利水电工程造价、计价与工程量清单编制及报标报价实用全书》优惠价:元《水利水电行业专项资金申报、审批与管理办法及预决算编制指导全书》优惠价:元《水利水电企业经理工作全书》优惠价:元《水电设备安装工程概（预）算定额应用手册》优惠价:元《最新水利水电工程建设征地补偿与移民安置管理领导干部工作全书》优惠价:元《水利水电工程设计与施工新技术全书》优惠价:元《新编水利水电工程施工招投标标书编制实用手册》优惠价:元《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例实施手册》优惠价:元《2004版最新水利水电防渗工程施工工艺与技术标准实用手册》优惠价:元《水利水电工程概算造价及招投标运作与施工监理实用全书》优惠价:元《水电工程施工安全生产许可达标与危险源辨识、重大事故应急救援及安全操作规程和国家标准法规大典》优惠价:元《最新水利水电工程安全施工质量监督与质量验收标准规范及国家强制性条文》优惠价:元《最新水利工程建设项目施工招投标管理与工程设计、施工概预算定额及质量监管实用全书》优惠价:元《水利工程建设项目招标投标管理与行政监察及违法违纪行为查处实务全书》优惠价:元《2007年现代水利水电工程施工项目管理规范实用全集》优惠价:元《2007年现代水利水电工程建设施工技术实用全集》优惠价:元《水利水电工程施工十大技术标准规范及工程建设标准强制性条文》优惠价:元《新形势下水利水电站站长管理艺术与工作创新实务全书》优惠价:元《2007最新水利水电工程施工验收评定行业标准国家标准及强制性条文》优惠价:元《水电设备安装工艺与运行维护及故障诊断检修新技术指南》优惠价:元《工业循环冷却水处理新技术与水质控制方法标准规范实用手册》优惠价:元水利水电工程共:26页当前为:1页首页上一页下一页末页 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华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告（参考）年月日学生姓名 .... 学号 .... 专业工程管理题目名称彭城水电站水能计算及经济评价课题来源主要内容本次毕业论文的目的是通过系统科学地了解某小型水电站的设计过程，提出水电站的不同设计方案，并对其进行充分合理的经济评价，更好的确定水电站的规模和运行方式，追求经济利益最大化。同时，本次设计有助于我们了解和掌握我国中小水电站的设计方法与思路，理论与实际结合，提高我们的实际工作能力我们研究的对象为彭城水电站，其位于邯郸市峰峰矿区彭城镇羊角铺村东南200m处，是利用跃峰渠向东武仕输水之水量进行发电的第五级水电站。彭城水电站为无调节引水式水电站，在羊角铺村西南220m滏源沟上筑坝建闸引水，在该沟左岸经1250m长引水至村东南电站厂房形成约11m的落差进行发电。由于水源可靠保证率高，能基本达到电站设计发电量和年利用小时数，同时其发电后的尾水经滏源沟流入东武仕水库，调节后可成为邯郸市的工业和生活用水。彭城水电站地处半干旱地带，属温带大陆性气候，多年平均气温为℃,一月份最低平均气温为-22℃，七月份最高平均气温为℃,最高可达℃。多年平均年降水量为595mm，最小年降水量为343mm。1963年3月最大降雨量达1250mm。年平均无霜215天，多年平均年蒸发量。针对本次毕业设计，我们可按以下几步骤实施：首先熟悉整理已有的资料，同时根据设计内容，大量查阅相关文献书籍及设计资料，了解中小水电站设计、施工等知识，同时还要了解彭城水电站的设计背景情况。在此基础上，有针对性地收集有关资料，利用本专业学过的有关课程知识，进行资料的整理、归纳和计算分析，选择研究分析的方法；其次运用工程水文，水利水能规划及工程经济学等专业知识，针对彭城水电站的具体情况，基本水文资料，进行水文资料的可靠性，一致性，代表性的三性审查，然后根据各个测站的水文资料进行水量的还原计算。然后根据漳河河南、河北实际用水量进行分水计算推求彭城水电站实际的可用水量。这部分重点研究的问题是水文资料的还原计算，设计年径流的计算以及结合分水方案确定可利用水量；再次，利用推求出的水电站的可利用水量，根据小水电水能计算的方法，计算出彭城水电站的保证出力。依据《小水电水能设计规程》，利用年利用小时数法（或水能最优利用率法），结合水电站的基本特征，确定水电站的装机容量。再根据彭城水电站的设计装机容量，水电站的水头、流量等因素，结合水轮机的型号，确定水电站的装机台数。根据水电站的可利用水量，计算每台机组在不同水平年的实际发电量。利用三个代表年法计算出水电站的多年平均发电量。这部分重点研究的问题是根据可利用水量，选取最优装机容量；最后的经济评价主要是依据《水利建设项目规范》进行，分析社会经济评价和企业财务评价。根据电站投资效益论证工程的经济合理性，根据电站的实际收支，评价财务可行性。在社会经济评价中，我们要根据《规范》来确定基本参数并计算年运行费，再采用动态分析法计算各项经济指标，从而进行敏感性分析。企业财务评价过程与社会经济评价一样。在此次的经济评价中，我们要根据以上所确定的参数分别进行年收益采用平均设计年发电量和年收益采用75%的设计年发电量的企业财务评价和国民经济评价，然后进行投资增加和减少15%以及收益增加和减少15%的敏感性分析来评价所选方案的可行性。由此可见此步骤的重点研究问题是对工程进行经济评价，要尽可能的分析出影响经济效益的各种因素，从而选取最优方案，以达到经济效益最大化。采取的主要技术路线或方法主要研究方法： 1．根据水量平衡原理对年径流进行还原计算； 2．根据缩放倍比法求出三个不同水平年的逐月设计年径流过程； 3．利用年利用小时数法确定装机容量； 4．利用三个代表年法计算水电站的多年平均发电量； 5．经济评价指标（益本比、内部收益率、投资回收年限、净现值等）。预期的成果及形式 1．不低于三万字的毕业论文一本 2．两千字以上的外文翻译一篇，附软盘或光盘一张时间安排第1—2周：查找资料，复习专业知识，初步确定设计题目，完成开题报告；第3—4周：搜集当地的水文资料，进行水文分析计算，推求设计年径流过程；第5—6周：进行水能计算，确定水能指标；第7 周：进行工程概算；第8—9周：结合之前的计算成果进行经济评价；第10—11周：完成毕业设计说明书三稿设计，交指导教师审定，翻译相关英文资料，制作ppt、答辩提纲，论文定稿、打印，准备答辩。第12 周：毕业答辩。指导教师意见签名：年月日备注分给我咯!记得采纳啊