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雾霾环境下绝缘子表面自然积污数值模拟与液滴动态特性分析的开题报告
一、选题背景和意义
近年来，我国的环境污染加剧，雾霾成为城市中常见的现象之一。据统计，雾霾天气会使得大气中的悬浮颗粒物、硫化氢和氮氧化物等污染物质大量聚集，这些物质对于电力系统设备的绝缘子表面造成了很大影响，导致绝缘子表面积污问题愈来愈突出。这对于电力系统的正常运转和安全性将造成很大的危害。
为了解决这一问题，对于绝缘子表面的积污情况进行研究已经成为了必要的一步。因此，在本次论文中，我们将针对雾霾环境下的绝缘子表面进行数值模拟，并分析液滴的动态特性，旨在为改善电力系统设备的运行环境以及提高电力系统设备的安全性提供一定的理论依据。
二、研究内容
（一）模拟绝缘子表面自然积污数值
1、基于有限元法对于雾霾污染环境下的绝缘子表面进行数值模拟，计算出其表面积污情况，并对相应的数据进行分析，得到准确的结果。
2、对表面积污的数据进行统计与分析，得出不同雾霾污染环境下的绝缘子表面污染程度，并将数据结果绘制成图表以便分析。
3、根据模拟结果，研究不同雾霾污染环境下的积污原因，并探讨绝缘子的材料特性与表面润湿特性对积污问题的影响。
（二）分析液滴动态特性
1、在模拟绝缘子表面自然积污的前提下，研究液滴在绝缘子表面的附着特性，并将其与表面润湿性质进行比较，分析液滴附着的原因。
2、通过对液滴的运动状态和运动轨迹进行监测，分析因液滴运动所触及的绝缘子表面及其周围区域的湿度、温度和静电场等物理量的变化情况，并探讨其对绝缘子表面自然积污的影响。
三、研究方法
（一）模拟绝缘子表面自然积污数值
1、基于有限元法，根据不同雾霾污染环境下的气体分布情况，建立含有绝缘子的三维模型，并进行数值模拟。
2、采用计算机模拟手段，分析绝缘子表面积污的过程和特点，得到数据结果。
3、基于Python语言，使用Matplotlib模块对数据结果进行可视化展示。
（二）分析液滴动态特性
1、采用高速摄像技术，对液滴在绝缘子表面的运动状态和运动轨迹进行监测。
2、通过热成像仪等设备，监测绝缘子表面附着液滴所导致的物理量变化，获得实验数据。
3、使用Python语言和Matplotlib模块对实验数据进行分析、统计，得出波形图、散点图等结果图。
四、论文预期成果
本次研究旨在通过数值模拟与实验验证等手段对于雾霾环境下的绝缘子表面进行分析，得出液滴在表面附着的原因以及对积污问题的影响因素，并尝试提出一些针对性的解决方案。最终预期成果如下：
1、基于有限元法的数值模拟与实验验证的结果，确定雾霾环境下绝缘子表面积污程度的影响因素。
2、通过研究液滴动态特性，探讨绝缘子表面润湿性质与液滴附着的关系，以及液滴在运动过程中的影响因素，并得出结论。
3、根据上述研究结果，提出适用于不同环境下的绝缘子防污措施，为电力系统设备的稳定运行提供一定的理论支持。