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摘要
针对干式车载牵引变压器质量-热点温升在优化过程中存在的相互制约问题，提出了将简化计算流体动力学模型仿真与多目标算法相结合的优化方法；为提升计算流体动力学温升仿真计算效率，基于热、电传递类比等效原理，提出了干式车载牵引变压器绕组的计算流体动力学等效简化建模方法，并建立了可模拟运行条件的温升试验平台，以验证简化建模方法的有效性；基于多场耦合下简化模型的温升仿真结果和响应面法，构建出可反映干式车载牵引变压器热点温升与质量结构参数之间内在规律的数学显式模型；在进一步考虑车载牵引变压器电、磁与尺寸约束的基础上，提出了基于非支配排序多目标遗传算法的均衡优化方法，并将优化方案与初始方案进行对比。研究结果表明：等效简化建模方法快速、简洁且具有较高的计算准确性，在170匝绕组仿真模型中将仿真时长由4.00 h缩短至0.67 h,简化模型与具体模型温升仿真计算结果间的平均相对差值为0.609%,最大相对差值为2.169%;简化建模方法通过等效原理消除了计算流体动力学模型的微小间距，在保证网格质量的前提下大幅减少了固体区域网格数量，计算效率的提升程度与需简化的变压器绕组匝数正相关；所得优化方案与初始方案相比，干式车载牵引变压器热点温升下降了33.57%,质量减少了29.20%。
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