Ansys Maxwell 2D渦流場求解器

2017-06-26 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

Eddy Current求解器中,所有場量均為隨頻率變化的正弦量;因此在處理非線性的渦流場問題時,需要將原有的BH曲線經過處理,得到其等效的BH之基波分量。其求解的變量選為矢量磁位A和電標量位φ,其中A為復變量;在求解區(qū)域內共有三種電流密度,即源電流密度,感應出的渦流密度及位移電流密度。最終,復矢量磁位A的求解與解析推導求解渦流場方程類似,將時域內正弦變化的量(如電流I、電流密度J、磁場強度H、磁感應強度B、電場強度E、矢量磁位A等)轉變到頻域內,成為電路原理中定義的旋轉相量(正弦交流電量的相量表示),之后根據(jù)FEA的變分原理進行數(shù)值求解,以滿足事先設定的收斂標準。與之相對的是,解析法中直接根據(jù)分離變量法,求解偏微分方程,得到某一區(qū)域內的矢量磁位表達式。

Eddy Current求解器可以添加三種激勵源:電流源、并聯(lián)電流源和電流密度源。這幾種激勵不但可以添加在導體表面,而且可以添加在edge上,即線電流密度,單位為A/m。激勵的添加,除了要給定幅值以外,還要加相位;以添加電流為例,若相位為0,則可認為在求解器中,電流I為參考相量,則其余各量的幅值、相角有了一個參考對象,可類比《電路原理》中“電路定律中的相量形式”。

Eddy Current求解器可以添加阻抗邊界條件,用以求解頻率較高、透入深度極小的場合。

Eddy Current求解器可以處理幾個電流環(huán)之間的阻抗矩陣,即求取每個電流環(huán)(包括電阻和電感)的自阻抗,以及不同環(huán)之間的互阻抗。所得電阻分量為AC電阻,如果是導體通電,則可以計及集膚效應;若是導體中的感應渦流,則計及了此渦流反應場對整體磁場分布的影響。

“即線電流密度,單位為A/m”
這句我覺得有問題。線電流密度不是“電流在一個線上流動,單位長度有多少電流”。線電流密度的定義是線上分布的線電荷沿線運動形成的線電流(這里沒有密度的說法了)。其大小應該為線上的電荷密度乘以速度。即τ×v。前者單位為C/m,后者單位為m/s,相乘結果的單位為C/s,即單位時間內的電荷量,為A。
而單位為A/m的,是面電流密度。即以面形式分布的電荷在一個面上定向運動形成的電流。單位推導類似上面。
面電流密度K,也作為分界面磁場強度不連續(xù)時的表征。二者單位也是一致的。
體電流密度,是指體電荷在一個體里面定向運動形成的電流。如果認為是電流在單位體積內的強度,單位就變成了A/m3。這就不對了。

開放分享：優(yōu)質有限元技術文章,助你自學成才