[轉(zhuǎn)載]maxwell基本操作之——網(wǎng)格剖分

2017-05-10 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

良好的網(wǎng)格剖分,是利用電磁場(chǎng)有限元軟件或程序進(jìn)行電磁裝備分析的前提和基礎(chǔ),這對(duì)于瞬態(tài)場(chǎng)和3D模型尤其如此。

靜態(tài)場(chǎng)和渦流場(chǎng)都包含自適應(yīng)求解過(guò)程,軟件具有網(wǎng)格自加密能力,因此大多數(shù)情況下無(wú)須手動(dòng)剖分,即可得到很好的網(wǎng)格。瞬態(tài)場(chǎng)網(wǎng)格必須手動(dòng)剖分,初始網(wǎng)格(initial mesh)質(zhì)量很差。自適應(yīng)網(wǎng)格為瞬態(tài)場(chǎng)提供了一個(gè)很好的思路,就是導(dǎo)入靜磁場(chǎng)和渦流場(chǎng)的自適應(yīng)后的網(wǎng)格,為瞬態(tài)場(chǎng)所用,此功能通過(guò)Analysis/setup1/advanced/import mesh中實(shí)現(xiàn)。

做過(guò)3D分析的人都很清楚,網(wǎng)格的剖分是3D分析的重中之重環(huán)節(jié)。有時(shí)模型能剖分,能計(jì)算,但結(jié)果出來(lái)與設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)差很多,這時(shí)候問(wèn)題往往出現(xiàn)在剖分這個(gè)環(huán)節(jié),改一下剖分就對(duì)了。比如需要做渦流分析,那么就要考慮基于集膚效應(yīng)深度的剖分,此功能在mesh operations/assign/on selection/skin depth based refinement。又比如,如果要分析永磁同步電動(dòng)機(jī)的cogging torque,那么需要對(duì)氣隙進(jìn)行多層剖分,這時(shí)就需要采用所謂“啞元”的方法,通過(guò)多建幾個(gè)氣隙層來(lái)實(shí)現(xiàn)。再比如,對(duì)電機(jī)中常見(jiàn)的疊繞組或波繞組,為了對(duì)電機(jī)端部曲線(xiàn)部分進(jìn)行更好地剖分,需要采用表面近似剖分。此功能在mesh operations/assign/surface approximation里面進(jìn)行設(shè)置。

剖分有多種方法,主要就是on selection和in selection之分。前者是基于表面的剖分,后者是基于內(nèi)部的剖分。注意,on selection并不是對(duì)內(nèi)部不剖分,in selection也并不是對(duì)表面不剖分,而是兩種剖分方法側(cè)重點(diǎn)不同,正如其字面意思所示。一般而言,on selection更適用于高頻分析中對(duì)實(shí)體(solid)的剖分,因?yàn)楦哳l分析中渦流效應(yīng)很突出。in selection更適合于對(duì)直流和工頻的分析。對(duì)大多數(shù)物理模型而言,使用in selection足夠。

最后,再談?wù)勗O(shè)置剖分時(shí),網(wǎng)格長(zhǎng)度的問(wèn)題。對(duì)相同或相近物理模型,可分為同一組,指定相同網(wǎng)格長(zhǎng)度。對(duì)于較大模型,則網(wǎng)格長(zhǎng)度可適當(dāng)放大。舉例而言,對(duì)永磁同步電機(jī),電機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵心分為一組,定子繞組自成一組,永磁體自成一組,band自成一組。上面這四組中,建議網(wǎng)格長(zhǎng)度如下:定轉(zhuǎn)子鐵心>永磁體>定子繞組>band。同時(shí)選定定轉(zhuǎn)子鐵心,并使用in selection剖分,則系統(tǒng)會(huì)指定一個(gè)默認(rèn)長(zhǎng)度,一般取該默認(rèn)長(zhǎng)度的1/2就足夠精確了。其他可類(lèi)似操作。

注:本文基于maxwell講解,但網(wǎng)格剖分方法并不局限于maxwell,適用于一切電磁場(chǎng)有限元分析軟件,諸如flux,jmag,magnet,opera,comsol multiphysics,quickfield等。希望能舉一反三,活學(xué)活用。

作者:近水樓臺(tái) forlink團(tuán)隊(duì)原創(chuàng),轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明。

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