Ansys Maxwell 2D渦流場(chǎng)求解器

2017-06-26 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

Eddy Current求解器中,所有場(chǎng)量均為隨頻率變化的正弦量;因此在處理非線(xiàn)性的渦流場(chǎng)問(wèn)題時(shí),需要將原有的BH曲線(xiàn)經(jīng)過(guò)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(biāo)量位φ,其中A為復(fù)變量;在求解區(qū)域內(nèi)共有三種電流密度,即源電流密度,感應(yīng)出的渦流密度及位移電流密度。最終,復(fù)矢量磁位A的求解與解析推導(dǎo)求解渦流場(chǎng)方程類(lèi)似,將時(shí)域內(nèi)正弦變化的量(如電流I、電流密度J、磁場(chǎng)強(qiáng)度H、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電場(chǎng)強(qiáng)度E、矢量磁位A等)轉(zhuǎn)變到頻域內(nèi),成為電路原理中定義的旋轉(zhuǎn)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(jìn)行數(shù)值求解,以滿(mǎn)足事先設(shè)定的收斂標(biāo)準(zhǔn)。與之相對(duì)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(nèi)的矢量磁位表達(dá)式。

Eddy Current求解器可以添加三種激勵(lì)源:電流源、并聯(lián)電流源和電流密度源。這幾種激勵(lì)不但可以添加在導(dǎo)體表面,而且可以添加在edge上,即線(xiàn)電流密度,單位為A/m。激勵(lì)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(rèn)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(gè)參考對(duì)象,可類(lèi)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(chǎng)合。

Eddy Current求解器可以處理幾個(gè)電流環(huán)之間的阻抗矩陣,即求取每個(gè)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(dǎo)體通電,則可以計(jì)及集膚效應(yīng);若是導(dǎo)體中的感應(yīng)渦流,則計(jì)及了此渦流反應(yīng)場(chǎng)對(duì)整體磁場(chǎng)分布的影響。

“即線(xiàn)電流密度,單位為A/m”
這句我覺(jué)得有問(wèn)題。線(xiàn)電流密度不是“電流在一個(gè)線(xiàn)上流動(dòng),單位長(zhǎng)度有多少電流”。線(xiàn)電流密度的定義是線(xiàn)上分布的線(xiàn)電荷沿線(xiàn)運(yùn)動(dòng)形成的線(xiàn)電流(這里沒(méi)有密度的說(shuō)法了)。其大小應(yīng)該為線(xiàn)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(jié)果的單位為C/s,即單位時(shí)間內(nèi)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(gè)面上定向運(yùn)動(dòng)形成的電流。單位推導(dǎo)類(lèi)似上面。
面電流密度K,也作為分界面磁場(chǎng)強(qiáng)度不連續(xù)時(shí)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(gè)體里面定向運(yùn)動(dòng)形成的電流。如果認(rèn)為是電流在單位體積內(nèi)的強(qiáng)度,單位就變成了A/m3。這就不對(duì)了。

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