COMSOL學習1

【本人原載于CSDN,發(fā)現仿真技術鄰更適合,遂搬運過來】

打算記錄一下學習comsol的過程,學習內容是官方案例、復現論文和其他自己想到的模型,分享一些收獲方便大家,記下一些疑惑日后解決。

最近在復現一篇博士學位論文《接地網頻域性能及桿塔接地極沖擊特性的數值分析及試驗研究》,自己讀碩士研究生的時候嘗試復現,只做出了一個不完全的沖擊接地模型的山寨版。全文的仿真模型主要有低頻、高頻和沖擊接地三種。

一、沖擊:難點在材料參數(土壤電阻率)高度非線性,而邊界條件(沖擊電流)又是個時變的,仿真周期只有20us。

第一次嘗試:把所有條件機械的堆上,算了約3天,不會報錯,但是進度條在某個地方就不動了;

第二次嘗試:把材料參數(土壤電阻率)突變點的過渡區(qū)間調大一些,就能算出來了,但是大沖擊電流時計算結果會偏差較大;

第三次嘗試:恰好最近對流體計算有些興趣,學了動網格技術,就用上了。具體是把靠近接地體的土壤域設置為動網格,每個時間步都重新進行剖分。為加快計算速度,沒做三維的,做了一個二維軸對稱的垂直接地體模型,與文中結果基本一致,但在三維計算水平接地體時,仍然是進度條卡住。

二、頻域:電感效應和趨膚效應不好做,電感效應要涉及到磁場,趨膚效應文中用了阻抗邊界條件。

第一種模型:使用磁場(mf),但是將整個域設置為磁場后,線圈入口設置為接地體頂端,而不知道磁場從哪里抽出,即不知道線圈的出口在哪里,放棄;

第二種模型:使用磁場和電場(mef),在磁絕緣節(jié)點下加終端和接地,接地體頂端加激勵,模型邊界(近似無窮遠)加接地,計算此模型進度條易卡住,收斂性跟幾何、剖分都有關系,但計算出來的結果趨勢正確;

第三種模型:嘗試使用文中提及的阻抗邊界條件減少剖分量、增加收斂性,但是阻抗邊界只能加在整個模型的邊界上。于是把接地體做差集扣去,成功的加上了阻抗邊界,但是因為接地體沒了沒法加激勵,放棄。

總結:或許作者是嚴謹起見,這篇博士論文很多數學推導,很多都看不懂,單純復現也許不需要這么深的功底。山寨的垂直接地極沖擊模型較準確,水平和復雜接地體做不出來;山寨的高頻模型只能做到簡單幾何、趨勢正確,其他失敗。

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