MagNet的案例
Simcenter MAGNET 電磁感應加熱應用——感應爐中的電磁懸浮
Simcenter MAGNET 模塊磁場集中分布在熔融負載區(qū)，尤其是外徑以內(nèi)。該區(qū)域的磁場強度可用來確定最初的彎月形高度和底部直徑（下圖 曲線 2）。
下圖 曲線 2 與 Simcenter MAGNET 生成的電磁壓力曲線不兼容（見下圖 a）。兩條曲線在兩端重合，中間段各異。改進曲線兼容性的方式有兩種：a) 感應線圈設計，以及 b) 感應線圈位置。
從一開始就采用線圈設計方法：該設計采用圓柱和圓錐線圈匝數(shù)組合。它在設計初期即已展示出理想的效果。上圖b 曲線體現(xiàn)出很好的一致性。
線圈位置導致碰撞結(jié)果：無法為適應所有變數(shù)找到最佳線圈位置。相關(guān)方面作出設計更改，將工藝流程中的感應線圈從爐頂加熱改為爐底加熱。設計更改可與時間步同步執(zhí)行，也可持續(xù)進行。
對這種變數(shù)進行探索后，結(jié)果令人滿意。下圖顯示負載曲線計算示例。
開發(fā)方法效率通過估算熔爐負載利用率來確定。負載利用率 (LU) 系數(shù)可以應用于此目標。LU 系數(shù)是指熔融負載質(zhì)量與爐料質(zhì)量之間的比率。如圖 所示，使用可移動感應線圈時，LU 系數(shù)高達 90% 以上。
結(jié)論
在這個案例中充分運用Simcenter MAGNET對感應爐與冷坩堝計算，有利于設計出熔融金屬與爐內(nèi)坩堝接觸最少的熔爐。這顯著降低了負載污染。
Simcenter MAGNET在三維電磁場求解問題上求解效率高占用計算資源少。
Simcenter MAGNET求解器自帶了電磁-熱耦合分析，可以支持各種類型的電磁加熱相關(guān)問題。
Simcenter MAGNET腳本功能十分強大支持進行各種方式的求解調(diào)用。
展開 THREE PRACTICAL EXAMPLES OF MAGNETIC&nbs
Three rotors
supported on magnetic bearing with their specific dynamic
behaviour are presented:
?A very small high speed spindle (120000 rpm),
?a small, industrial turbo molecular pump rotor (36000 rpm) and
?a large multi-stage centrifugal compressor (600 to 6300 rpm).
The results of the analyses and their experimental verification are
given.
THREE PRACTICAL EXAMPLES OF MAGNETIC BEARING CONTROL DESIGN.pdf
展開 MagNet在混合式步進電機中的應用
此外，MagNet軟件可以自動針對模型進行網(wǎng)格自適應劃分，考慮到混合式步進電動機磁路高度非線性以及定轉(zhuǎn)子雙開槽的特點，為了提高仿真分析的精度，有必要對氣隙處設置最大單元網(wǎng)格尺寸，本案例中將氣隙網(wǎng)格尺寸設置為2mm。
瞬態(tài)分析的結(jié)果如下所示，通過CAE分析，可以得到混合式步進電機在不同的激勵下的轉(zhuǎn)矩，磁密云圖以及過飽和區(qū)域。該分析結(jié)果可以為步進電機的改進提供優(yōu)化方向。
4.總結(jié)
借助MagNet軟件強大的網(wǎng)格自適應剖分、良好的收斂性、與控制系統(tǒng)仿真軟件的無縫集成等技術(shù)優(yōu)勢，建立混合式步進電機的仿真模型并進行分析和計算，得到了混合式步進電機的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，給出了單四拍工作方式下的磁場分布圖、靜轉(zhuǎn)矩、矩角特性曲線、繞組電感和轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系等靜態(tài)特性數(shù)據(jù)，以及低頻脈沖下的步進電機啟動過程的動態(tài)特性數(shù)據(jù)，為混合式步進電機的優(yōu)化，提供了理論依據(jù)。
展開 TEAM 21問題 Magnet 解決方案
TEAM 21問題 Magnet 解決方案:
http://www.infolytica.com/cn/coolstuff/ex0134/
電磁成形技術(shù)理論研究進展
IEEE transactions on magnetics, 35 (1), 1999: 59-64
[39] G. Hainsworth, P. J. Lwonard, D. Rodger. Finite element modeling of magnetic compression using coupled electromagnetic-structural codes. IEEE Transactions on Magnetics. 1996, 32 (3): 1050-1053
[40] 于海平，李春峰. 管件電磁成形數(shù)值模擬方法及縮徑變形分析.材料科學與工藝. 2004, Vol. 12 (5): 346-349
[41] Yoichi Murakoshi et al.. Inside Bead Forming of Aluminum Tube by Electro-magnetic Forming. Journal of Material Processing Technology. 1998 (80-81): 695-699
[42] Yuichi Hashimato et al.. Local Deformation and Buckling of A Cylindrical Al tube under Magnetic Impulsive Pressure. Journal of Materials Processing Technology. 1999 (85): 209-212
[43] Vincent J. Vohnout. A hybrid Quasi-static/dynamic process for forming large metal parts from aluminum. Ph. D.
展開 陰極材料—鋰摻雜使氧化銅煥發(fā)生機
Cardiel, Feng Wu, Kyoung-Shin Choi & Yuan Ping
The formation of a “spin polaron” stems from strongspin-charge-lattice interactions in magnetic oxides, which leads to alocalization of carriers accompanied by local magnetic polarization and latticedistortion. For example, cupric oxide (CuO), which is a promising photocathodematerial and shares important similarities with high Tcsuperconductors,conducts holes through spin polaron hopping with flipped spins at Cu atomswhere a spin polaron has formed. The formation of these spin polarons resultsin an activated hopping conduction process where the carriers must not onlyovercome strong electron?phonon coupling but also strong magnetic coupling.Collectively, these effects cause low carrier conduction in CuO and hinder itsapplications.
展開 單分子磁體最新Science:阻塞溫度高達80K的單分子磁體
2018年12月21日，相關(guān)成果以題為“Magnetic hysteresis up to 80 kelvin in a dysprosium metallocene single-molecule magnet”的文章在線發(fā)表在Science上。
【圖文導讀】
圖1 單分子磁體的合成及其結(jié)構(gòu)示意圖
圖2 單分子磁體的磁學性能表征
圖3 單分子磁體的磁滯回線
圖4 單分子磁體的磁弛豫行為
文獻鏈接：Magnetic hysteresis up to 80 kelvin in a dysprosium metallocene single-molecule magnet（Science, 2018, DOI: 10.1126/science.aav0652）
本文由材料人學術(shù)組NanoCJ供稿，材料牛編輯整理。
展開 如何在Maxwell中添加用戶自定義材料庫?
如上圖所示: 當前材料庫中出現(xiàn)兩份Magnet_UserLib材料，一份位于當前項目文件中，Location為Project;
另一份位于材料庫Magnet_Library中，Location為 UserLibrary 。
此外，對項目材料定義的任何更改都不會反映到庫中，直到材料導出到庫的.amat文件。如果您與同事共享aedt項目文件(或.aedtz歸檔文件)，該文件將包含所有項目材料的材料定義，但不包含任何庫材料。
如下圖所示:
修改Project中的Magnet_UserLib后，用戶自定義材料庫中的材料不會改變。
因此將當前項目文件打包給您的同事后，您的同事僅能獲得Magnet_UserLib_Changed材料，包含該材料的材料庫是無法添加進去的。
展開 電磁有限元分析1）-----材料本構(gòu)關(guān)系的模型
（硬磁性--major loop，no demagnetization；軟磁性--curve of 1st magnetization）
2）為什么磁滯很難模擬？ （無限組BH關(guān)系）
3）各向同性，各項異性的簡化處理？ （ three main directions）
4）軟磁性材料的BH函數(shù)模型都常用哪些？（analytic + knee adjustment）
5）磁場較低時采用什么模型？（“Rayleigh” parabola curve + straight line）
6）諧波分析的基本步驟是什么？諧波分析類型？ 電流源、電壓源激勵分別用那種諧波分析類型？為什么？（Sinusoidal magnetic field strength，Sinusoidal magnetic flux density，mixed，Average of ν over a period）
7）常有人問：我實測的BH數(shù)據(jù)波動比較大，怎么處理一下呢？ （可以使用FLUX提供的材料函數(shù)模型來擬合實測數(shù)據(jù)得到函數(shù)中的參數(shù)）
8）......
這些問題的答案都在附件的文檔里附件是FLUX的手冊
電磁有限元分析1）-----材料本構(gòu)關(guān)系的模型.rar
展開 Anatomy of a battery electric vehicle (BEV)
The main difference between the electric machines consists in the way they produce torque (permanent magnetic field from magnets, induced magnetic field in the rotor windings or magnetically conductive path in the rotor aligned with the stator field).
Image: Renault Zoe power electronics
Credit: Renault
Legend:
rectifier
DC-DC converter
input filter
inverter
The power electronics control module has several subsystems, each responsible with a control function. When the vehicle is charged from a home electrical grid (e.g. 220 V), the rectifier converts the alternating current (AC) into direct current (DC), which is fed into the high voltage battery.
展開 comsol電磁場耦合的例子
magnetic.part3.rar
magnetic.part1.rar
magnetic.part2.rar
飛秒X射線在量子材料動力學中的探測運用
Itinerant and localized magnetization dynamics in antiferromagnetic Ho. Phys. Rev. Lett. 116, 257202 (2016).
除此之外，磁散射與X射線全息術(shù)實現(xiàn)了磁化動力學的成像。 2012年，運用飛秒軟X射線脈沖得到的高質(zhì)量磁全息圖首次面世。[3] 最近，科學家C. von Korff Schmising使用該技術(shù)對Co / Pd化合物疇界處的超快去磁動力學(ultrafast demagnetization dynamics)進行直接成像。（圖3） [4] 此外，科學家Seaberg, M. H.利用 X射線光子光譜(X-ray phono correlation spectroscopy)與相干共振磁X射線散射技術(shù)的結(jié)合（圖4）進行了納米級時間維度上的磁性Skyrmions的自發(fā)性波動研究。[5] 研究結(jié)果表明，X射線光子光譜可成功地用于μeV級能量范圍內(nèi)的激發(fā)實驗研究，進而彌補了非彈性X射線散射 (inelastic X-ray scattering) 和中子散射 (neutron scattering) 僅可用于meV級能量范圍內(nèi)的激發(fā)實驗的局限性。
圖3不同泵浦激發(fā)時間長度下的磁性變化X射線磁性圓形二色性成像(x-ray magnetic circular dichroism imaging)
圖4 實驗裝置示意圖
相關(guān)研究：
Wang, T. et al.
展開 ANSYS雙向耦合磁吸結(jié)構(gòu)仿真案例
點擊apply，在contact菜單下出現(xiàn)Gcontact_01
Magnet
-Motion與Maxwell通過Magnetic功能傳遞力和力矩數(shù)據(jù)以及永磁體的位置
-在Force界面下點擊Magnetic，右鍵選擇GROUP_pen和GROUP_tablet，點擊pick，兩個GROUP出現(xiàn)在物體列表中，點擊OK，在Connector菜單下出現(xiàn)Mag_001電磁力約束
? 由于“Magnetic”不能直接調(diào)用“物體”，所以只能通過Group定義Magnetic Force
-雙擊Mag_001，設置參數(shù)并生成Maxwell project
Maxwell
點擊Generate Maxwell Project按鈕，自動生成Maxwell project
可更改的步驟為：
1、更改求解域尺寸。自動生成的模型求解域尺寸為XYZ方向擴展500%，調(diào)節(jié)求解域尺寸，符合電磁場仿真要求
2、定義材料屬性。自動生成的模型永磁體的材料屬性是空白的，需要用戶定義適合的永磁體材料（其他材料也可編輯與更改）
3、設置setup。自動生成的模型solve setup的percent error為0.5，本例按照電磁仿真默認的1%即可
4、確認是否自動開啟enable material override（Maxwell 3D→design setting）
5、網(wǎng)格劃分和HPC設置（可選）
6、保存project，不要關(guān)閉Maxwell，耦合仿真時需要進行數(shù)據(jù)交換
Solver Settings
1、返回到Motion，在Magnetic的Design Name中填寫Maxwell的Design名字，點擊OK
2、在Simulation界面下點擊Run→Modify，在彈出的界面中設置求解時間和時間步長。
展開 ThermNet
對給定熱源的2維和3維模型進行溫度分布仿真分析，并可以與MagNet聯(lián)合求解熱場與電磁場的耦合問題。
ThermNet是精確熱場仿真軟件。對給定熱源的2維和3維模型進行溫度分布仿真分析，并可以與MagNet聯(lián)合求解熱場與電磁場的耦合問題。
仿真功能包括：
*2D/3D靜態(tài)熱場的仿真分析----- 分析由于傳導，對流和輻射產(chǎn)生的靜態(tài)熱場。
*2D/3D瞬態(tài)熱場的仿真分析-----分析由于傳導，對流和輻射產(chǎn)生的瞬態(tài)熱場。
*2D/3D電磁場與熱場的耦合仿真分析----- 以上兩種仿真分析可以與Infolytica的專業(yè)電磁場仿真分析軟件MagNet的靜磁場和時間諧振仿真進行耦合分析（單向耦合或雙向耦合）。
ThermNet 的功能特點：
*所有的材料屬性都與溫度屬性有關(guān)。
*對耦合仿真的Enable 和 Disable選擇：可以定義模型中的某個部件只進行一種仿真運算（例如，只進行熱場計算），而不進行耦合運算中的另一個仿真（電磁仿真）。
*自動化網(wǎng)格剖分，用戶定義的網(wǎng)格剖分；自適應網(wǎng)格功能可以確定模型網(wǎng)格需要改善和細分的地方。
*強大的參數(shù)化功能：用戶可以在一個模型中，進行不同工況的仿真分析。
*強大且方便的腳本編程功能：用戶可以自動處理重復性工作，并且將ThermNet作為平臺，進行二次開發(fā)，來完成更高層次研究開發(fā)。可以將ThermNet與其他軟件特有的功能聯(lián)合分析，例如后處理或與第三方的仿真軟件結(jié)合使用。
*在線客戶支持中心提供大量實例，學習資料，并不斷更新和加入最新開發(fā)的內(nèi)容。
*可視化結(jié)果（等勢線圖，矢量圖，云圖）：溫度、熱流、熱源等等
*方便的后處理工具：仿真結(jié)果的圖表生成、仿真結(jié)果的動畫效果、仿真結(jié)果和各種圖表的輸出等等
展開 VASP計算非線性磁矩和磁各向異性能（自旋軌道耦合）小結(jié)
local magnetic moment in x,y,z
SAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to z
or
MAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS （注意每個原子分別指定）
SAXIS = x y z ! quantisation axis parallel to vector (x,y,z)，如 0 0 1
兩種方法原則上應該是等價的，但是實際上第二種方法更精確。第二種方法允許讀取已存在的WA.VECAR（來自線性或者非磁性計算）文件，并且繼續(xù)另一個自旋方向的計算（改變SAXIS 值而MAGMOM保持不變）。當讀取一個非線性磁矩計算的WA.VECAR時，自旋方向會指定平行于SAXIS。
計算磁各向異性的推薦步驟是：
1）首先計算線性磁矩以產(chǎn)生WA.VECAR 和 CHGCAR.文件（注意加入LMAXMIX）。
2）然后INCAR中加入：
LSORBIT = .TRUE.
ICHARG = 11 ! non selfconsistent run, read CHGCAR
!或 ICHARG ==1 優(yōu)化到易磁化軸，但此時應提高EDIFF的精度
LMAXMIX = 4 ! for d elements increase LMAXMIX to 4, f: LMAXMIX = 6
!
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