abaqus電磁耦合分析的案例
電磁爐加熱水分析—電磁 熱 結構耦合分析
ANSYS作為一個強大的耦合場分析軟件，其多個場的模擬分析可以很好的結合，下面以電磁爐加熱一碗水為例，模擬耦合場的經典應用.
注意：模擬中用到的分析數據包括電磁線圈頻率、電流、線圈圈數、導線面積、電流密度、材料參數和散熱系數等相關分析均為假設數據，真實數據請查閱相關資料或根據產品性能添加。
實例介紹：
電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過陶瓷板下方的線圈產生磁場，它利用高頻的電流通過環形線圈，從而產生無數封閉磁場力，當磁場那磁力線通過導磁（如：鐵質鍋）的底部，會產生無數小渦流（一種交變電流，家用電磁爐使用的是15-30KHZ的高 頻電流），使鍋體本生自行高速發熱，達到加熱食品的目的。
圖2 電磁爐加熱基本原理
1.分析模型介紹
模型建立為一個底部圓環模擬線圈，其上一個平板模擬陶瓷板，其上鐵碗，碗中半碗水，為了便于網格劃分和后續的分析，將模型分割為對稱的4個部分如圖3所示.
2.分析過程
在Workbench中建立耦合場的分析流程，使用Magnetostatic建立磁場分析模塊，使用瞬態熱分析模塊讀取磁場分析的功耗，查看水升溫的時間，建立結構分析模塊讀取熱分析的溫度分布，來獲取結構相關的結果。
2.1電磁場分析
底板線圈使用電流密度添加電流模擬線圈電流，這樣在線圈上不會產生渦流效應導致的電流分布不均勻現象，其值為 I=單根導線電流*線圈圈數/線圈截面積，由于線圈為高頻交流電，根據電磁理論在碗底的鐵質體上產生渦流，靠渦流生成的電流來加熱碗底，并可以讀取相應的熱生成功率。
展開 電磁爐加熱水—電磁 熱 結構耦合分析
電磁爐加熱水—電磁 熱 結構耦合分析
ANSYS作為一個強大的耦合場分析軟件，其多個場的模擬分析可以很好的結合，下面以電磁爐加熱一碗水為例，模擬耦合場的經典應用.
注意：模擬中用到的分析數據包括電磁線圈頻率、電流、線圈圈數、導線面積、電流密度、材料參數和散熱系數等相關分析均為假設數據，真實數據請查閱相關資料或根據產品性能添加。
實例介紹：
電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過陶瓷板下方的線圈產生磁場，它利用高頻的電流通過環形線圈，從而產生無數封閉磁場力，當磁場那磁力線通過導磁（如：鐵質鍋）的底部，會產生無數小渦流（一種交變電流，家用電磁爐使用的是15-30KHZ的高
頻電流），使鍋體本生自行高速發熱，達到加熱食品的目的。
1.分析模型介紹
模型建立為一個底部圓環模擬線圈，其上一個平板模擬陶瓷板，其上鐵碗，碗中半碗水，為了便于網格劃分和后續的分析，將模型分割為對稱的4個部分如圖3所示.
2.分析過程
在Workbench中建立耦合場的分析流程，使用Magnetostatic建立磁場分析模塊，使用瞬態熱分析模塊讀取磁場分析的功耗，查看水升溫的時間，建立結構分析模塊讀取熱分析的溫度分布，來獲取結構相關的結果。
展開 電磁閥“電磁-溫度-流體-應力”多物理域耦合仿真分析
電磁閥零件名稱及材料
多物理場耦合計算分析流程
ANSYS把各物理域軟件集成到同一個平臺Workbench下，各模塊之間無縫實現數據共享和傳輸，相互之間還能迭代，使仿真模型最大限度接近物理實際模型。該電磁閥模型采用ANSYS Maxwell電磁場分析計算線圈繞組的生熱，計算得到的結果導入ANSYS Mechanical的熱分析模塊計算電磁閥的溫度分布，再將計算的結果導入ANSYS Mechanical結構分析模塊進行熱應力分析。同樣采用ANSYS Fluent計算電磁閥噴油燃料的流場分布，包括壓力，速度分布等。并可將壓力分布和噴油燃料和電磁閥結構的之間的換熱系數導入ANSYS Mechanical作為邊界條件進行電磁閥的結構力學分析。另外，ANSYS Fluent計算的壓力結果作為載荷邊界條件加入了在Maxwell的計算。
整個分析過程在ANSYS Workbench平臺下的流程如下：
Workbench多物理場耦合仿真流程
根據提供的電磁閥模型stp格式的CAD文件，直接輸入到workbench平臺下的MAXWELL 3D中，對其各部分部件分配材料，如下圖：
因為該電磁閥是直流電源供電，所以沒有渦流損耗和磁滯損耗，主要是線圈通電的銅損，仿真結果如下圖，從圖中可以看出，電磁閥的損耗主要集中在線圈上，與理論推導一致。
所以重點考察線圈繞組上的損耗，輸入ANSYS Mechanical, 考察系統溫升。如下圖
線圈繞組焦耳損耗分布
Maxwell計算線圈生熱導入Mechanical
然后進行流體分析計算。本案例中的原始CAD模型只包含了固體區域，比如活門，彈簧，銜鐵，墊圈，頂桿等，做CFD仿真分析需要事先將流體域（通流域）抽出來，并設定相應的邊界條件。
展開 電磁閥“電磁-溫度-流體-應力”多物理域耦合仿真分析
電磁閥額定電壓為27V DC，額定工作壓力為10MPa，線圈匝數為2500匝，線圈電阻為55Ω。
電磁閥零件名稱及材料
多物理場耦合計算分析流程
ANSYS把各物理域軟件集成到同一個平臺Workbench下，各模塊之間無縫實現數據共享和傳輸，相互之間還能迭代，使仿真模型最大限度接近物理實際模型。該電磁閥模型采用ANSYS Maxwell電磁場分析計算線圈繞組的生熱，計算得到的結果導入ANSYS Mechanical的熱分析模塊計算電磁閥的溫度分布，再將計算的結果導入ANSYS Mechanical結構分析模塊進行熱應力分析。同樣采用ANSYS Fluent計算電磁閥噴油燃料的流場分布，包括壓力，速度分布等。并可將壓力分布和噴油燃料和電磁閥結構的之間的換熱系數導入ANSYS Mechanical作為邊界條件進行電磁閥的結構力學分析。另外，ANSYS Fluent計算的壓力結果作為載荷邊界條件加入了在Maxwell的計算。
整個分析過程在ANSYS Workbench平臺下的流程如下：
Workbench多物理場耦合仿真流程
根據提供的電磁閥模型stp格式的CAD文件，直接輸入到workbench平臺下的MAXWELL 3D中，對其各部分部件分配材料，如下圖：
因為該電磁閥是直流電源供電，所以沒有渦流損耗和磁滯損耗，主要是線圈通電的銅損，仿真結果如下圖，從圖中可以看出，電磁閥的損耗主要集中在線圈上，與理論推導一致。
所以重點考察線圈繞組上的損耗，輸入ANSYS Mechanical, 考察系統溫升。如下圖
線圈繞組焦耳損耗分布
Maxwell計算線圈生熱導入Mechanical
然后進行流體分析計算。
展開 
【12月4-5日 上海】ANSYS官方培訓—電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
培訓內容
第一天（AM）
FLUENT軟件功能簡介和上機練習
FLUENT軟件功能特點簡介
電機散熱仿真分析的難點技術講解
電機定、轉子氣隙處理技巧
電機絕緣層處理技巧
風扇罩進風處網格柵的處理技巧
電機接地換熱系數對熱損的影響
第一天（PM）
電機電磁軟件簡介和電磁-熱耦合分析案例
電機電磁仿真流程和demo上機練習
電機鐵耗、磁鋼渦流損耗、銅耗的精確計算講解
電機電磁-熱耦合分析案例和demo上機練習
第二天（AM）
Mechanical軟件介紹及高級應用介紹
ANSYS Workbench下Mechanical用戶界面介紹
工程數據中定義材料屬性
幾何模型處理(介紹SpaceClaim)
模型網格劃分
載荷及約束、應力變形等
第二天（PM）
永磁電機轉矩脈動優化設計案例和demo
Workbench下Mechanical分析永磁電機軟件使用培訓
電磁噪音耦合分析Maxwell仿真demo
電機電磁噪音耦合分析mechanical案例
電機電磁噪音耦合分析mechanical演示
答疑
培訓講師
ANSYS中國EBU/MBU/FBU產品技術專家/高級應用工程師
時間地點
時間：2018年12月4日-5日（周二-周三）（上午9:00-12:00，下午1:30-5:30）
地點：ANSYS上海分公司（地址： 上海市黃浦區南京西路128號永新廣場16樓）
收費標準
￥4200 /人（含發票），包括培訓費、資料費、證書費和上機費（學員食宿自理）。
展開 samcef電磁耦合分析典型實例
SAMCEF軟件的第一個靜力分析程序ASEF與1965年完成。隨后在1972和1975年分別增加了模態分析程序DYNAM和熱分析程序Thermal ASEF。1977年動力響應程序REPDYN誕生。1978年SAMCEF優化模塊OPTI推出。1980年非線性靜態和動力學軟件SAMCEF Mecano的推出標志著SAMCEF在多柔體動力學領域地位的確立。目前SAMTECH公司的軟件產品已經覆蓋航空，航天，汽車，通用機械等涉及有限元分析的各個領域。
壓電耦合分析模塊。通過壓電方程等的組合求解，考慮位移場合電場的耦合效應，為壓電耦合問題提供精確的解決方案。該模塊 機電微系統分析中有著廣泛的應用前景。
另外還包括：光-機-熱耦合分析模塊，電工學分析模塊等
SAMCEF有限元分析_耦合分析典型實例.pdf
展開 Workbench電磁熱耦合分析（流程說明）
?第十步：耦合設置
右鍵單擊Imported Load(Maxwell2Dsolution)-insert-Heat Generation，這時左側會出現選擇模型對話框。
?第十一步：模型選擇
全選模型，好像不能框選，只能一個一個的選，尤其是繞組部分。選擇完成后點擊Apply。
?第十二步：耦合分析
點擊菜單欄中上的圖標Solve，開始進行分析，分析后如下圖。
Comsol多物理場耦合的電磁發射分析
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p> 電磁炮是利用電磁發射技術制成的一種先進動能殺傷武器。與傳統大炮將燃氣壓力作用于彈丸不同，電磁炮是利用電磁系統中電磁場產生的安培力來對金屬炮彈進行加速，使其達到打擊目標所需的動能，與傳統的大炮，電磁炮可大大提高彈丸的速度和射程。</p><p> 電磁軌道發射裝置內 電磁場、溫度場和結構場相互耦合在一起，使裝置 內彈道工作環境十分惡劣。</p><p> 此次采用Comsol進行電磁軌道建模，采用過盈接觸力學分析、準靜態磁場，電流屈膚效應、熱場耦合動網格進行多物理場分析。</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202105/91205b46ae2d44989cd06e213777ca67.png" title="QQ圖片20210531210557.png" alt="QQ圖片20210531210557.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202105/91205b46ae2d44989cd06e213777ca67.png?
展開 永磁電機電磁（Maxwell）、熱（Fluent）耦合分析流
永磁電機電磁（Maxwell）、熱（Fluent）耦合分析流
ANSYS新型永磁電機電磁、振動、噪音耦合分析高級培訓班
課程介紹：
電機的振動和噪聲研究十分復雜，它涉及了電磁、能量轉換、機械振動、特殊物理聲學、電子學和數學等許多學科。電機噪聲主要包括電磁噪聲、和機械噪聲，產生機理復雜，是電機研發中的關鍵技術。
永磁電機是電機行業未來的一大發展趨勢，且隨著新能源汽車、軌道車輛、風能發電等工業領域的迅速發展，永磁電機的功率越來越大，轉速越來越高，在實現功率密度越來越高的同時，電機研發工程師需要同時關注電機電磁、熱、振動、噪聲等多場耦合問題。
ANSYS針對永磁電機提供了多場耦合的集成化設計解決方案， 可以快速實現電機電磁優化設計、定制化電機性能分析、多場耦合分析等，可以對電機電磁噪聲問題進行預測，使電機研發工程師能在電機設計階段評估和優化電機結構，減少由電磁力引起的噪聲超標，避免因為噪聲問題影響產品性能。
本次培訓主要針對工業電機中常見的電磁噪聲、機械振動噪聲問題進行相關培訓，為提升相關科技工作者的技術水平，普及ANSYS軟件高級功能。因此，ANSYS公司特開辦“ANSYS新型永磁電機電磁、振動、噪音耦合分析高級培訓班”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 預定：ansys9.0工程電磁及耦合分析技術及實例講解
ansys9.0工程電磁及耦合分析技術及實例講解
但還未出版
出版了一定買
國內第一本電磁有限元專業教程
結構、流體、熱分析、多物理場耦合、電磁仿真硬件配置探討-1
求解問題歸類：
2.1結構力學（動態類）仿真求解計算分析
求解問題 對碰撞、爆炸、沖擊等仿真分析
主要軟件：ANSYS LS-DYNA，ANSYS AUTODYN, ABAQUS/Explicit ,MSC Dytran,Altair RADIOSS，
主要算法 有限元法為主（中心差分法），顯式計算模式，無需迭代
硬件特點：CPU多核并行度高，內存相對小，無硬盤io要求
2.2結構力學（靜態類）仿真求解計算分析
求解問題 對應力、強度、疲勞、耐久仿真分析
主要軟件：ABQAQUS /Standard, MSC MARC，Ansys Mechanicl，ADINA，MSC Fatigue
主要算法 有限元法為主（Newton-Raphson法），隱式計算模式，迭代密集
硬件配置特點：CPU多核并行度較高，內存相對大，硬盤io要求高
2.3流體力學仿真求解計算分析
求解問題 計算流體動力學仿真分析
主要軟件：ANSYS Fluent，ANSYS CFX,西門子 STAR CCM+
主要算法 有限體積法為主（顯式/隱式或混合模式計算模式）
硬件配置特點：CPU多核并行度高，部分支持GPU加速，內存相對小，無硬盤io要求
2.4多物理場耦合仿真計算分析
求解問題 結構、流體、熱等耦合仿真分析
主要軟件：Comsol Multiphysics ，ANSYS Multiphysics
主要算法 有限元法分析、有限體積法、邊界元法和粒子追蹤方法等（混合模式）
硬件配置特點：CPU多核并行度高，內存容量大，硬盤io一般，無GPU加速
2.5電磁仿真仿真計算特點與硬件配置分析
求解問題 電磁場及耦合仿真分析
主要算法 有限元法，時域與頻域全波求解（MoM、FDTD、FEM 和 MLFMM）等
主要軟件：ANSYS HFSS ，Maxwell
展開 基于Hfss的電磁熱耦合分析微帶線行駐波功率容量
關鍵詞：耦合仿真，微帶線，行波，駐波，功率容量
在現代射頻系統中微帶線無疑是應用最多的一種射頻傳輸線方式，一般系統中由于設備功率不大所以很少有人關注微帶線功率容量問題，但是在一些功率較高的場景中或者出現大駐波的場景中，微帶線功率容量就變成一個非常重要且不得不考慮的因素，那么微帶線功率容量又受到什么因素影響呢？下面我們一步步講解并利用電磁與熱耦合方式評估微帶線峰值功率與平均功率容量。
由于現代射頻通信系統多采用非線性調制或者脈沖發射，導致系統輸出的平均功率與峰值功率不再相同，兩者之間往往差值很大，所用射頻傳輸系統需要把峰值功率容量和平均功率容量分開考慮，現實環境中影響微帶線的平均功率容量與峰值功率容量的限制因素也不相同，首先微帶線峰值功率容量受電場擊穿強度限制而平均功率容量是受最高溫度限制。
大家都知道微帶線在處于行波狀態時功率容量最大，駐波狀態時功率容量會縮小，那么行波與駐波微帶線功率會相差多少呢？下面以一個仿真實例演示未帶線在行波和駐波時功率容量的差異，如下圖建立一個20*20mm的微帶線PCB板。
一，行波狀態時峰值功率與平均功率
1，兩端在50歐姆匹配匹配狀態下是微帶線處于行波狀態，仿真S參數如下：在5GHz時插損0.04dB，反射為-37dB，說明該微帶線模型是比較理想的50歐姆傳輸線，兩端匹配時幾乎沒有反射波。
2，該狀態下微帶線電場強度分布，可見電場主要集中在走線附近，參見動圖能明顯看出行波狀態。
3，該狀態下電磁能量損耗密度如下圖所示，可見能量損耗同樣主要集中在走線附近，尤其集中在微帶線和地之間。
4，行波狀態下峰值功率容量如下，行波狀態時峰值功率容量可達到2231W，實際工程中一般減半作為最大峰值功率容量。
展開 基于comsol的三相變壓器電磁、熱、固、噪聲多物理場耦合仿真分析 ￥4500
電磁噪音產生原因是磁場誘發鐵心疊片沿縱向振動產生噪音，該振動幅值與鐵心疊片中磁通密度及鐵心材質磁性能有關，而與負載電流關系不大。 電磁力(和振動幅值)與電流平方成正比，而發射聲功率與振動幅值平方成正比。變壓器的噪音來源于變壓器本體和冷卻系統兩個方面。</p><p><br></p><p> 此次采用Comsol制作了三相變壓器 電磁、熱、固、噪聲多物理場耦合模型，分析三相變壓器在多次諧波工況下的表現。</p><p><br></p><p>磁通密度分布</p><p><br></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202103/b099017da79a47fe99815fa842e6d1a7.gif" height="356" width="508"></p><p><br></p><p>變壓器線圈的電流電壓表現：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202112/4e5e972d90084597b806611d2541b7b3.png" title="QQ圖片20211217113513.png" alt="QQ圖片20211217113513.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202112/4e5e972d90084597b806611d2541b7b3.png?
展開 “COMSOL軟件+多物理場耦合仿真”培訓第十期：網格/流動傳熱/光電/力學/電磁場分析/經典案例
各企事業單位、高等院校及科研院所：
COMSOL是一款大型的高級數值仿真軟件，廣泛應用于各個領域的科學研究以及工程計算，在多物理場耦合分析方面有其獨到的優勢，因此被應用于各個相關科研和產品研發領域，在我國擁有非常廣闊的前景。多物理場耦合仿真分析是近年來應用比較廣泛的有限元仿真分析方法，大大的縮短了產品研發周期，提高科研效率。為進一步推動高等院校、科研院所及企事業單位在COMSOL多物理耦合研究工作的開展，中科軟研（北京）科學技術中心（http://www.fzby.org.cn/）特邀一線專家共同舉辦COMSOL通用多物理場耦合仿真核心技術應用與案例實戰在線培訓班。本次培訓課程從幾何創建、交互式網格剖分技術、模型設定、后處理、多物理場模擬等方面進行了介紹，并結合實際案例進行了詳細的講解和具體的操作指導。由中科軟研（北京）科學技術中心主辦、北京富卓佰揚科技有限公司承辦。具體事宜如下：
1 培訓目標
1、能夠利用COMSOL軟件進行具體項目和科研工作的開展；
2、對配套的專業多物理場仿真理論有較深的理解，并掌握軟件的使用。
3、通過原理解析、大量實例操作強化應用，提升學員解決實際工程問題的能力。
4、建立學員微信群，學完后可以繼續在群里與主講老師、同學交流問題，鞏固學習內容。
注：參加線上培訓，以后本人可以免費參加相同線上及線下課程，不限次數、學會為止！
2 培訓優勢
1、報名繳費后提前獲取電子講義及模型，可提前預習；全程錄制視頻，支持回放；
2、培訓老師理論和工程經驗豐富，我們會結合學員實際需求備課并補充相關內容；
3、培訓結束后，培訓老師留給學員手機和Email，提供技術支持，充分保證培訓后出效果。
3 培訓專家
中國科學院、清華大學、四川大學等科研機構的高級專家。
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