abaqus電磁計算的案例
comsol計算電磁閥動態響應 ￥150
案例計算了二維圓周軸對稱電磁閥瞬態響應及溫度場變化，使用動網格，磁場，ge模塊實現，其中對于不規則極靴和銜鐵接觸區域的動網格處理是模型的亮點。實現的模型類似于Maxwell中電磁閥動態響應分析。
電磁力和位移變化
線圈電壓與電流關系
電磁閥的選型與計算
S 值與 C 值之關系：S=18.0*10-6Cv（m2）=18*Cv （mm2 ）
Q 標 =984Cv （L/min）（進氣壓力 0.7,出口壓力 0.6,溫度 20 度
根據所需流量及驅動形式，選定電磁閥系列氣缸的必要流量（最大耗氣量）:根據氣缸缸徑、行程、運行速度及使用壓力計算出所需的耗氣量。
舉例
氣缸、閥的選配及其通徑和流量：
電磁仿真：計算復雜的耦合作用
本文原刊登于AutoCAD雜志：《Electromagnetic simulation: calculate complex interactions》
編輯整理：褚正浩 | Ansys中國高級應用工程師
此前Ansys推出的HFSS網格融合功能，是一種針對復雜設計及其組件間耦合作用進行電磁仿真的解決方案，旨在幫助降低如人工智能、5G通信或工業物聯網等領域的研發成本，并加速產品研發。
與過去相比，現代電子產品的精密程度更高
在實現更小產品外形尺寸的同時，工程師還需要提升功能，保持甚至降低功耗
對于人工智能、機器學習、自動駕駛汽車、5G通信、高性能計算和工業物聯網等領域，計算組件之間以及整個系統之間的復雜耦合作用至關重要
電磁仿真工具Ansys HFSS Mesh Fusion的出現，讓工程團隊可以生成網格并求解超大規模的設計
Ansys推出的HFSS網格融合功能，是針對復雜設計進行電磁仿真的解決方案，有望降低研發成本并加速高質量產品的研發。該軟件能夠實現復雜電磁系統的快速、全耦合仿真。此前是在AnsysHFSS 2021 R1版本中推出了HFSS網格融合功能，幫助工程師將集成電路（IC）、封裝、連接器、印刷電路板、天線和平臺整合在統一的Ansys HFSS設計中，以預測電磁耦合作用。HFSS網格融合功能通過在組件級應用先進的網絡技術，突破了以往諸多瓶頸，同時還可以實現計算機多核、計算機集群并行運行或在Ansys Cloud中運行。此外，創新型求解器技術將提取全耦合、無損、全波的電磁矩陣。
展開 電磁仿真：計算復雜的耦合作用
本文原刊登于AutoCAD雜志：《Electromagnetic simulation: calculate complex interactions》
編輯整理：褚正浩 | Ansys中國高級應用工程師
此前Ansys推出的HFSS網格融合功能，是一種針對復雜設計及其組件間耦合作用進行電磁仿真的解決方案，旨在幫助降低如人工智能、5G通信或工業物聯網等領域的研發成本，并加速產品研發。
與過去相比，現代電子產品的精密程度更高
在實現更小產品外形尺寸的同時，工程師還需要提升功能，保持甚至降低功耗
對于人工智能、機器學習、自動駕駛汽車、5G通信、高性能計算和工業物聯網等領域，計算組件之間以及整個系統之間的復雜耦合作用至關重要
電磁仿真工具Ansys HFSS Mesh Fusion的出現，讓工程團隊可以生成網格并求解超大規模的設計
Ansys推出的HFSS網格融合功能，是針對復雜設計進行電磁仿真的解決方案，有望降低研發成本并加速高質量產品的研發。該軟件能夠實現復雜電磁系統的快速、全耦合仿真。此前是在AnsysHFSS 2021 R1版本中推出了HFSS網格融合功能，幫助工程師將集成電路（IC）、封裝、連接器、印刷電路板、天線和平臺整合在統一的Ansys HFSS設計中，以預測電磁耦合作用。HFSS網格融合功能通過在組件級應用先進的網絡技術，突破了以往諸多瓶頸，同時還可以實現計算機多核、計算機集群并行運行或在Ansys Cloud中運行。此外，創新型求解器技術將提取全耦合、無損、全波的電磁矩陣。
三星電子晶圓代工設計技術團隊副總裁Sangyun Kim表示：“隨著電子系統集成度不斷提高，對綜合電磁系統分析的需求也越來越大。
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案例分享：某開關磁阻電機電磁計算
開關磁阻電機電磁計算分析在電機設計、性能預測、降低成本、提高效率和可靠性以及智能化設計等方面都具有重要的必要性。因此，在開關磁阻電機的設計和開發過程中，進行電磁計算分析是不可或缺的一環。開關磁阻電機的電磁計算涉及多個方面，包括磁鏈、電感、電磁力、電磁轉矩等。
電磁計算分析能夠準確預測開關磁阻電機的各項性能參數，如轉矩、轉速、效率、功率因數等。這些性能參數是電機設計和選型的重要依據。通過電磁計算分析，設計師可以針對特定應用需求，對電機的結構參數進行優化設計，從而得到性能更佳的電機產品。開關磁阻電機的效率與其電磁設計密切相關。通過電磁計算分析，可以找出影響電機效率的關鍵因素，如磁通分布、鐵損、銅損等，并據此對電機進行優化設計，優化后的電機能夠減少能量損失，提高能量轉換效率，從而降低運行成本。
建模設置
1）幾何建模
建立三相18-12開關磁阻電機1/3模型，如圖所示。1/3模型中包括定子、轉子、繞組以及求解域。
圖1 三相18-12開關磁阻電機
2）材料設置
三相18-12開關磁阻電機模型中有三種材料，材料的電磁屬性如表所示。
其中繞組線圈使用紫銅材料，定轉子硅鋼片使用DW310-50材料，其余為空氣。DW310-50為非線性磁導率，該材料的B-H曲線（以DW310-15材料B-H曲線代替）如圖所示。
圖2 DW310-15B-H曲線
3）邊界設置
根據電機結構和繞組分相規則，該開關磁阻電機1/3模型采用對稱邊界，并且設置定子最外邊為磁力線平行邊界，如圖所示。
圖3 對稱邊界與磁力線平行邊界
設置定轉子之間氣隙的中心線為滑移界面，并且設置滑移界面內的區域為運動區域，如圖所示。
展開 電磁仿真：計算復雜的耦合作用
此前Ansys推出的HFSS網格融合功能，是一種針對復雜設計及其組件間耦合作用進行電磁仿真的解決方案，旨在幫助降低如人工智能、5G通信或工業物聯網等領域的研發成本，并加速產品研發。
與過去相比，現代電子產品的精密程度更高
在實現更小產品外形尺寸的同時，工程師還需要提升功能，保持甚至降低功耗
對于人工智能、機器學習、自動駕駛汽車、5G通信、高性能計算和工業物聯網等領域，計算組件之間以及整個系統之間的復雜耦合作用至關重要
電磁仿真工具Ansys HFSS Mesh Fusion的出現，讓工程團隊可以生成網格并求解超大規模的設計
Ansys推出的HFSS網格融合功能，是針對復雜設計進行電磁仿真的解決方案，有望降低研發成本并加速高質量產品的研發。該軟件能夠實現復雜電磁系統的快速、全耦合仿真。此前是在AnsysHFSS 2021 R1版本中推出了HFSS網格融合功能，幫助工程師將集成電路（IC）、封裝、連接器、印刷電路板、天線和平臺整合在統一的Ansys HFSS設計中，以預測電磁耦合作用。HFSS網格融合功能通過在組件級應用先進的網絡技術，突破了以往諸多瓶頸，同時還可以實現計算機多核、計算機集群并行運行或在Ansys Cloud中運行。此外，創新型求解器技術將提取全耦合、無損、全波的電磁矩陣。
三星電子晶圓代工設計技術團隊副總裁Sangyun Kim表示：“隨著電子系統集成度不斷提高，對綜合電磁系統分析的需求也越來越大。Ansys網格融合功能使我們優秀的工程團隊能夠開發出最優設計，縮短設計周期，降低成本并提高向客戶創造的價值。使用網格融合功能，我們能研發出此前無法想像的先進設計。實際上，對于客戶最新的平板電視產品，我們仿真了整個房間的電磁傳輸情況。”
展開 案例分享：感應電機電磁計算
感應電機（通常指異步電機）的電磁計算是電機設計中的一個重要環節，它涉及到電機的電機設計、制造、故障分析與診斷、科學研究與技術創新以及節能減排等方面都具有重要意義。以下內容以某感應電機為例介紹電磁計算的過程。
建模設置
1）幾何建模
建立三相感應電機2D仿真半模型。半模型中包括：定子、轉子、轉軸、雙層定子繞組和轉子導條，其中定子有24個定子槽，轉子有22個轉子導條。感應電機2D仿真計算半模型如下圖所示：
三相感應電機2D半模型
2）材料設置
在感應電機仿真模型中共有四種材料，分別為定轉子硅鋼片DW600、定子繞組為紫銅、轉子導條為鋁合金，以及定轉子之間的空氣氣隙。其中硅鋼片材料DW600的磁導率為非線性，在Simdroid和商軟里需要將材料B-H曲線數據（沒有找到合適的DW600B-H曲線，以牌號相近的DW540 B-H曲線代替）輸入材料屬性進行材料設置，硅鋼片材料的B-H曲線如下圖所示：
硅鋼片材料B-H曲線
空氣材料的相對磁導率為1，相對介電常數為1；紫銅的相對磁導率為1，電導率為5.8e7 S/m；鋁合金的相對磁導率為1，電導率為2.3e7 S/m。
3）邊界設置
三相感應電機仿真計算模型采用半模型，定子鐵芯的磁導率遠大于空氣，因此選擇定子外圓為磁力線平行邊界；電機具有反周期對稱性，在其他外側邊界上需要設置反周期邊界條件。
展開 非晶合金永磁電機的電磁振動噪聲計算與分析
由式(２) 可以看出:切向電磁力密度很小，電磁轉矩對定子部分振動的影響非常有限。在 Ｍａｘｗｅｌｌ 與 Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ 的聯合仿真中，電磁場計算完畢后通過氣隙磁密計算得到電磁力的大小，然后直接將電磁力映射在定子齒部的節點上作為電磁振動的載荷，在結構場中進行動力學計算和分析。
1.2、電磁振動的結構電力學模型
電磁力波作用于定子齒面，引發定子軛部以及機殼部分以相同的頻率振動，引起電機周圍空間的氣體流動從而產生噪聲。定子及機殼部分具有剛度和質量，進行結構分析時將定子簡化為一個圓筒型殼體。
展開 計算電磁學模擬：使用哪個模塊？
很多人經常會有這樣的疑問：“我應該使用哪種 COMSOL 產品來模擬特定的電磁設備或應用？”除了 COMSOL Multiphysics? 軟件基本模塊的功能之外， COMSOL 產品樹的“電磁模塊”分支中目前還有 6 個模塊。另外 6 個模塊分布在其余產品分支中。這些模塊代表了麥克斯韋方程組與其他物理場耦合的各種形式。本篇博文，我們來看一看它們都有什么功能。
注意：此博客最初發布于 2013 年 9 月 10 日。此后更新了一些信息和示例。
計算電磁學：麥克斯韋方程組
麥克斯韋（Maxwell）方程組與電荷密度 、電場 、電位移場 、電流 、磁場強度 ，以及磁通密度 有關：
為了求解這些方程，我們需要一組邊界條件，以及材料本構關系。本構關系將 和 場、和 場和 場、 和 場相關聯。在不同的假設下，這些方程已在 COMSOL 產品庫的不同模塊中被求解，并與其他物理場耦合。
注意：為了傳達關鍵理念，此處介紹的大多數方程均以縮寫形式顯示。要查看所有控制方程的完整形式，并查看所有可用的本構關系，請查閱產品文檔。
下面，讓我們從一些概念開始介紹……
…
穩態、時域還是頻域？
在求解麥克斯韋方程組時，為了減輕計算負擔，我們試圖做出盡可能合理和正確的假設。盡管麥克斯韋方程組可以求解任意隨時間變化的輸入，但我們通常可以合理地假設輸入和計算的解都是穩態或正弦時變的情況。前者通常也被稱為 DC（直流）情況，而后者通常被稱為 AC（交流）或頻域情況。
如果這些場在任何時間都沒有變化，或者變化很小以至于不重要，則穩態（DC）假設成立。也就是說，我們可以說麥克斯韋方程組中的時間導數項為零。例如，如果您的設備連接了電池（可能需要數小時或更長時間才能耗盡電量），那么這樣做是非常合理的假設。
展開 電磁仿真計算特點與硬件配置分析20190516
電磁場仿真軟件廣泛應用于無線和有線通信、計算機、衛星、雷達、半導體和微波集成電路、航空航天等領域，從毫米波電路、射頻電路封裝設計驗證，到混合集成電路、PCB板、無源板級器件、RFIC/MMIC設計，天線設計，微波腔體、衰減器、微波轉接頭、波導錄波器等設計等
1.1 電磁仿真算法分類、計算特點
計算電磁學（CEM）方法大致可分為2類：精確算法和高頻近似方法。
（1）全波精確計算法
包括差分法（FDTD，FDFD）、有限元（FEM）、矩量法（MoM）以及基于矩量法的快速算法（如快速多極子FMM和多層快速多極子MLFMA）等，其中，在解決電大目標電磁問題中最有效的方法為多層快速多極子方法。
（2）高頻近似方法
一般可歸作2類：一類基于射線光學，包括幾何光學（GO）、幾何繞射理論（GTD）以及在GTD 基礎上發展起來的一致性繞射理論（UTD）等；另一類基于波前光學，包括物理光學（PO）、物理繞射理論（PTD）、等效電磁流方法（MEC）以及增量長度繞射系數法（ILDC）等1.1 電磁仿真算法分類、計算特點
計算電磁學（CEM）方法大致可分為2類：精確算法和高頻近似方法。
（1）全波精確計算法
包括差分法（FDTD，FDFD）、有限元（FEM）、矩量法（MoM）以及基于矩量法的快速算法（如快速多極子FMM和多層快速多極子MLFMA）等，其中，在解決電大目標電磁問題中最有效的方法為多層快速多極子方法。
展開 《電磁場數值計算法與MATLAB實現》
【目錄】
第1章 緒論
1.1 電磁場理論產生的背景及其意義
1.2 電磁場問題計算方法的重要性
1.3 電磁場問題計算方法分類
1.3.1 解析法
1.3.2 數值法
1.4 電磁場問題數值計算的幾種重要方法
1.4.1 有限差分法
1.4.2 有限單元法
1.5 MATLAB在電磁場數值計算中的應用
第2章 MATLAB簡介
2.1 MATLAB概述
2.1.1 MATLAB的特點
2.1.2 MATLAB操作界面
2.1.3 命令窗口的基本操作命令
2.2 數值計算基本方法
2.2.1 變量名、數據、算符與表達式
2.2.2 矩陣
2.2.3 符號變量和符號表達式
2.3 圖形處理的基本方法
2.3.1 二維圖形
2.3.2 三維圖形
2.4 M文件及程序設計
2.4.1 命令文件
2.4.2 函數文件
2.4.3 流程控制
2.4.4 差分、微分和梯度
2.4.5 積分
2.4.6 級數
2.5 偏微分方程的圖形用戶界面(GUI)
2.5.1 PDE Toolbox菜單
2.5.2 PDE工具欄
第3章 電磁場分布型問題的數值積分法
3.1 沿直線的積分問題
3.2 平面上的二重積分問題
3.3 沿空間曲線的積分問題
3.4 曲面上的二重積分問題
第4章 電磁場二維場域的有限差分法
4.1 差分運算的基本概念
4.2 拉普拉斯方程的有限差分形式
4.3 二維場域的邊界條件
4.4 簡單迭代法
4.5 超松弛法
4.6 應用舉例與計算程序
第5章 電磁場二維場域的有限單元法
5.1 電磁場微分方程的泛函變分原理
5.2 二維電磁場有限單元法的數學離散形式
5.3 應用舉例與計算步驟
參考文獻
展開 
CST2021電磁仿真計算工作站、集群硬件配置探討
（2）是目前市場上，第一個針對電磁仿真多種算法優化設計, 并行計算節點配備高主頻處理器，其性能表現遠超刀片服務器。
（3）【異構并行計算節點】配備最新Xeon3代處理器，40核+16通道是頻域算法電磁仿真并行計算最理想架構，同時保證高頻，整個計算節點的多核并行計算，在核數與頻率達到均衡，此外配備GPU計算卡，保證了時域求解的GPU加速
（4）作業調度軟件針對有限元計算兩個主要環節：網格自動剖分（單核計算環節）、求解器求解（多核計算環節），網格剖分環節--調用【高頻服務器】處理， 求解器求解環節--調用多臺【計算節點】多級多核并行計算
（5）集群性能從硬件架構、作業調度系統均比常規集群性能達到更高效。
展開 Comsol基于場路耦合的三相電力變壓器電磁場計算
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Comsol基于場路耦合的三相電力變壓器電磁場計算
關鍵詞：電力變壓器；電磁性能；場路耦合；有限元；數值計算
1. 基于有限元法三維場路耦合數學模型
1.1 基礎理論
電磁場理論的基礎是麥克斯韋方程組，它適用于所有宏觀電磁現象的描述，是工程電磁場問題的數學基礎。麥克斯韋方程組一共包含四個方程，如下方程所示，分別描述了安培定律、法拉第電磁感應定律、高斯電通定律和高斯磁通定律。
上述方程表示為麥克斯韋方程組的積分形式，可將其寫成微分形式，如下方程所示，通過麥克斯韋方程組的微分形式便可以推導出有限元法處理電磁場問題的微分方程。
電磁場理論可以分為似穩電磁場和高頻電磁場兩大類，在高頻電磁場中觀察點場強的變化要滯后于場源的變化；而似穩電磁場的主要特征表現在場源隨著時間的變化很慢，從而使得相應電磁波的波長遠大于計算域的幾何尺寸，場點跟隨場源的變化速度便是兩類問題之間的主要區別。似穩電磁場憑著其場點跟隨場源的變化規律，可用于研究頻率較低而且能夠滿足似穩條件的電磁場問題。人們的生產生活所用電磁設備中的電磁場大多屬于似穩態電磁場。在似穩態電磁場中，麥克斯韋方程組中的位移電流密度項很小，與傳導電流密度相比可以對其進行忽略。因此在對似穩態電磁場問題進行求解分析時，可以忽略電場隨時間變化所產生的磁場，只針對磁場隨時間變化產生的電場進行分析，從而將電磁問題簡化。如果所要求解的似穩電磁場中含有導電材料，則這樣的電磁場又稱為渦流場。在對渦流場的問題進行求解時，往往不便于直接利用麥克斯韋方程進行，因此為更好的求解渦流場問題，在計算時需要在麥克斯韋方程中引入不同的電磁位，將引入的磁位和電位作為未知函數，建立偏微分方程，并進行后續求解。
展開 基于Motor-CAD的電機電磁和溫升的快速計算
圖22
圖23
設定流量之后，需要指定流體的材質類型和屬性，圖24是展示了本次計算的冷卻介質的屬性設置。圖25設置了電機實體部分的材料熱屬性設置。剩下的采取默認設置即可。
圖24
圖25
計算的熱源可以是輸入的損耗，也可以是電磁計算損耗直接導出在熱計算模塊，這里采用電磁計算的損耗作為計算的熱源。圖26展示了計算穩態時溫度分布情況，并且損耗來自電磁計算結果。
Motor-CAD熱計算依據熱網絡法，這樣可以快速計算出電機的溫度分布，用時比有限元要少很多，精度也可以保證工程要求。
圖26
點擊求解，計算結果如圖27-30所示。
圖27
圖28
圖29
圖30
結論
Motor-CAD基于自己的優勢，采用快速有限元法和熱網絡法，在短時間內可以計算出電機的設計性能，大大縮短了電機概念設計的周期，提高了電機研發的速度，有助于電機設計水平的提升。
展開 案例分享 | 基于PERA SIM的電機電磁場仿真計算
目前，有限元數值分析在電機前期設計階段得到了廣泛應用，一定程度上可以代替電機的樣機性能測試，并可模擬電機內電磁場的瞬變過程。
本文基于安世亞太自主研發的PERA SIM.Emag電磁仿真軟件，對IEEE Team30問題電機電磁場進行了數值模擬計算，得到了電機磁力線、磁密、損耗等分布。
感應電機二維結構如下圖所示：
基于PERA SIM.Emag電磁仿真軟件，具體仿真工況條件為：
電源頻率60Hz
轉速1200rad/s
電流有效值2892.3A
電機模型中包含定子、轉子、軸、定子繞組和轉子導條，定轉子鐵芯采用導磁材料，相對磁導率為30，定子鐵芯電導率0，轉子鐵芯磁導率1.6e6Ω/m，定子繞組為銅，轉子導條為鋁電導率3.72e7Ω/m，軸為非導磁。電機軸向長度1m。
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