矢量電磁仿真的案例
深聚焦光
研究高數值孔徑條件下的光聚焦通常需要全矢量電磁仿真技術。我們使用VirtualLab Fusion軟件演示了不同偏振態(如徑向)和孔徑形狀(如環形)對聚焦區域電磁場的影響，這種分析既可以用理想透鏡，也可以用具有明確結構和材料信息的真實透鏡進行。
深聚焦光........
研究高數值孔徑條件下的光聚焦通常需要全矢量電磁仿真技術。我們使用VirtualLab Fusion軟件演示了不同偏振態(如徑向)和孔徑形狀(如環形)對聚焦區域電磁場的影響，這種分析既可以用理想透鏡，也可以用具有明確結構和材料信息的真實透鏡進行。
用消球差透鏡對各種偏振光束進行深聚焦
VirtualLab Fusion中的消球差透鏡模型，為分析具有不同形狀孔徑的各種偏振矢量場的聚焦效果，提供了一種簡便的方法。
分析高NA物鏡聚焦
高NA物鏡廣泛應用于光刻、顯微等領域。在對這種聚焦系統的仿真中，考慮光的矢量特性是非常重要的。
了解更多信息請發送消息到: support@infotek.com.cn /support@infocrops.com網址: http://www.infotek.com.cn / http://www.honglun-seminary.com
展開 [NEWSLETTER] 深聚焦光
研究高數值孔徑條件下的光聚焦通常需要全矢量電磁仿真技術。我們使用VirtualLab Fusion軟件演示了不同偏振態(如徑向)和孔徑形狀(如環形)對聚焦區域電磁場的影響，這種分析既可以用理想透鏡，也可以用具有明確結構和材料信息的真實透鏡進行。
用消球差透鏡對各種偏振光束進行深聚焦
VirtualLab Fusion中的消球差透鏡模型，為分析具有不同形狀孔徑的各種偏振矢量場的聚焦效果，提供了一種簡便的方法。
分析高NA物鏡聚焦
高NA物鏡廣泛應用于光刻、顯微等領域。在對這種聚焦系統的仿真中，考慮光的矢量特性是非常重要的。
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展開 基于MATLAB的矢量光束聚焦光場仿真
光學的發展促進了新型偏振光的提出，比如矢量光束。矢量光束由于其在垂直于光傳播方向的橫截面具有非均一性的偏振分布，在量子存儲、粒子操控、超分辨成像、納米光刻和激光加工等領域具有重要的潛在發展前景。因此，有必要引入光學發展前沿，鼓勵學生探索光學新發展，培養創新思維，從而激發他們的學習興趣，促進教研融合。同時，考慮到知識的難度，我們需要結合虛擬仿真實驗對光學理論和模型進行精確仿真和可視化，從而直觀呈現抽象的物理過程，提高教學效果和學習效率[2]。
本文以矢量偏振光束通過高數值孔徑物鏡的衍射為例，基于MATLAB模擬仿真展示偏振態對光場傳播過程和聚焦光場的影響。對于低數值孔徑透鏡，只需使用傍軸近似或夫瑯禾費近似的標量衍射理論。但是，對于高數值孔徑透鏡，聚焦光場與偏振狀態密切相關，特別是對于矢量光束，聚焦光場將呈現顯著的偏振特性[3], 此時就需要使用由RICHARDS B和WOLF E在德拜標量衍射積分的基礎上建立的矢量衍射理論[4,5]。借助矢量衍射理論，可以精確描述矢量光束的衍射光場分布，包括振幅、相位和偏振態等。首先，根據矢量衍射理論推導了聚焦場分布積分表示；進一步借助MATLAB仿真給出了矢量偏振光束入射情況下的聚焦光場分布，為學生提供直觀的可視化結果。最后，通過與常見的線偏振光和圓偏振光對比，對矢量偏振光束聚焦場分布進行了分析和總結，有助于學生對偏振影響的整體理解和掌握。
1 矢量偏振光束
偏振光束根據空間分布可分為均勻偏振光和非均勻偏振光[6,7]，線偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光都是常見的均勻偏振光。非均勻偏振光在不同空間位置的偏振態不同，矢量光束屬于非均勻偏振光。振幅和偏振態在光束橫截面上以光軸為對稱軸，分布沿徑向方向有一定夾角φ0的矢量光束，稱為軸對稱矢量光束,如圖1(a)所示。
展開 
如何學好電磁仿真技術？ 附電磁學仿真下載
電和磁是不分家的，有電的地方就有磁，所以電磁技術在電氣設備當中得到了廣泛的應用。
1、電氣設備的絕緣分析是電氣柜的必要仿真之一，換言之，就是在設備當中是否發生閃電（電弧擊穿），那么仿真軟件就可以根據離散化的空間單元來計算電場強度，進而判斷其場強是否大于空氣的擊穿場強，后期進行必要的產品設計更改。這是電磁軟件的電場應用。
2、考慮磁場應用就更多了，高頻的電磁波這里不做考慮，那么低頻的應用包括考慮熱效應的有電磁爐、電磁感應淬火、電氣設備功率損耗、電纜功率損耗等
3、考慮電磁受力的有電磁炮、電磁鐵、斷路器的電磁脫扣器，電氣柜的電動力
4、考慮電磁場效果的的有變壓器、金屬檢測儀器、無線充電技術、磁懸浮等技術
電磁仿真技術學習經驗分享
以上講了電磁的常規應用，下面我說一下個人的對于電磁仿真技術的學習經驗。供大家參考，有興趣的可以深入研究
1、話說干一行愛一行，首先你得喜歡仿真分析這門玄學。更要對其充滿好奇心，要多想想你能從中得到什么，沒有興趣，那么就果斷放棄吧，此處不開花，總有你綻放的地方
2、有了興趣那么你就要開始深入研究。如果你對《周易的》乾坤八卦不了解（乾代表天，坤代表地，巽（xùn）代表風，震代表雷，坎代表水，離代表火，艮（gèn）代表山，兌代表澤），那么你對五行-金、木、水、火、土，至少要有個概念，換言之，你對Maxwell方程組不了解，那么對其衍生的電磁學知識有個初步的感性認識，其理論知識至少要達到一定高度（初中物理中的電磁知識即可）。
原理其實很簡單，結合個人經驗，你需要知道三點知識即可
（1）明白無論直流還是交流，只要有電流就會產生磁場，了解其磁場方向（右手定則），方向看看指南針即可
（2）明白電流在磁場中受力方向（左手定則）。
展開 AMESim電磁閥仿真詳解：一種深低溫電磁閥試驗系統設計與仿真
基金項目：國家自然科學基金——聯合基金項目（U1937602）
摘 要：
為實現某低溫運載火箭三子級冷氦增壓系統液氫溫區閥門性能考核，采用AMESim建立系統仿真模型，仿真分析被測冷氦增壓電磁閥不同工作模式，得出兩臺200W@20K斯特林制冷機、兩臺70L高壓低溫換熱貯罐、按照箭上落壓、等間隔開啟/關閉工作模式的設計方案，以最小貯箱容積和最短換熱時間實現冷氦電磁閥液氫溫區性能試驗。
14，comsol仿真渦旋光，矢量光
在之前的一篇帖子中，介紹了用comsol仿真線偏振平面光，圓偏振平面光，橢圓偏振平面光。這些都是本科階段接觸到的光源，它們有一個特點，就是它們的波前是平面的。到了研究生階段，就會接觸到一些特殊的光源，比如渦旋光和矢量光。取一部分特殊的光，大概分類如下（注意這只是一部分特殊的光，而非全部）
下面是書上的結果 與 我復現的結果對比
1，拉蓋爾-高斯 光
拉蓋爾-高斯光的波前不是平面的，而是一個螺旋面，LG11的等相位面等于0的波前傳播動圖如下
比較有趣的是拉蓋爾-高斯光的偏振方向，如果定義輸入的偏振方向為z軸，那么計算出來偏振方向除了在z軸方向有分量，還在傳播方向x軸方向有傳播分量。
2，貝塞爾 光 和 貝塞爾-高斯 光
貝塞爾 光
貝塞爾-高斯 光
貝塞爾光與貝塞爾高斯光相比的區別是，貝塞爾高斯光外面的光強會弱很多（如下圖右下），而貝塞爾光在外面的光強依然會很強（如下圖左上），從原點沿著徑向看過去，貝塞爾光的光強符合貝塞爾函數。
3，角向偏振光 徑向偏振光
4，貝塞爾-高斯 角向偏振光
展開 電磁爐加熱過程電磁-熱耦合仿真
圖6 電磁熱耦合載荷傳遞量類型圖
04
仿真結果
電磁場計算結果
INTESIM計算得到線圈的電流密度如圖7所示。
圖7 線圈的電流密度
INTESIM計算得到鍋體底部的渦流密度如圖8所示。
圖8 鍋底的渦流密度
電磁爐的鍋體底部熱損耗如圖9所示。
圖9 鍋體底部熱損耗
熱場計算結果
查看整體的溫度分布如圖10所示。
圖10 整體的溫度分布
查看鍋體底部的溫度分布如圖11所示。
圖11 鍋體底部的溫度分布
查看陶瓷的溫度分布如圖12所示。
圖12 托盤的溫度分布
05
總結
本案例使用INTESIM軟件，基于渦流場分析、熱場分析和非匹配網格映射插值等功能，實現了電磁-熱耦合分析求解。仿真計算得到的熱損耗和溫度結果與對標軟件結果基本吻合。本案例驗證了INTESIM多物理場仿真模塊中的電磁-熱耦合仿真功能，對渦流場分析和熱場分析及耦合仿真進行應用驗證，能夠為廣大用戶在電器領域中的電磁場、熱場耦合仿真應用提供可行方案。
文章來源: 英特仿真INTESIM
展開 光刻技術第14期 | 矢量SMO數值計算與分析-考慮PW的仿真結果
采用孤立線條、版密集線條和密集接觸孔的OPC和HSMO仿真參數
采用孤立線條、版密集線條和密集接觸孔的OPC和HSMO仿真結果
05/PW擴展效果
損失函數收斂：HSMO在30~35次迭代內可有效降低損失函數，可見下圖。
孤立線條、半密集線條和密集接觸孔HSMO損失函數收斂曲線
PW對比：HSMO可顯著擴展工藝窗口，如孤立線條在EL=3%時，DOF從146nm提升至257nm；OPC對PW擴展效果有限，可見下圖和表格。
初始光源及掩模、OPC和HSMO對應的PW
對應FL=3%、5%和8%的DOF值，以及算法運行時間
06/結論
? 矢量HSMO技術通過聯合優化光源與掩模，可在一維線條、二維接觸孔等圖形中有效擴展工藝窗口（PW），相比僅優化掩模的OPC技術具有更優的工藝變化穩定性。
? 仿真的運行時間與光源矩陣和掩模矩陣的尺寸有關。
07/先進技術與未來發展方向
當前，考慮工藝窗口（PW）的矢量SMO數值計算已實現關鍵突破：標準化仿真條件與精準測量點布設保障了數據可靠性，掩模延拓技術強化了邊緣成像魯棒性，規范化仿真參數與流程則提升了結果可復現性，顯著擴展了先進制程的PW范圍，支撐3nm節點量產良率提升。
未來，技術將向多維融合演進：AI賦能仿真模型實現PW與掩模延拓參數的自適應匹配；融入EUV多物理場耦合計算，提升復雜工藝下PW預測精度；構建跨流程協同框架，聯動掩模制造與刻蝕工藝優化PW。極端制程下，量子化數值模型將成為核心，助力1nm及以下節點PW性能突破。
展開 電磁閥設計與仿真（電磁部分）專題培訓
1
培訓信息
Training Information
課程名稱
電磁閥設計與仿真（電磁部分）專題培訓
開課時間
6 月 29 日~30 日
課程費用
5000 /人
授課講師
053-基于AMESim的矢量控制變頻液壓絞車系統仿真
053-基于AMESim的矢量控制變頻液壓絞車系統仿真.part1.rar
053-基于AMESim的矢量控制變頻液壓絞車系統仿真.part2.rar
053-基于AMESim的矢量控制變頻液壓絞車系統仿真.part3.rar
053-基于AMESim的矢量控制變頻液壓絞車系統仿真.part4.rar
永磁同步電機降階模型抽取和矢量控制算法仿真
1 前言
在電機設計特別是新能源汽車永磁同步電機設計過程中，通常需將電機與控制系統進行矢量控制算法聯合仿真，以得到更加精確得仿真分析結果。控制系統聯合仿真過程中，由于控制器開關頻率高，仿真步長短，計算時間長等特點，如果直接將有限元模型直接與控制系統進行聯合仿真，仿真時間跟速度通常無法滿足工程需要。為此，介紹一種永磁同步電機降階模型抽取方法，通過對永磁電機有限元結果進行降階抽取，等效抽取的結果是基于有限元計算得到的數據表，在控制系統聯合仿真過程中只需通過查表得方法就能得到電機得性能，因此將抽取后的結果應用到系統仿真中，既保證了精度也提高了速度。
控制系統聯合仿真電路模型
2 永磁同步電機降階模型原理
將永磁同步電機的電流及轉子位置角度進行掃描，在有限元里面進行分析計算，得到永磁電機的轉矩跟磁鏈結果，將這些結果保存在一個數據表中，由于轉矩跟磁通結果是經過有限元計算得到的，因此數據表的精度非常高。若將這個數據表放到控制系統仿真當中，則計算結果非常快，只需在里面查表就可得到電機的電磁性能。
在Maxwell有限元場計算中，有限元模型對電流和轉子位置角掃描，掃描后得到的有限元結果通過降階模型保存在數據表中形成ECE模型，可將ECE模型直接在Simplorer(Twin-Builder)進行分析計算，也可以將ECE模型送到控制當中進行高級控制系統仿真。
由于抽取的ECE結果是基于有限元計算得到的，因此ECE結果精度非常高，與有限元結果幾乎一樣。
ECE與FEA結果對比
3 永磁同步電機降階模型簡介
ECE模型又稱ROM降階模型、狀態空間模型，它是基于表格的電路模型，表格參數來源于預先的有限元計算結果。
展開 永磁同步電機降階模型抽取和矢量控制算法仿真
1 前言
在電機設計特別是新能源汽車永磁同步電機設計過程中，通常需將電機與控制系統進行矢量控制算法聯合仿真，以得到更加精確得仿真分析結果。控制系統聯合仿真過程中，由于控制器開關頻率高，仿真步長短，計算時間長等特點，如果直接將有限元模型直接與控制系統進行聯合仿真，仿真時間跟速度通常無法滿足工程需要。為此，介紹一種永磁同步電機降階模型抽取方法，通過對永磁電機有限元結果進行降階抽取，等效抽取的結果是基于有限元計算得到的數據表，在控制系統聯合仿真過程中只需通過查表得方法就能得到電機得性能，因此將抽取后的結果應用到系統仿真中，既保證了精度也提高了速度。
控制系統聯合仿真電路模型
2 永磁同步電機降階模型原理
將永磁同步電機的電流及轉子位置角度進行掃描，在有限元里面進行分析計算，得到永磁電機的轉矩跟磁鏈結果，將這些結果保存在一個數據表中，由于轉矩跟磁通結果是經過有限元計算得到的，因此數據表的精度非常高。若將這個數據表放到控制系統仿真當中，則計算結果非常快，只需在里面查表就可得到電機的電磁性能。
在Maxwell有限元場計算中，有限元模型對電流和轉子位置角掃描，掃描后得到的有限元結果通過降階模型保存在數據表中形成ECE模型，可將ECE模型直接在Simplorer(Twin-Builder)進行分析計算，也可以將ECE模型送到控制當中進行高級控制系統仿真。
由于抽取的ECE結果是基于有限元計算得到的，因此ECE結果精度非常高，與有限元結果幾乎一樣。
ECE與FEA結果對比
3 永磁同步電機降階模型簡介
ECE模型又稱ROM降階模型、狀態空間模型，它是基于表格的電路模型，表格參數來源于預先的有限元計算結果。
展開 Infolytica軟件在電磁閥電磁仿真中的解決方案
電磁閥利用通電線圈激磁產生電磁力驅動閥芯運動以開啟和關閉閥門結構緊湊、尺寸小、重量輕、密封良好、維修簡便、可靠性高是自動控制領域的重要部件。但是電磁閥的電磁設計目前往往還停留在基于磁路的方式、憑經驗公式或模仿國外同類產品產品性能靠估算和事后測試。 比例電磁鐵作為電液比例閥的關鍵部件是電液比例閥應用最多的電—機械轉換器其功能是將輸入的電流信號轉換成力或位移信號輸出其軸向推力與線圈電流成正比且在有效行程范圍內保持恒定。由于影響比例電磁鐵性能特性的結構參數較多傳統設計一般采用磁路法對各個結構參數作用評估往往不夠具體和準確需要采用電磁有限元方法進行準確計算。
Infolytica軟件在電磁閥電磁仿真中的解決方案.pdf
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 