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在設(shè)計(jì)亥姆霍茲線圈時(shí)，很自然地會(huì)提出一個(gè)問(wèn)題：磁場(chǎng)的均勻性如何，距離應(yīng)多遠(yuǎn)？我們可以借助 COMSOL Multiphysics? 軟件來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題，。分析亥姆霍茲線圈的磁場(chǎng) 亥姆霍茲線圈的幾何形狀由兩個(gè)相同的圓形線圈組成，它們之間間隔一個(gè)半徑。線圈均勻纏繞，以使電流以相同的方向流動(dòng)。反過(guò)來(lái)，這又會(huì)產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)，其中主要部件平行于兩個(gè)線圈的中心軸。

面進(jìn)行定義,如圖4所示?1.3控制方程SKH45T磁場(chǎng)成形壓機(jī)通過(guò)通電線圈產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),通電線圈為亥姆霍茲線圈[10-11],亥姆霍茲線圈可以在公共軸線中點(diǎn)附近產(chǎn)生較大范圍的均勻磁場(chǎng),亥姆霍茲線圈是由一對(duì)匝數(shù)和半徑相同[12]?繞線厚度相同且同軸平行放置的圓形單線圈組成,左右兩個(gè)線圈串聯(lián),輸入電流相同,2個(gè)線圈的軸向距離與線圈的半徑相同,結(jié)構(gòu)如圖5所示[13]?

位于球形自由空間域內(nèi)的通過(guò)無(wú)限元域 截?cái)嗟恼叫慰招?em>線圈，可以由理論公式計(jì)算出總電感。該模型使用了由 無(wú)限元域 截?cái)嗟那蛐斡颍w建模方法與 COMSOL 案例庫(kù)中的亥姆霍茲線圈案例非常相似，其中同時(shí)使用了 磁場(chǎng)，僅電流 接口和磁場(chǎng) 接口進(jìn)行計(jì)算，并證明了這些公式給出的結(jié)果相同。盡管 磁場(chǎng)、僅電流 和 磁場(chǎng) 接口都可以使用，但這兩個(gè)公式之間存在許多差異。

然而，如果鳥籠線圈內(nèi)的磁場(chǎng)分布由于其設(shè)計(jì)而發(fā)生波動(dòng)，圖像質(zhì)量就會(huì)很差，這對(duì)醫(yī)生診斷病人的能力產(chǎn)生負(fù)面影響。為了幫助醫(yī)生避免這個(gè)問(wèn)題，工程師可以通過(guò)仿真來(lái)優(yōu)化 MRI 鳥籠線圈的設(shè)計(jì)。在 COMSOL Multiphysics? 中設(shè)計(jì)和優(yōu)化 MRI 鳥籠式線圈 我們今天討論的案例模型展示了如何設(shè)計(jì)一個(gè)鳥籠線圈，并優(yōu)化它在人體頭部造影周圍的磁場(chǎng)，用來(lái)創(chuàng)造所需的磁場(chǎng)分布。

然而，如果鳥籠線圈內(nèi)的磁場(chǎng)分布由于其設(shè)計(jì)而發(fā)生波動(dòng)，圖像質(zhì)量就會(huì)很差，這對(duì)醫(yī)生診斷病人的能力產(chǎn)生負(fù)面影響。為了幫助醫(yī)生避免這個(gè)問(wèn)題，工程師可以通過(guò)仿真來(lái)優(yōu)化 MRI 鳥籠線圈的設(shè)計(jì)。在 COMSOL Multiphysics? 中設(shè)計(jì)和優(yōu)化 MRI 鳥籠式線圈 我們今天討論的案例模型展示了如何設(shè)計(jì)一個(gè)鳥籠線圈，并優(yōu)化它在人體頭部造影周圍的磁場(chǎng)，用來(lái)創(chuàng)造所需的磁場(chǎng)分布。

在另一個(gè)額外的學(xué)分項(xiàng)目中，我搭建了一個(gè)三軸亥姆霍茲線圈，它可以產(chǎn)生均勻的球形磁場(chǎng)。它將被送到化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，用于測(cè)量在均勻磁場(chǎng)下工作的磁性納米粒子。與購(gòu)買動(dòng)輒數(shù)千美元的線圈相比，這套裝置在10安培電流下可達(dá)到233.6高斯的最高磁場(chǎng)強(qiáng)度，所有線圈的成本略高于250美元，這還僅僅是22 awg線材的成本。

我們?cè)?COMSOL Multiphysics? 軟件中使用了二維軸對(duì)稱幾何來(lái)對(duì)磁懸浮設(shè)備進(jìn)行模擬。由于設(shè)備中存在時(shí)變電流和感應(yīng)渦流，所以我們選擇使用 AC/DC 模塊中的“磁場(chǎng)”接口來(lái)模擬磁場(chǎng)。此外，我們還使用了“均勻多匝線圈”模型中的單個(gè)“線圈”特征對(duì)承載反方向電流的線圈進(jìn)行模擬，并通過(guò)“計(jì)算力”特征計(jì)算出了鋁板中的電動(dòng)力，該特征計(jì)算出了麥克斯韋應(yīng)力張量。

關(guān)于使用 AC/DC 模塊進(jìn)行線圈建模的總結(jié)性思考我們以介紹電流閉環(huán)的概念開(kāi)始，研究線圈的建模。如果你正在為一個(gè)線圈建模，或者確實(shí)在做幾乎任何與電流和由此產(chǎn)生的磁場(chǎng)有關(guān)的建模工作，那么你應(yīng)始終需要記住這個(gè)概念。本文來(lái)自:COMSOL博客

本案例基于COMSOL軟件的電磁場(chǎng)模塊，建立了線圈和磁芯的組合結(jié)構(gòu)模型，并數(shù)值仿真得到結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)分布變化，模型及仿真結(jié)果如圖所示： 感興趣的朋友，可以下載模型源文件！

為了研究其滾筒在不同電流大小和通電線圈頻率下的電磁特性和感應(yīng)效果，這里使用COMSOL建立了帶電磁感應(yīng)加熱線圈的小型殺青機(jī)滾筒模型，為后續(xù)設(shè)計(jì)小型殺青機(jī)加熱控制系統(tǒng)提供參考方案。

在無(wú)線充電系統(tǒng)中，線圈是能量傳輸?shù)年P(guān)鍵部分，為了提高傳輸效率，研究者嘗試使用不同形狀的線圈，如圓形、四邊形和多邊形等。由于線圈的材料、幾何形狀、匝數(shù)、尺寸及兩線圈的位置都可能影響耦合系數(shù)的大小，進(jìn)而影響電能傳輸效率，因此需要對(duì)諧振線圈進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為實(shí)物設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。平面螺旋型線圈較薄且不占體積，在手機(jī)、電動(dòng)汽車等無(wú)線充電器中得到了廣泛應(yīng)用，研究表明平面螺旋型線圈可實(shí)現(xiàn)高效電能傳輸。

我們還研究了這些材料在激光工程領(lǐng)域、濾波器設(shè)計(jì)和光開(kāi)關(guān)中的應(yīng)用。 本文來(lái)自 ：COMSOL 博客

第一種模型：使用磁場(chǎng)(mf)，但是將整個(gè)域設(shè)置為磁場(chǎng)后，線圈入口設(shè)置為接地體頂端，而不知道磁場(chǎng)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(chǎng)和電場(chǎng)(mef)，在磁絕緣節(jié)點(diǎn)下加終端和接地，接地體頂端加激勵(lì)，模型邊界(近似無(wú)窮遠(yuǎn))加接地，計(jì)算此模型進(jìn)度條易卡住，收斂性跟幾何、剖分都有關(guān)系，但計(jì)算出來(lái)的結(jié)果趨勢(shì)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

洛倫茲耦合當(dāng)導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中并通電時(shí)，一個(gè)電磁力，指定為洛倫茲力 被會(huì)施加在導(dǎo)體上并使其移動(dòng)。另一方面，導(dǎo)體通過(guò)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起感應(yīng)電壓，這種現(xiàn)象稱為反電動(dòng)勢(shì)，反過(guò)來(lái)會(huì)影響磁場(chǎng)。這就是使用動(dòng)圈的傳統(tǒng)電動(dòng)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的工作原理。這些動(dòng)圈換能器包含用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的永磁體和放置在磁場(chǎng)中的線圈。當(dāng)向線圈施加交流電壓時(shí)，由于洛倫茲力的變化，它們會(huì)來(lái)回移動(dòng)，導(dǎo)致連接的膜片振動(dòng)并發(fā)出聲音。

仿真采用軟件是comsol6.0版本，仿真建模中首先建立幾何模型，可在comsol軟件中直接構(gòu)筑，也可將solidworks中畫好的模型導(dǎo)入comsol。電抗器電磁振動(dòng)仿真中硅鋼片磁特性數(shù)據(jù)直接影響計(jì)算結(jié)果，使用插值B-H曲線定義其磁特性。 在磁場(chǎng)模塊中將線圈定義，計(jì)算麥克斯韋力。為了計(jì)算的速度與收斂性，忽略電抗器鐵心的疊片特性，將電抗器鐵心視為各向同性均勻?qū)嶓w。

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)易受干擾等問(wèn)題，本文對(duì)常見(jiàn)的鋼絲繩漏磁檢測(cè)方法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先采用Comsol建立了鋼絲繩漏磁檢測(cè)的有限元模型，進(jìn)行磁場(chǎng)信號(hào)仿真，確定合適的磁化方式及參數(shù)。再模擬鋼絲繩動(dòng)態(tài)檢測(cè)過(guò)程，對(duì)損傷處的漏磁場(chǎng)特征進(jìn)行仿真分析，得到最優(yōu)的檢測(cè)參數(shù)。為了降低測(cè)量過(guò)程中的震動(dòng)等干擾，增加了聚磁裝置。

物理場(chǎng)選擇及邊界條件設(shè)置 本模型主要選擇了COMSOL中的磁場(chǎng)模塊、電路模塊、固體力學(xué)、壓力聲學(xué)模塊進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合，詳細(xì)的物理場(chǎng)選擇及邊界條件設(shè)置如圖2所示。圖2 詳細(xì)的物理場(chǎng)選擇及邊界條件設(shè)置4.

當(dāng)液體通過(guò)電磁流量計(jì)的管道時(shí)，流量計(jì)中的電磁線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，而液體作為導(dǎo)電介質(zhì)，則會(huì)垂直與磁場(chǎng)方向形成一個(gè)橫向的電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，電動(dòng)勢(shì)與液體的流速成正比。電磁流量計(jì)通常由兩個(gè)成對(duì)的電磁線圈組成，一個(gè)作為發(fā)射線圈，另一個(gè)作為接收線圈。發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，而接收線圈測(cè)量由液體流動(dòng)引起的電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，流量計(jì)可以計(jì)算出液體的流速和流量。