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點(diǎn)擊藍(lán)字，關(guān)注我們Comsol基于場(chǎng)路耦合的三相電力變壓器電磁場(chǎng)計(jì)算關(guān)鍵詞：電力變壓器；電磁性能；場(chǎng)路耦合；有限元；數(shù)值計(jì)算1. 基于有限元法三維場(chǎng)路耦合數(shù)學(xué)模型1.1 基礎(chǔ)理論電磁場(chǎng)理論的基礎(chǔ)是麥克斯韋方程組，它適用于所有宏觀電磁現(xiàn)象的描述，是工程電磁場(chǎng)問題的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

圖5 熱分析對(duì)流設(shè)置 耦合設(shè)置 本案例為電磁-熱耦合分析，熱分析基于電磁分析計(jì)算結(jié)果，通過點(diǎn)到面（bucket）的插值映射方法傳遞耦合數(shù)據(jù)，電磁場(chǎng)的熱損耗結(jié)果通過體耦合傳遞至熱場(chǎng)，耦合載荷傳遞量類型如圖6所示。

，并基于電磁場(chǎng)、機(jī)械振動(dòng)以及流體的有限元聯(lián)合分析，對(duì)一臺(tái)小型非晶合金樣機(jī)進(jìn)行了計(jì)算，具體如下: (１) 通過電磁場(chǎng)和機(jī)械場(chǎng)的耦合分析，計(jì)算出定子齒部表面的徑向電磁力和切向電磁轉(zhuǎn)矩，表明徑向電磁力是產(chǎn)生電磁噪聲的主要原因； (２) 機(jī)械場(chǎng)和聲場(chǎng)的分析計(jì)算表明

高效算法：HFSS采用了高效的計(jì)算算法，如有限元法、有限差分法等，以提高仿真速度。 并行計(jì)算：HFSS支持并行計(jì)算，以利用多核計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力，提高仿真速度。 先進(jìn)的剖分技術(shù)：HFSS采用了先進(jìn)的剖分技術(shù)，以提高仿真精度和效率。

有人提問2.5D和3D電磁場(chǎng)仿真的區(qū)別，結(jié)果“2.5D”這個(gè)概念的發(fā)明者、電磁場(chǎng)軟件SONNET的創(chuàng)始人J.C. Rautio博士跑過來親自回答了這個(gè)問題。帖子的大意是說，他當(dāng)時(shí)在雪城大學(xué)讀博士（1982～1986年），研究層狀結(jié)構(gòu)的矩量仿真算法，項(xiàng)目由通用電氣實(shí)驗(yàn)室贊助。在那個(gè)時(shí)候，他們的算法中考慮到了2D的電流（x-y平面）和3D的場(chǎng)強(qiáng)（所有方向）。

高效算法：HFSS采用了高效的計(jì)算算法，如有限元法、有限差分法等，以提高仿真速度。 并行計(jì)算：HFSS支持并行計(jì)算，以利用多核計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力，提高仿真速度。 先進(jìn)的剖分技術(shù)：HFSS采用了先進(jìn)的剖分技術(shù)，以提高仿真精度和效率。

功能特點(diǎn)：電場(chǎng)、電流場(chǎng)和磁場(chǎng)的靜態(tài)、瞬態(tài)和時(shí)諧分析，通電導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)和場(chǎng)路耦合分析等分析類型；電荷、電流、電壓、電路和外加電磁場(chǎng)等激勵(lì)；懸浮電位、周期邊界、開放邊界和滑動(dòng)邊界等邊界條件；電容、電導(dǎo)、電感、損耗、電磁力等后處理計(jì)算功能。

摘要：對(duì)于電機(jī)的電磁振動(dòng)噪聲問題，僅通過電磁計(jì)算激勵(lì)源特性分析較難預(yù)測(cè)電機(jī)實(shí)際的振動(dòng)噪聲情況。本文基于電磁場(chǎng)、結(jié)構(gòu)場(chǎng)及聲場(chǎng)的多場(chǎng)耦合分析方法，以YE2-90L-4感應(yīng)電機(jī)為例，結(jié)合電機(jī)結(jié)構(gòu)與實(shí)際安裝方式，對(duì)斷條狀態(tài)下的電機(jī)電磁激振力、結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)以及電機(jī)周圍聲場(chǎng)聲壓分布進(jìn)行多場(chǎng)聯(lián)合仿真，從而計(jì)算出斷條故障對(duì)于電機(jī)振動(dòng)噪聲的影響。

當(dāng)然光學(xué)的主要任務(wù)是研究電磁場(chǎng)傳播通過兩種介質(zhì)間的一般表面，例如透鏡模型。 3.幾何算子 一般表面對(duì)場(chǎng)的影響可以通過有限元法（FEM）來計(jì)算，但是對(duì)于大多數(shù)情況來說，數(shù)值計(jì)算成本太高。如果表面的結(jié)構(gòu)不是很小，在大多數(shù)實(shí)際情況中通過所謂的局部平面近似（LPIA）方法計(jì)算B算子可以得到足夠的精度[5]。在這種近似中，電磁場(chǎng)的邊界條件利用分層介質(zhì)的已知解進(jìn)行局部計(jì)算。

為節(jié)約計(jì)算成本，縮短計(jì)算時(shí)間，可采用風(fēng)扇模型來模擬風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。發(fā)熱元件與散熱片之間以及發(fā)熱元件與空氣之間的熱傳遞過程采用耦合壁面模型進(jìn)行計(jì)算，其他可忽略熱傳遞過程的壁面，如聚風(fēng)板、導(dǎo)風(fēng)筋、外殼等，可設(shè)置為絕熱壁。風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口和電磁爐出風(fēng)口分別設(shè)置為壓力進(jìn)口和壓力出口。采用定常求解器計(jì)算傳熱及流動(dòng)過程，即忽略控制方程中的時(shí)間偏導(dǎo)項(xiàng)，這樣計(jì)算出的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)均為不隨時(shí)間變化的穩(wěn)定狀態(tài)。

設(shè)置合適的邊界條件，如磁力線平行邊界，以簡(jiǎn)化計(jì)算。求解計(jì)算：選擇合適的求解器（如低頻交流磁場(chǎng)求解器）進(jìn)行計(jì)算，Maxwell 會(huì)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)和模型進(jìn)行電磁場(chǎng)的數(shù)值求解。后處理分析：通過后處理功能，生成電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)分布的云圖（如下圖所示），可以清晰地看到磁力線在定子和轉(zhuǎn)子之間的分布情況。提取電磁轉(zhuǎn)矩、損耗等關(guān)鍵性能參數(shù)，分析不同負(fù)載條件下電機(jī)的運(yùn)行特性。

當(dāng)然光學(xué)的主要任務(wù)是研究電磁場(chǎng)傳播通過兩種介質(zhì)間的一般表面，例如透鏡模型。3.幾何算子一般表面對(duì)場(chǎng)的影響可以通過有限元法（FEM）來計(jì)算，但是對(duì)于大多數(shù)情況來說，數(shù)值計(jì)算成本太高。如果表面的結(jié)構(gòu)不是很小，在大多數(shù)實(shí)際情況中通過所謂的局部平面近似（LPIA）方法計(jì)算B算子可以得到足夠的精度[5]。在這種近似中，電磁場(chǎng)的邊界條件利用分層介質(zhì)的已知解進(jìn)行局部計(jì)算。

電磁仿真已廣泛應(yīng)用于有線與無線通信、衛(wèi)星、雷達(dá)、半導(dǎo)體與微波集成電路、計(jì)算機(jī)、汽車、航空航天等等領(lǐng)域，從毫米波電路，射頻電路封裝設(shè)計(jì)驗(yàn)證，到 PCB 板，天線設(shè)計(jì)等等。電磁仿真計(jì)算在民用與軍用領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真預(yù)測(cè)等方面都發(fā)揮著越來越重要的作用。達(dá)索系統(tǒng)于 2016 年先后收購德國電磁軟件 CST，及英國電磁及多物理場(chǎng)仿真軟件 Opera。

IE3D可分為MGRID、MODUA和 PATTERNVIEW三部分;MGRID為IE3D的前處理套件，功能有建立電路結(jié)構(gòu)、設(shè)定基板與金屬材料的參數(shù)和設(shè)定模擬仿真參數(shù);MOODUA是 IE3D的核心執(zhí)行套件，可執(zhí)行電磁場(chǎng)的模擬仿真計(jì)算、性能參數(shù)(Smith園圖，S參數(shù)等)計(jì)算和執(zhí)行參數(shù)優(yōu)化計(jì)算;PATTERNVIEW是IE3D 的后處理套件，可以將仿真計(jì)算結(jié)果，電磁場(chǎng)的分布以等高線或向量場(chǎng)的形式顯示出來

二者均是對(duì)具有相同材料屬性和幾何結(jié)構(gòu)的模型求解 Maxwell 方程，因此像預(yù)期一樣，所得的各項(xiàng)結(jié)果（透射值、反射值、場(chǎng)值）基本一致。不過兩個(gè)仿真的結(jié)果存在細(xì)微的差別。借助“波束包絡(luò)”仿真，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在電介質(zhì)板中向右側(cè)傳播的波的電場(chǎng)的計(jì)算。當(dāng)然，這是因?yàn)槲覀兦蠼饬讼蛴液拖蜃髢蓚€(gè)方向傳播的波，對(duì)這兩個(gè)貢獻(xiàn)求和即可得到總物理場(chǎng)。

電磁場(chǎng)分析軟件FEKOFEKO是復(fù)雜形狀三維結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)分析軟件，是適用于復(fù)雜專業(yè)電磁場(chǎng)的仿真軟件，應(yīng)用范圍非常廣泛。

在ANSYS Workbench的電磁場(chǎng)分析中，導(dǎo)體通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，導(dǎo)體設(shè)置有兩種方法：1.第一種為導(dǎo)體方法：加載電壓和電流，自動(dòng)設(shè)置電流的流向，進(jìn)而計(jì)算出磁場(chǎng)，這種方式的優(yōu)勢(shì)是僅僅需要電流的流入位置和流出位置，給定電流值就可以了，無論其形狀多么復(fù)雜，導(dǎo)體的電流如圖所示。

</p><p>本案例模擬了電磁炮從發(fā)射到射出軌道的整個(gè)過程，具體計(jì)算得到磁場(chǎng)、電場(chǎng)、速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，仿真結(jié)果如下所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202112/05ed44ffff8e4625a7ed6955ca295f5b.gif" alt="磁場(chǎng)變化.gif"></p><p><img src="https://

案例計(jì)算了二維圓周軸對(duì)稱電磁閥瞬態(tài)響應(yīng)及溫度場(chǎng)變化，使用動(dòng)網(wǎng)格，磁場(chǎng)，ge模塊實(shí)現(xiàn)，其中對(duì)于不規(guī)則極靴和銜鐵接觸區(qū)域的動(dòng)網(wǎng)格處理是模型的亮點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)的模型類似于Maxwell中電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析。電磁力和位移變化線圈電壓與電流關(guān)系