Ansys Maxwell 2D涡流场求解器

2017-06-26 by:CAE仿真在线来源:互联网

Eddy Current求解器中,所有场量均为随频率变化的正弦量;因此在处理非线性的涡流场问题时,需要将原有的BH曲线经过处理,得到其等效的BH之基波分量。其求解的变量选为矢量磁位A和电标量位φ,其中A为复变量;在求解区域内共有三种电流密度,即源电流密度,感应出的涡流密度及位移电流密度。最终,复矢量磁位A的求解与解析推导求解涡流场方程类似,将时域内正弦变化的量(如电流I、电流密度J、磁场强度H、磁感应强度B、电场强度E、矢量磁位A等)转变到频域内,成为电路原理中定义的旋转相量(正弦交流电量的相量表示),之后根据FEA的变分原理进行数值求解,以满足事先设定的收敛标准。与之相对的是,解析法中直接根据分离变量法,求解偏微分方程,得到某一区域内的矢量磁位表达式。

Eddy Current求解器可以添加三种激励源:电流源、并联电流源和电流密度源。这几种激励不但可以添加在导体表面,而且可以添加在edge上,即线电流密度,单位为A/m。激励的添加,除了要给定幅值以外,还要加相位;以添加电流为例,若相位为0,则可认为在求解器中,电流I为参考相量,则其余各量的幅值、相角有了一个参考对象,可类比《电路原理》中“电路定律中的相量形式”。

Eddy Current求解器可以添加阻抗边界条件,用以求解频率较高、透入深度极小的场合。

Eddy Current求解器可以处理几个电流环之间的阻抗矩阵,即求取每个电流环(包括电阻和电感)的自阻抗,以及不同环之间的互阻抗。所得电阻分量为AC电阻,如果是导体通电,则可以计及集肤效应;若是导体中的感应涡流,则计及了此涡流反应场对整体磁场分布的影响。

“即线电流密度,单位为A/m”
这句我觉得有问题。线电流密度不是“电流在一个线上流动,单位长度有多少电流”。线电流密度的定义是线上分布的线电荷沿线运动形成的线电流(这里没有密度的说法了)。其大小应该为线上的电荷密度乘以速度。即τ×v。前者单位为C/m,后者单位为m/s,相乘结果的单位为C/s,即单位时间内的电荷量,为A。
而单位为A/m的,是面电流密度。即以面形式分布的电荷在一个面上定向运动形成的电流。单位推导类似上面。
面电流密度K,也作为分界面磁场强度不连续时的表征。二者单位也是一致的。
体电流密度,是指体电荷在一个体里面定向运动形成的电流。如果认为是电流在单位体积内的强度,单位就变成了A/m3。这就不对了。

开放分享：优质有限元技术文章,助你自学成才