Обновления в модуле AC/DC

Модуль AC/DC версии COMSOL Multiphysics® 5.4 содержит готовые геометрические заготовки для отрисовки катушек и магнитных сердечников; функционал расчета электрических токов и Джоулева нагрева в тонких слоистых материалах, а также усовершественный функционал для расчета сил на нелинейных материалах на основе анализа виртуальной работы. Ниже можно узнать подробнее обо всех обновлениях модуля AC/DC.

Электрические токи в многослойных оболочках

Новый интерфейс Electric Currents, Layered Shell (Электрические токи в многослойных оболочках) может быть использован для вычисления токов и распределения потенциалов в тонких проводящих слоистых оболочках (shell) в условиях пренебрежимо малого индукционного влияния — когда толщина скин-слоя значительно превышает характерный размер рассматриваемого устройства. Этот интерфейс позволяет проводить стационарный анализ для поверхностей в трехмерном пространстве.

Модуль Теплопередача имеет похожие функционал и также может быть использован для моделирования теплопередачи в слоистых оболочках. При совместном использовании этих двух модулей можно численно иследовать Джоулев нагрев в слоистых конструкциях. Более того, используя эти модули вместе с модулем Композитные материалы, можно одновременно анализировать Джоулев нагрев и тепловое расширение в многослойных твердотельных конструкциях.

Описанный функционал используется в следующих моделях:

Планарная катушка на печатной плате, смоделированная с помощью интерфейса Electric Currents, Layered Shell (Электрические токи в многослойных оболочках). Распределение электрического потенциала на поверхности планарной катушки с перемычками на печатной плате. Распределение электрического потенциала на поверхности планарной катушки с перемычками на печатной плате.

Библиотека геометрических заготовок для катушек и магнитных сердечников

В новой библиотеке CAD-заготовок для модуля AC/DC доступны разнообразные шаблоны катушек и магнитных сердечников. Благодаря новой библиотеке геометрических моделей можно быстрее настроить моделей трансформаторов, индукторов, моторов и электроприводов. Геометрические модели представляют собой полностью параметрические твердые тела, поверхности и кривые, и их можно при необходимости сочетать, получая в результате более сложные формы. Важные выборки, например границы для запитывания, генерируются автоматически.

Шаблоны для отрисовки катушек и магнитных сердечников, доступный в библиотеке CAD-заготовок (Part Library) для модуля AC/DC. Новая библиотека геометрических заготовок для модуля AC/DC содержит параметризованные модели катушек и магнитных сердечников. Новая библиотека геометрических заготовок для модуля AC/DC содержит параметризованные модели катушек и магнитных сердечников.

Расчет сил для нелинейных материалов на основе анализа виртуальной работы

Теперь для нелинейных магнитных материалов описываемых через кривую B-H можно рассчитывать плотность магнитной энергии и плотность магнитной энергии. Эти величины полезны при расчете магнитных сил методом виртуальной работы (virtual work), который в целом является более точным, чем использование тензора напряжений Максвелла. Методом виртуальной работы можно определить результирующую силу и момент; этот метод в основном применяется для компонентов, по общему допущению являющимися жесткими, например моторов и приводов. Этот подход к моделированию возможен при одновременном использовании функционала Moving Mesh (Подвижная сетка) и Sensitivity (Чувствительность).

Анимация, на которой изображена трехфазная синхронная машина с постоянными магнитами (синий/желтый), для которой вычисляется плотность магнитного потока (цветовая шкала сверху) и плотность тока (цветовая шкала снизу).

Усовершенствования для модели материала с магнитным насыщением

Модель материала типа Magnetic Saturation улучшена: больше нет необходимости в дублировании входных данных в интерполяционных функциях для кривой B-H и ее обратной функции — кривой H-B. Это вдвое сокращает работу, связанную с определением нового пользовательского материала на основе, например, мягкой стали, присутствующей в базе материалов модуля AC/DC.

Новые учебные модели

В версииCOMSOL Multiphysics® 5.4 добавлены шесть новых учебных моделей.