穩(wěn)走時(shí)變電磁場(chǎng)分析范例――考虛趨膚效應(yīng)的交

   變磁場(chǎng)加熱銅板

   利用Opera3D進(jìn)行穩(wěn)態(tài)時(shí)變電磁場(chǎng)分析需要進(jìn)行以下步驟:

   ①建立待求解問(wèn)題的幾何模型,包括實(shí)L7812CV-DG體和導(dǎo)體線圈;

   ②定義模型中各實(shí)體的最大網(wǎng)格尺寸等網(wǎng)格參數(shù),定義幾何體的材料屬性并設(shè)置材料的物性參數(shù),通過(guò)設(shè)置網(wǎng)格屬性或材料屬性反映交變磁場(chǎng)的趨膚效應(yīng);

   ③建立有限元網(wǎng)格,設(shè)置求解模塊的相關(guān)參數(shù)及穩(wěn)態(tài)時(shí)變電磁場(chǎng)的激勵(lì),最后進(jìn)行求解計(jì)算;

   ④計(jì)算后進(jìn)行后處理,求得各時(shí)刻待求空間的場(chǎng)值,生成視圖或表格。

   知識(shí)要點(diǎn):

   ・通過(guò)設(shè)置⒏BC邊界條件模擬高頻電磁場(chǎng)在金屬表面產(chǎn)生的渦流;

   ・計(jì)算渦流發(fā)熱功率。

   模型介紹:

   本范例為一個(gè)導(dǎo)體螺管線圈通以交流電,產(chǎn)生交變磁場(chǎng),在線圈附近的一片銅板內(nèi)感應(yīng)交變電流。螺管線圈與銅板如圖5.2,1所示。隨著交流頻率的增大,金屬的趨膚效應(yīng)越明顯,電流密度從表面向內(nèi)以指數(shù)形式衰減,例如對(duì)于金屬銅,10kHz下的趨膚深度為0,5mm。為了更準(zhǔn)確地模擬金屬內(nèi)的電流密度分布,需要對(duì)模型進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。傳統(tǒng)的設(shè)置方式是加密網(wǎng)格,但會(huì)使整體網(wǎng)格數(shù)過(guò)多,Opera3D提供了一種⒊BC(Surface ImpedanccBoundary Condition)邊界條件,能夠在不增加網(wǎng)格數(shù)量的同時(shí)處理具有明顯趨膚效應(yīng)的金屬表面。