课程：对Comsol®中的电磁线圈进行建模

寻找使用COMSOLMultiphysics®软件和AC/DC模块的快速，自定进度，指导的电磁线圈建模介绍？我们整理了一系列视频讲座，可以使您浏览电磁线圈的建模，旨在显示构建此类模型的关键方面。让我们快速查看这些视频中的内容以及如何使用该课程以最大的优势！

开始建模电磁线圈

最简单的电磁线圈是单次携带电线的单一转弯，您几乎在对该主题的任何介绍中都会看到。假设线圈可以被视为闭环，这通常是合理的工程简化，这意味着它是轴对称的，或者在中心线周围不变。

简单的单转线线圈也可以使用2D轴对称假设进行建模。

正是通过这种假设，我们的线圈建模课程开始了。对于前五个部分，我们将在2D轴对称空间中工作。

第1-5部分

在课程的前五部分中，我们提供了有关线圈建模和剩余会议中基于的现在信息的基础知识。我们首先在直流条件下从头到尾构建单转线线圈的模型。空气结构域受无限元素区域的界定。我们认为1个电流通过线圈并在2D轴对称平面上进行模拟。我们还提供了一些额外的背景，说明为什么以及如何使用2D轴对称假设。

计算模型后，我们还评估了线圈电导和线圈电阻。然后，我们进步将线圈移至频域。我们对线圈进行建模，用1安培的电流激发，并假设激发电流变化是正弦的，并且以已知频率发生。

在DC和AC案例中构建和审查了线圈模型之后，我们讨论了在构建这些类型的模型时应注意的潜在建模问题。

此后，我们通过模拟将其连接到电路来继续扩展线圈模型。我们通过引入磁芯和二级拾音器线圈来做到这一点，从而通过该线圈从主要的第一线线圈中捡起。然后，我们展示如何执行一些后处理以可视化线圈之间的当前大小和方向。

从这里开始，我们冒险进入包含多个转弯和不同绕组模式的模拟线圈。此外，我们还要越过第一个共振频率以及平坦线圈的建模线圈。然后，我们以全面的概述结尾磁场物理接口和其中包含的不同功能在构建线圈模型时可以使用。

在课程的此介绍性部分完成视频后，您将看到2D轴对称线圈建模技术的基础。

线圈中的电磁加热

COMSOL多物理与AC/DC模块和传热模块的常见用途之一是建模电感加热，这是使用线圈随时间加热工件的过程。在课程的接下来的五部分中，我们深入讨论此主题。

工件随着时间的推移而被感应加热，具有非线性材料特性。

第6-10部分

在课程的第6到10部分中，我们展示了设置和解决电感加热线圈建模问题的完整演练。我们首先在自由空间中设置三转线线圈的2D轴对称模型，并指定流经线圈每个转弯的电流的1千聚合物。我们还在由钛合金制成的中心中包括一个工件。该问题以恒定频率为10 khohertz在频域中建模。计算模拟后，我们执行一些后处理，以查看工件部分中的损失。

正是从这里开始，我们将初始电磁问题扩展到电磁加热问题。为了找到电磁损耗如何导致温度升高，并在何种程度上添加了第二个物理，传热，并将其添加到线圈模型中。之后，我们向您展示如何从使用标量，常数值为模型输入的函数（在这种情况下为温度）来修改材料属性。然后，我们通过展示如何随着时间的推移改变工件的加热曲线以及以多个频率求解来扩展模型。

从那里开始，我们深入研究了有关求解器的各种主题的讨论。我们还谈到了先前未通过热模型中的对流和辐射所涵盖的热建模注意事项。我们还演示了如何建模运动部件的加热。

完成课程的这一部分后，您应该有信心解决大多数线圈加热问题。

力量，运动，非线性等建模

该课程的下五部分介绍了另一种多物理学：电磁力与零件（例如螺线管中）的变形和运动的耦合。

螺线管执行器的位移。

第11-15部分

在课程的第11到15部分中，我们与几个不同的线圈模型几何形状进行了各种分析。这与前面的部分不同，我们通常使用单个几何图形和模型设置，但对其进行了更改，以逐步使我们的模型更加复杂并扩展分析。

我们首先演示如何对电磁力进行建模并准确地做到这一点，这是通过添加来实现的力量计算我们模型的功能，然后使用全球评估在模型中的线圈上查找总力的特征。然后，我们探索如何确定所评估的力量的准确性，通过执行网格适应性，可以快速，轻松地完成。通过生成一个图以后显示力量值作为网格细化的函数的值，我们观察到力量是否开始收敛到某个值。

我们继续进行如何建模磁体移动并在线圈内诱导电流。磁铁是使用安培的法律域功能定义的，而动作是使用软件中的几个移动网格功能定义的。在解决此模型时，我们遇到了与求解器设置相关的一些问题，这是由于模型的源项和初始值之间的不一致而导致的，我们显示了如何详细解决。

从那里，我们开始建模上一个问题的反向版本，即电磁执行器。这次，我们有一个线圈，并将其施加时间变化的电流应用到附近的一部分。此后，我们演示了如何用非线性核心材料建模电感器。在这样做的同时，我们谈到了先前模型之前讨论的主题，例如解决方案的准确性和收敛性。我们还向您展示了如何通过整合线圈电流的方程式，通过将另一个方程式引入我们的模型中，以可视化核心区域中的周期平均损失全球评估接口，并使用AT操作员执行全局评估。

我们的会话以另一个模型结束，在该模型中，我们采用线圈并优化该线圈，以使B场在几何形状的中心线处均匀。我们通过线圈的转弯和线圈的位置改变电流来证明定义目标函数并改善函数。

完成课程的这一部分后，对于大多数线圈模型，您应该在建模，计算和评估力，运动和非线性方面知识渊博。

3D线圈的建模

线圈建模课程中的最后五个部分解决了与建模3D线圈有关的问题。尽管大多数线圈建模的概念都可以仅在2D轴对称模型上学习，但是在3D中需要解决一些独特的问题。

一个3D线圈模型，显示了线圈和周围磁场上的电流幅度。

第16-20部分

在课程的第16到20部分中，我们建立了第一个3D线圈模型，我们将在固定的DC制度中解决。在3D构建线圈的几何形状时，我们使用螺旋图案并在线圈弯曲的末端，将线圈挤出到垂直的直管中。在此过程中，我们向您展示了一些不同的方法，您可以使用这些方法来确保线圈几何形状是一个域。这可以使用删除实体，，，，联盟， 要么形成复合域但是，操作不是必需的，最终是偏好和簿记的问题。添加一个线圈与以前不同的2D轴对称线圈模型不同，我们的模型的域特征包括几何分析我们需要在其中指定的子场所希望电流向盘管流入和流出。

在计算模型后，我们会收到一个错误消息，然后解释原因以及如何发生以及如何解决。一个新的研究步骤，线圈几何分析，我们的研究中包括，首先通过结构计算当前方向。成功解决模型之后磁场接口，然后我们使用磁场界面。

完成这些单个导体线圈的这些模型后，我们开始演示用于建模不同类型线圈的专门功能。我们讨论并展示了如何通过使用近似等效的几何形状来建模多弯线圈的转弯，而不是显式建模。线圈域功能设置。其他类型的线圈包括薄的带状线圈；紧紧挤满的线圈，转弯之间没有缝隙；并使用边缘线圈几何形状。该软件中的部分库包含几种可用于添加和使用的内置线圈。

我们还向我们的线圈模型的空气域介绍了一个无限的元素区域，并详细讨论了此功能的使用及其物理代表的用途。从那里，我们远离静态，直流策略，然后将3D线圈建模移至频域中。我们还进行了低频，中频和高频制度的线圈建模。此后，我们讨论了如何处理这些模型的网格和融合可能遇到的一些问题。最后，我们演示了如何建模共振和处理线圈之间的耦合。

完成课程的最后一部分后，您将拥有解决3D线圈模型的基础。我们希望这种材料能够教育并激发您建立线圈模型comsol多物理学和AC/DC模块，并且要更快地做到这一点，并对您的建模充满信心！