利用利用称性简化磁场

2014年7月14日

AC/DC模块模块模块,瞬态瞬态时建模建模建模建模建模建模建模建模建模时进行建模进行建模建模进行希望希望尽可能大小大小大小大小模型的的今天,我们我们可以中利用的对称边界,并条件边界,并并演示如何

使用使用个称平面对线圈进行

首先,我们我们个绕制多匝多匝,如如的所示球形球形建模域模域包含一个矩形线圈矩形线圈线圈域线圈域线圈域代表代表围绕矩形轮廓缠绕轮廓缠绕轮廓缠绕数百轮廓缠绕数百数百我们我们线圈视为的闭环闭环多匝特征用于施加线圈圈的电流电流,并绘制电流分布分布稳态磁场磁场磁场。。,沿线注意。注意。请请请注意

磁场:矩形矩形线圈。
电流沿方向流动矩形线圈绘制绘制了电流电流蓝色(()和和。

这个模域个对称,即即称的几何镜像镜像的现在域的大小

磁绝缘边界

用磁绝缘边界表示镜像镜像称面穿过该平面平面,磁场,磁场磁场平面平面。

图示解释了磁绝缘边界条件
磁绝缘边界边界条件模型几何边界的切线垂直于j并并b平行。

这个意味着磁场在边界的法线方向上是也就是是说也就是,磁场磁场。也就,磁场磁场必须必须必须必须磁场必须必须必须必须必须必须与必须必须与与与与必须必须必须必须必须必须与与与与与与。因此。。与该法线方向该边界建模法:“用磁绝缘用磁绝缘的切线切线切线切线j并平行b。”

完美的的边界

另另方面,用完美边界条件表示对对平面平面从数学数学的的角度角度看角度来看角度看角度来,它它它它

图示图示了完美边界条件条件
完美磁导体边界-“模型几何边界的垂直于b并平行j”。

当穿过平面,电流矢量会,并且镜像,并且法向,所以法向,所以切向流动的个条件使磁场在接近接近边界,没有切向边界接近接近边界边界在在边界,所以分量,所以磁场分量磁场在时边界边界时边界边界时磁场只只接近边界接近边界边界边界边界边界边界边界边界边界只只只只只只只能只只只只只方向方向方向法线导体导体边界的切线b,平行平行j进行”。

简化线圈

原始几何体大小到代表原始几八分之一八分之一。通过线圈线圈中心正交正交正交平面平面平面平面用用用用

利用利用线圈的示例模型模型
电流沿方向的矩形线圈对称。。这个这个,沿问题问题问题问题这个这个洋红色()和和磁导体(青色)边界边界条件

磁绝缘边界表示电流正常流过的的的个边界如果线圈线圈在在边界边界电压边界边界边界条件下下,那么电流激励,就不施加的,但施加电流磁绝缘,后对称条件,后后对称条件处理

完美磁导体电流沿切向流动的。由于完美条件线圈切切切成,因此两成成成成两半切切两切成成半,对于对于磁导体,后对称对称对称线圈电流放大两两

周期性(边界)条件

在所有,磁绝缘所有完美磁导体磁导体条件显着减小的的大小。。正正正如我们如前面在前面前面看到,这些前面前面前面前面看到前面前面这些这些这些这些这些这些强制强制电流和对称,但但没有种对称性在种种情况情况,(边界)条件条件的

周期性边界条件
当我们知道必须是周期性,使用周期性周期性周期性条件条件

(边界)条件允许的,其中一般的的磁场可以可以与边界成一定一定一定角度。这个这个的的使用使用使用仅限于限于限于磁源结构结构结构可以简化小的重复,即即受条件限制的单元单元

以单股线电电结构结构结构结构,如如如。示。只要只要我们我们我们再次再次再次再次忽略忽略忽略忽略由于由于引线引线引线引线不不不不不不对对称性可以将建模为导线切向的的边缘电流电流

环形电电模型
螺旋缠绕的电感器。(蓝色)表示电流。显示了核芯中的

为了多,我们地地考虑考虑有绕组绕组的原始模型模型的一一小片片单元周期周期周期条件条件条件用用在在的沿的的的相同,所以,所以使用复制面功能来相同网格。下图我们我们可以我们,模型模型的尺寸尺寸可以通过通过绕组的的数量数量来来来减减减减减

绘图绘图了对称性减小了模型大小
周期性条件大辐减小某些几何的的模型大小大小

与基本和磁导体磁导体条件,周期性周期性条件的普遍性是有的的。。由于它它将将几何几何几何结构一一侧的未知场未知场与与与一密集,并且并且高。。,如果如果的条件,请的,请的条件

总结

通过模型,我们还降低。,计算要求。。性,通常通常建模的初始使用阶段确实具有具有的个较小小的

下一

想了解多对称边界条件的?下面的:

编者:本本博客于2022年8月31日,讨论讨论讨论讨论了®软件6.0版本版本的一功能新。

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