解决具有高频负载的电磁加热模型

问题描述

我正在解决涉及电磁和传热的多物理问题。电磁场以恒定频率变化，与系统加热的时间板相比，周期非常短。另外，电性能是随着时间的变化温度的变化函数。我应该如何有效地设置此类问题？

解决方案

背景

许多多物理问题涉及具有不同特征时间尺度的物理学。最常见的情况之一是电热加热。例如，考虑连接到电网的加热器。施加的电压在60Hz时变化，但您可能需要在几分钟或更长的时间内模拟加热。另外，电气材料的性质是依赖温度的，因此电磁场解会随着系统的加热而变化。但是，在时间域中解决这两个管理方程式的求解将非常耗时，并且几乎肯定是不必要的。

解决方案

当电磁载荷和溶液场在单个循环中变化（或几乎非常差异）时，就不需要解决该物理的时间域问题。取而代之的是，可以在频域中解决电磁场，该域假定材料特性在一个循环中是恒定的，即溶液场是时间谐波的。在这些假设下，电磁物理可以用相对较少的计算努力作为固定问题解决，同时仍在解决温度场的时间进化。

具有电代理加热特征的多物理分支考虑了周期平均负载。

首先，你必须有一个电磁加热内部的功能多物理学模型树的分支，如上图所示。然后，添加一个频率传播研究类型的多物理模型。仅当模型出现正确的多物理耦合功能时，该研究类型才可用。该研究类型支持来自AC/DC，MEMS，RF或波光学模块的任何电磁界面。

各种多物理学研究类型将解决固定或瞬态热问题的频域电磁问题。

如果您想做出简化的假设，即电磁场解决方案根本不取决于温度场，那么请使用顺序频率传播研究类型。该研究将首先解决电磁问题，然后在以下研究步骤中解决瞬态传热问题。

如果要解决稳态温度场，则可以使用频率安排研究类型。这项研究将在电磁分析中纳入温度依赖性的材料特性。您也可以使用顺序频率平台研究类型首先解决频域电磁问题，然后解决固定热问题。

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