c案例庫models acdccn此模型基于COMSOVIP

1、在 COMSOL Multiphysics 5.2a 版本中創(chuàng)建永磁鐵此模型基于 COMSOL Software License Agreement 5.2a。所有商標均為其各自所有者的。請參見 簡介本模型介紹如何建模永磁鐵周圍的磁場，還計算了磁鐵對附近的鐵棒施加的力。利用幾何的對稱性和磁場的稱性，我們只需要建模四分之一的幾何。圖 1：幾何的全三維視圖。利用左右和上下對稱以最大程度減小求解的規(guī)模。模型定義在無電流區(qū)域，Ñ ´ H = 0可以定義標量磁勢， Vm，通過以下關(guān)系H = ÑVm這類似于靜電場的電勢定義。使用磁通密度與磁場之間的本構(gòu)關(guān)系B = m0(H +

2、 M)以及方程Ñ × B = 02 | 永磁鐵 您可以為 Vm 導出一個方程，Ñ × (m0ÑVm m0M0) = 0本模型使用此方程的方法是選擇 “AC/DC 模塊” 中的“ 磁場，無電流” 接口。邊界條件磁場相對于 xy 平面對稱，相對于 xz 平面界。稱。因此，這些平面作為幾何的外部邊在對稱平面上，磁場與邊界相切。這通過磁絕緣條件來描述：n × (m0ÑVm m0M0 ) = n × B = 0在稱平面上，磁場與邊界垂直。此條件通過恒定的磁標勢來表示，本模型使用“ 零磁標量勢” 條件。如果空氣區(qū)域足夠大，則其

3、余外部邊界上使用的邊界條件對磁鐵附近的磁場幾乎沒有影響。雖然無限元域會給出最佳結(jié)果，但本模型為了方便起見使用磁絕緣條件。結(jié)果與討論棒所受的力自動由棒所有邊界上的表面應力張量的為計算而得。應力張量的表達式1Tn1T2 = -2-(H × B)n1 + (n1 × H)B其中， n1 是從棒指向外的邊界法向，而 T2 是空氣的應力張量。計算結(jié)果為1.53 N，與棒的四分之一相對應。因此，棒的實際力為此值的四倍，即 6.11 N。App 庫路徑：ACDC_Module/Magnetostatics/permanent_magnet3 | 永磁鐵 建模操作說明從文件菜單中選擇新建。

4、新建 在新建窗口中，單擊模型向?qū)?。模型向?qū)?123456在模型向?qū)Т翱谥校瑔螕羧S。在選擇物理場樹中，選擇 AC/DC > 磁場，無電流 (mfnc)。單擊添加。單擊研究。在選擇研究樹中，選擇預設(shè)研究 > 穩(wěn)態(tài)。單擊完成。幾何 1導入 1 (imp1)1234在主屏幕工具欄上，單擊導入。在“ 導入” 的設(shè)置窗口中，找到導入欄。單擊瀏覽。瀏覽至 App 的 “App 庫 ” 文件，然后雙擊文件permanent_magnet.mphbin。4| 永磁鐵 5單擊導入。導入的幾何包含永磁鐵及磁鐵向其施力的棒。以下說明介紹了如何創(chuàng)建空氣域以及如何刪除不想包含在模型中的幾何部分。長方體 1

5、(blk1)1234567在幾何工具欄上，單擊長方體。在“ 長方體” 的設(shè)置窗口中，找到在寬度文本框中，鍵入 0.25。在深度文本框中，鍵入 0.1。在高度文本框中，鍵入 0.1。與形狀欄。找到位置欄。在 x 文本框中，鍵入 -0.1。右鍵單擊長方體 1 (blk1) 并選擇構(gòu)建選定對象。空氣域目前僅包含您想包含在模型中的磁鐵和棒部分。執(zhí)行布爾幾何操作以去除多余部分。組合 1 (co1)1 在幾何工具欄上，單擊布爾運算和分割并選擇組合。2 在圖形窗口中單擊，然后按 Ctrl+A 選擇這兩個對象。3 在“ 組合” 的設(shè)置窗口中，找到組合欄。5 | 永磁鐵 456在設(shè)置公式文本框中，鍵入 blk1

6、+imp1*blk1。單擊構(gòu)建所有對象。單擊圖形工具欄上的縮放到窗口大小按鈕。幾何現(xiàn)在包含空氣體積和四分之一導入對象。材料 在模型開發(fā)器窗口的組件 1 (comp1) 下，右鍵單擊材料并選擇空材料。材料 1 (mat1)在模型開發(fā)器窗口的組件 1 (comp1) > 材料 下，右鍵單擊材料 1 (mat1) 并選擇重命名。12345在重命名材料單擊確定。框的新文本框中，鍵入鐵。僅選擇“ 域”2 和 4。在“ 材料” 的設(shè)置窗口中，找到材料屬性目錄欄。6| 永磁鐵 6 在表格中輸入以下設(shè)置：材料 2 (mat2)1234567在模型開發(fā)器窗口的組件 1 (comp1) 下，右鍵單擊材料并選

7、擇空材料。右鍵單擊材料 2 (mat2) 并選擇重命名。在重命名材料單擊確定?？虻男挛谋究蛑?，鍵入空氣。僅選擇“ 域”1。在“ 材料” 的設(shè)置窗口中，找到材料屬性目錄欄。在表格中輸入以下設(shè)置：添加材料 在主屏幕工具欄上，單擊添加材料以打開添加材料窗口。磁場，無電流 (MFNC) 磁通量守恒 212345在物理場工具欄上，單擊域并選擇磁通量守恒。僅選擇“ 域”3。在“ 磁通量守恒” 的設(shè)置窗口中，找到磁場欄。從本構(gòu)關(guān)系列表中選擇磁化。將 M 矢量指定為默認情況下，所有外部邊界都是磁絕緣的。在稱邊界上使用零磁標量勢條件。7 | 永磁鐵 750kA/mx0y0z屬性名稱值屬性組相對磁導率mur11基

8、本屬性名稱值屬性組相對磁導率mur40001基本零磁標量勢 11 在物理場工具欄上，單擊邊界并選擇零磁標量勢。2 僅選擇“ 邊界”2、 8 和 24。然后，在棒上添加一個計算力。計算力 11234在物理場工具欄上，單擊域并選擇計算力。僅選擇“ 域”2。在“ 計算力” 的設(shè)置窗口中，找到計算力欄。在力名稱文本框中，鍵入 “rod”。網(wǎng)格 1要獲得準確的計算力，棒上需要特別細化的網(wǎng)格。在磁鐵及其鐵芯中使用細化網(wǎng)格也很重要，因為這將是磁場最強的區(qū)域。123在模型開發(fā)器窗口的組件 1 (comp1) 下，右鍵單擊網(wǎng)格 1 并選擇自由四面體網(wǎng)格。在“ ” 的設(shè)置窗口中，找到單元欄。從預定義列表中選擇細化

9、。自由四面體網(wǎng)格 1在模型開發(fā)器窗口的組件 1 (comp1) > 網(wǎng)格 1 下，右鍵單擊自由四面體網(wǎng)格 1 并選擇。1在“ 1234567” 的設(shè)置窗口中，找到幾何實體選擇欄。從幾何實體層列表中選擇域。僅選擇“ 域”2-4。找到單元找到單元欄。單擊定制按鈕。參數(shù)欄。選中最大單元復選框。在關(guān)聯(lián)文本框中鍵入 0.0025。單擊全部構(gòu)建。研究 11 在“ 研究” 的設(shè)置窗口中，找到研究設(shè)置欄。8 | 永磁鐵 2 清除生成默認繪圖復選框。3 在主屏幕工具欄上，單擊計算。結(jié)果 三維繪圖組 1在主屏幕工具欄上，單擊添加繪圖組并選擇三維繪圖組。切面 1在模型開發(fā)器窗口中，右鍵單擊三維繪圖組 1 并選

10、擇切面。在“ 切面” 的設(shè)置窗口中，單擊表達式欄右上角的替換表達式。從菜單中選擇模型 >組件 1 > 磁場，無電流 > 磁 > mfnc.normB - 磁通密度模。找到平面數(shù)據(jù)欄。從平面列表中選擇 xy 平面。從定義方法列表中，選擇坐標。 在 z 坐標文本框中，鍵入 0.005。找到著色和樣式欄。從顏色表列表中選擇 Thermal。在三維繪圖組 1 工具欄上，單擊繪制。您現(xiàn)在看到的是對稱平面正上方的磁通密度大小。通過箭頭圖，您還可以看到方向。1234567三維繪圖組 1在模型開發(fā)器窗口的結(jié)果下，右鍵單擊三維繪圖組 1 并選擇體箭頭。體箭頭 1在“ 體箭頭” 的設(shè)置窗口中，單擊表達式欄右上角的替換表達式。從菜單中選擇模型> 組件 1 > 磁場，無電流 > 磁 > mfnc.Bx,.,mfnc.Bz - 磁通密度。找到箭頭位置欄。找到 x 柵格點子欄。在點文本框中，鍵入 100。找到 y 柵格點子欄。在點文本框中，鍵入 50。找到 z 柵格點子欄。從定義方法列表中，選擇坐標。在坐標文本框中，鍵入 0.0051。123459 | 永磁鐵 6在三維繪圖組 1 工具欄上，單擊繪制。三維繪圖組 1最后，使用 “ 全局計算 ” 計算棒上的力。全局計算 112在結(jié)果