[轉載]maxwell基本操作之——網格剖分

2017-05-10 by:CAE仿真在線來源:互聯網

良好的網格剖分,是利用電磁場有限元軟件或程序進行電磁裝備分析的前提和基礎,這對于瞬態場和3D模型尤其如此。

靜態場和渦流場都包含自適應求解過程,軟件具有網格自加密能力,因此大多數情況下無須手動剖分,即可得到很好的網格。瞬態場網格必須手動剖分,初始網格(initial mesh)質量很差。自適應網格為瞬態場提供了一個很好的思路,就是導入靜磁場和渦流場的自適應后的網格,為瞬態場所用,此功能通過Analysis/setup1/advanced/import mesh中實現。

做過3D分析的人都很清楚,網格的剖分是3D分析的重中之重環節。有時模型能剖分,能計算,但結果出來與設計或實驗差很多,這時候問題往往出現在剖分這個環節,改一下剖分就對了。比如需要做渦流分析,那么就要考慮基于集膚效應深度的剖分,此功能在mesh operations/assign/on selection/skin depth based refinement。又比如,如果要分析永磁同步電動機的cogging torque,那么需要對氣隙進行多層剖分,這時就需要采用所謂“啞元”的方法,通過多建幾個氣隙層來實現。再比如,對電機中常見的疊繞組或波繞組,為了對電機端部曲線部分進行更好地剖分,需要采用表面近似剖分。此功能在mesh operations/assign/surface approximation里面進行設置。

剖分有多種方法,主要就是on selection和in selection之分。前者是基于表面的剖分,后者是基于內部的剖分。注意,on selection并不是對內部不剖分,in selection也并不是對表面不剖分,而是兩種剖分方法側重點不同,正如其字面意思所示。一般而言,on selection更適用于高頻分析中對實體(solid)的剖分,因為高頻分析中渦流效應很突出。in selection更適合于對直流和工頻的分析。對大多數物理模型而言,使用in selection足夠。

最后,再談談設置剖分時,網格長度的問題。對相同或相近物理模型,可分為同一組,指定相同網格長度。對于較大模型,則網格長度可適當放大。舉例而言,對永磁同步電機,電機定轉子鐵心分為一組,定子繞組自成一組,永磁體自成一組,band自成一組。上面這四組中,建議網格長度如下:定轉子鐵心>永磁體>定子繞組>band。同時選定定轉子鐵心,并使用in selection剖分,則系統會指定一個默認長度,一般取該默認長度的1/2就足夠精確了。其他可類似操作。

注:本文基于maxwell講解,但網格剖分方法并不局限于maxwell,適用于一切電磁場有限元分析軟件,諸如flux,jmag,magnet,opera,comsol multiphysics,quickfield等。希望能舉一反三,活學活用。

作者:近水樓臺 forlink團隊原創,轉載請注明。

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