Ponořme se trochu hlouběji do nových možností dostupných pro nízkofrekvenční elektromagnetismus v Simcenteru 3D 2020.1. Tato vylepšení nabízejí nové a vylepšené multidisciplinární integrace a rychlejší CAE procesy, což jsou jen dvě ze silných stránek softwaru Simcenter 3D.
Multidisciplinární integrace
Elektrická pole
Mnoho typů elektromagnetických zařízení vyžaduje řešení elektrického pole. Konkrétně se jedná o technické problémy, u nichž mohou být účinky magnetických polí ignorovány nebo by měly být analyzovány samostatně.
K vyřešení tohoto problému byl do Simcenter 3D Low Frequency Electromagnetics přidán řešič elektrického pole. Výsledkem je, že tato nová simulační doména rozšiřuje podporovanou škálu aplikací o izolační systémy, komponenty vysokého napětí, svodiče přepětí, sběrnice, kabely a mnoho dalších.
Graf elektrického pole – průchodka výkonového transformátoru 150 MVA (vlevo)
Napěťový graf – průchodka výkonového transformátoru 150 MVA (vpravo)
Hluk a vibrace
Zajištění strukturální integrity a vyhodnocení úrovní hluku a vibrací z elektromagnetických zdrojů může být obtížné. Nejdůležitější je poznamenat, že se jedná o multifyzikální problém, který vyžaduje údaje o síle v časové oblasti. Pro identifikaci potenciálních „horkých míst“ pro namáhání proto byly přidány výpočty koncentrace sil a kalkulace rozložení uzlové síly. Kromě toho mohou pomoci zajistit strukturální integritu během raných fází návrhu. (Podobně jako u nedávno vydané verze Simcenter Magnet a Motorsolve 2019.1.)
Síťování vysoce výkonného elektromotoru
Simcenter 3D pro nízkofrekvenční elektromagnetismus při výpočtu hustoty povrchové síly pro použití v NVH analýze
Zlepšení propojení s teplotou
Elektromechanické komponenty vyžadují řízení teploty, ať už jde o pasívní nebo aktivní chlazení. Elektromagnetický výkon snadno ovlivňuje například okolní teplota, okolní kapaliny a míra rozptylu. Výsledkem je, že opomenutí návrhu s připojenými elektromagneticko-tepelnými simulacemi může vést k nesmírně nepřesným předpovědím a katastrofám, jako je demagnetizace nebo destrukce.
Z tohoto důvodu byly spojené elektromagneticko-tepelné simulace vylepšeny ve dvou specifických oblastech pro poskytnutí všech analytických schopností potřebných k tomu, aby se zabránilo těmto následkům:
- Za prvé, úplný přechodový jev elektromagneticko-přechodné tepelné FEA, aby bylo možné pochopit měnící se výkon elektromagnetických zařízení v provozu.
- Za druhé, je možné stanovit průměrnou rychlost přenosu tepla mezi pevnými povrchy a okolním fluidním prostředím.
Kromě toho existuje nová spřažená elektrická simulace teplotního pole ke studiu účinků, jako je zvýšení teploty v důsledku ztráty dielektrika.
Rychlejší procesy CAE
Inteligentní přizpůsobivost sítě
Je těžké mít důvěru ve své simulační řešení bez dobré sítě. Identifikace oblastí, které vyžadují jemnější diskretizaci, však může být obtížná a poněkud únavná.
Inteligentní síťová adaptabilita, která je nyní součástí Simcenter 3D Low Frequency Electromagnetics, dokáže automaticky identifikovat oblasti sítě, které je třeba vylepšit. K dispozici jsou dvě možnosti upřesnění:
- zvýšení počtu prvků
- navýšení pořadí polynomu
Důkladná kontrola s parametry na úrovni objektu
Přechod od počátečního konceptu k ověření konečného vysoce věrného návrhu je vícestupňový proces. Kromě toho může každý krok na této cestě vyžadovat prozkoumání různých kritických výkonnostních měřítek a replikaci měnících se nebo různých provozních podmínek. Může to také zahrnovat vytváření nepatrných úprav radikálních změn modelu a buzení.
Parametry na úrovni objektu umožňují, aby tyto rozmanité požadavky byly prozkoumány tak, že uživatelská kontrola zadá podmínky, jako například:
- Kterou hysterezní metodu použít
- Zahrnutí nebo vynechání vířivých proudů
- Zahrnutí nebo vynechání přemagnetování a odmagnetování permanentních magnetů
- Průměrný čas začátku a konce energetické ztráty
- Řád polynomiální sítě