稳走时变电磁场分析范例――考虚趋肤效应的交

   变磁场加热铜板

   利用Opera3D进行稳态时变电磁场分析需要进行以下步骤:

   ①建立待求解问题的几何模型,包括实L7812CV-DG体和导体线圈;

   ②定义模型中各实体的最大网格尺寸等网格参数,定义几何体的材料属性并设置材料的物性参数,通过设置网格属性或材料属性反映交变磁场的趋肤效应;

   ③建立有限元网格,设置求解模块的相关参数及稳态时变电磁场的激励,最后进行求解计算;

   ④计算后进行后处理,求得各时刻待求空间的场值,生成视图或表格。

   知识要点:

   ・通过设置⒏BC边界条件模拟高频电磁场在金属表面产生的涡流;

   ・计算涡流发热功率。

   模型介绍:

   本范例为一个导体螺管线圈通以交流电,产生交变磁场,在线圈附近的一片铜板内感应交变电流。螺管线圈与铜板如图5.2,1所示。随着交流频率的增大,金属的趋肤效应越明显,电流密度从表面向内以指数形式衰减,例如对于金属铜,10kHz下的趋肤深度为0,5mm。为了更准确地模拟金属内的电流密度分布,需要对模型进行相关设置。传统的设置方式是加密网格,但会使整体网格数过多,Opera3D提供了一种⒊BC(Surface ImpedanccBoundary Condition)边界条件,能够在不增加网格数量的同时处理具有明显趋肤效应的金属表面。