上一篇文章中我們探討了Opera低頻電磁分析—應(yīng)用場景，揭示了其在多個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用與重要價(jià)值。接下來將重點(diǎn)介紹：Opera低頻電磁分析—解決方案。

關(guān)于Opera低頻電磁分析：

基于Opera在電磁分析方面超過30年的研究和經(jīng)驗(yàn)，目前有以下解決方案。：

★ 1 靜態(tài)

★ 2 動(dòng)態(tài)電磁

★ 3 運(yùn)動(dòng)

★ 4 失超

★ 5 機(jī)械

★ 6 帶電粒子

一. 靜態(tài)

★ “靜態(tài)模組”廣泛用于科學(xué)和工程應(yīng)用領(lǐng)域，可用于計(jì)算靜磁和靜電場。 它使用FEA方法，對(duì)離散模型中靜態(tài)情況下的Maxwell方程式進(jìn)行解算。

★ 對(duì)于3D靜磁，“靜態(tài)模組”中使用的演算法會(huì)自動(dòng)處理包含磁源的模型中的包絡(luò)體，其方式與沒有源的包絡(luò)體不同。 利用這種功能強(qiáng)大的方法，該模組可以成功地避免使用其他解算方法時(shí)可能導(dǎo)致的取消錯(cuò)誤。 因此，該解算方法的準(zhǔn)確性通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于“有限元分析”的預(yù)期結(jié)果。 在此模組中，使用者可以將磁性材料屬性指定為線性、非線性、各向同性、各向 異性、層壓或永磁。

★ 在3D模式下，使用者可以使用Opera的專有方法來模擬精確度極高的線圈/螺線管，該方法會(huì)利用Biot-Savart 積分來計(jì)算線圈的磁場。

★  Opera-3D包括一個(gè)庫，可幫助輕松定義螺線管和環(huán)形磁場等標(biāo)準(zhǔn)形狀，還使用戶能夠靈活創(chuàng)建任何拓?fù)涞木€圈。 通過使用“有損耗介質(zhì)”選項(xiàng)，使用者可以類比由于低電導(dǎo)率電介質(zhì)通電所產(chǎn)生的電場。

二. 動(dòng)態(tài)電磁

★  動(dòng)態(tài)電磁模組可用于計(jì)算電磁設(shè)備和系統(tǒng)中的時(shí)變電磁場和渦流。 這包括由簡單移動(dòng)導(dǎo)體引起的渦流，簡單移動(dòng)是指不會(huì)改變幾何形狀的移動(dòng)（例如橫截面恒定的轉(zhuǎn)盤或無限管道）。

★  有三種不同類型的動(dòng)態(tài)解決方案可用，每種都具有不同的時(shí)變形式：
“諧波”可計(jì)算穩(wěn)態(tài)交流電流，其中所有場和電勢均以相同頻率振蕩。
“瞬態(tài)”可計(jì)算由于驅(qū)動(dòng)電流的場、邊界條件以及按預(yù)定方式隨時(shí)間變更的外部場所導(dǎo)致的瞬態(tài)渦流。
“固定速度”可計(jì)算由于不改變模型幾何形狀的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的渦流。源場和驅(qū)動(dòng)條件始終不變。

三. 運(yùn)動(dòng)

★  電磁運(yùn)動(dòng)模組可在具有旋轉(zhuǎn)或線性運(yùn)動(dòng)（在解算期間導(dǎo)致重新網(wǎng)格化）的設(shè)備中計(jì)算時(shí)變場和渦流。 允許按照使用者控制的速度或在分析過程中計(jì)算的速度，獨(dú)立移動(dòng)幾何結(jié)構(gòu)的組成部分，進(jìn)而獨(dú)立移動(dòng)有限元網(wǎng)格。

★  這是一種瞬態(tài)分析，通過移動(dòng)磁場的影響和模型源的時(shí)變?cè)趯?dǎo)電介質(zhì)中感應(yīng)出渦流。

★  此模組經(jīng)過設(shè)計(jì)，可對(duì)各種電氣設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模，例如，含有永久磁體(PM)、感應(yīng)、開關(guān)磁阻、同步和同步磁阻的設(shè)備。 它可用于研究整流效應(yīng)、瞬態(tài)回應(yīng)以及穩(wěn)態(tài)性能和非平衡局部效應(yīng)。

★  此外還可以計(jì)算所有材料中的渦流損耗，包括永久磁體。

★  計(jì)算中可以包含正常和故障條件下的電力驅(qū)動(dòng)以及動(dòng)態(tài)機(jī)械負(fù)載。 在每個(gè)時(shí)間步中，模組都會(huì)計(jì)算移動(dòng)零件（旋轉(zhuǎn)或平移）上的電磁力，再應(yīng)用遞增運(yùn)動(dòng)，隨后重新計(jì)算電磁場。 ，

四. 失超

★  可以使用此模組來分析超導(dǎo)磁體的失超。

★  Opera失超模組可利用超導(dǎo)磁體在失超期間的溫升，包括磁體隨著失超在磁體內(nèi)的傳播而過渡為阻性元件。 觸發(fā)失超事件的熱量有多種來源。在直流系統(tǒng)中，通常是由于低溫系統(tǒng)發(fā)生故障、系統(tǒng)過渡過快或在測試情況下有意引入。

★  我們可以將此熱量作為表面或包絡(luò)體屬性包含到模擬中，或者通過材料中存在的與速率相關(guān)的電阻或磁滯損耗（因電流流動(dòng)或材料中存在磁場而產(chǎn)生的損耗）包含到模擬中。 在此情況下，材料的特性存在顯著的各向異性，因?yàn)闊釋?dǎo)性會(huì)沿繞組方向占據(jù)主導(dǎo)地位，需要特定的建模技術(shù)來提高效率和準(zhǔn)確度。

★  失超模組使用了高級(jí)FEA技術(shù)對(duì)磁體在失超期間的高度非線性瞬態(tài)行為進(jìn)行建模。 通過使用一種將電磁解決方案與熱量和電路解決方案（用于確定線圈中的電流）相結(jié)合的演算法，可以對(duì)完全失超過程進(jìn)行分析。

五. 機(jī)械

★  “熱分析”模組可計(jì)算由于電磁加熱或外部熱源導(dǎo)致的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)溫度、熱通量和熱梯度場。

★  熱屬性（如電導(dǎo)率張量或比熱）以及熱源密度可指定為位置函數(shù)，并且可以具有溫度依賴性（從而可執(zhí)行非線性分析）。

★  熱分析模組可在獨(dú)立模式下使用（使用者可定義熱輸入的分布），也可與其他提供熱分布的Opera解算模組一起用于多物理場模擬。 可在單項(xiàng)計(jì)算中包含多個(gè)熱源（例如電動(dòng)機(jī)中的渦流加熱和鐵損耗）。

★  熱分析模組會(huì)計(jì)算模型中的溫度分布，這可能會(huì)改變電磁解算（如果材料屬性與溫度有關(guān)）。

★  熱膨脹導(dǎo)致的應(yīng)力可使用“應(yīng)力分析”模組進(jìn)行分析。造成的變形可用于后續(xù)的熱模擬和電磁模擬。

★  應(yīng)力解算器可在2D或3D中解算線性靜態(tài)應(yīng)力。結(jié)果包括變形、應(yīng)變和應(yīng)力。 在3D中，應(yīng)力解算器還可用于計(jì)算結(jié)構(gòu)的自然模式，即本征值和本征向量。 ，

六. 帶電粒子

★  帶電粒子模組可以計(jì)算靜電和靜磁場中帶電粒子的相互作用。

★  它使用有限元方法對(duì)離散模型中穩(wěn)態(tài)情況的Maxwell方程式進(jìn)行解算，并且提供了自洽場解決方案，包括空間電荷、自磁場和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。 提供了一套完整的發(fā)射器模型，包括表面的熱電子和場效應(yīng)發(fā)射、表面和包絡(luò)體內(nèi)的二次發(fā)射（用于氣體電離建模）以及非磁化和磁化等離子體模型。 可以包括多種帶電粒子，每個(gè)都具有用戶定義的電荷和品質(zhì)。

★  “帶電粒子”模組可用于多物理場分析，例如粒子束產(chǎn)生的熱量。 ，