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ANSYS论坛(1)--------Js,Je,Jt的关系

估计都知道J means currentdensity, S means Source, and t means Total.但是这些物理量到底有什么意义呢?本人经过认真研究,100%得到如下结论:

1.任何条件下:Jt(相量)=Js(相量)+Je(相量),即等式的两边实部和虚部对应相等。可以通过53、13、97和117单元验证。

(1) 53、13单元:SMISC,1表示Js;NMISC,7表示Jt;NMIC,6表示Jt。当然,也可以通过Currentdensity>Jt sum来获得。

(2) VM185是一个不错的Verification,好好学习学习。

2. 我们经常所说的已知电流,即加载电流是Jt,而非Js。

这里Source有相当大的迷惑性,以为是Poisson 方程中的Js,其实我们经常已知的是Jt,验证方法如下。

(1)选择多导体2D平行平面场分析其磁场分布,假设必须考虑导体中的涡流效应,但是仅已知导体中的总电流。

(2)加总电流一定要用“F,节点号, Amps,实部电流,虚部电流”指令。哪个导体需要考虑涡流效应,哪个导体就选择的DOF为Az和Volt,记住CP这些面上的Volt;任意一点(小心点,别选错点)注入电流(注意有效值和最大值的区别啊!)。

(3) 计算结果。

(4) 后处理:这里是关键,如何取得流过导体截面的电流呢?需要计算计算Is、It、Ie,验证那个电流是你开始加载的电流?

(5)It的计算:读取每个单元Jt的实部与虚部,然后与对应单元的面积相乘,再求和即可,最后可以求出有效值或最大值(注意了:原来加的电流在你心目中是最大值还是有效值,这里也一样)。

3.应用场合:计及涡流效应的多导体并联时,仅知道总电流(就是如上Is,只能通过F加载),则可以通过如上计算出通过各导体的分电流,则可以讨论由于邻近效应引起的电流部均匀度。如排联母线、并联电缆。

ANSYS论坛(2)----谐波磁场中的最大值和有效值

当需要进行谐波分析时,ANSYS无论是Boundary加载还是Excitation加载,均需要明确最大值还是有效值的问题。实际上,ANSYS帮助上要求加载的是幅值,但是不符合我们大家的习惯,需要注意:

1.自由度及对应梯度所对应的场量与加载的载荷具有同一个“级别”,即若加载的是“有效值”,则结果也为“有效值”;若加载为“最大值”,则结果也为“最大值”。注意,加载均是以实部和虚部的方式出现,输出可以按虚实部,也可以按照幅值和相位角的方式。但是,recommandedstrongly ,还是老老实实地按虚实部输出可靠。

2.尤其注意,“能量”和功率“损耗”的计算,即分别使用Powerh和Senergy指令。二者要求加的载荷必须为最大值,若按照有效值加载计算的结果差2倍。

由此提示:若计算得到等效交流电阻、交流电感与实验和预计的差2倍,是不是来这里找找?

ANSYS论坛(3)------VDrag使用

1.问题的提出

在计算某电力电缆“磁-流体-热”耦合场计算时,当载入500A和1000A额定电流时,计算完全正确,但是当载入载入2000A时,显示某节点出现“负对角矩阵”而无法进行进一步迭代,求解失败。

2. 故障诊断

(1)对于改变数据或者稍微改变结构时,出现计算性错误经常要想到剖分质量的问题。但是,本问题中全部通过2D至3D的“拉伸”式剖分,所以质量应该可以保证。仔细查看,发现一部分“单元”莫明其妙丢失,那只有先从这里入手。

(2)发现丢失这部分单元的关键语句是“NumMrg,Node,1E-07”。接下来的问题,当然是,重点解决该语句的问题。首先看对应帮助,改变NumMrg语句的各个参数,还是没用。

(3)取消NumMrg语句。流体计算时错得更快,且在500A计算时涡流的定性方向也错误,所以,该语句解决需要保留。

(4)突然想到,当时为了省事情,丢失单元这部分在Vdrag时时被使用“两次”,实际上就是拉出完全一样的单元,但是NumMrg时当然就搞丢了。

(5)老老实实按部就班地进行VDrag,结果一次性成功,并且对于任何载荷都完全正确。

3. 结论

(1)任何没有把握的事情不要随便做,否则后果不可设想,如这里VDrag之前的处理问题。

(2) 充分重视剖分质量问题,解决抵制完全交给“计算机”的做法。

ANSYS论坛(3)----间隙在“流体场”中作用

大家知道,对FEM,最忌讳的是“大尺寸”和“小尺寸”放在同一系统下。有时,一个很小的间隙、裂缝可能无关紧要,也有可能在一个场中无关紧要,但是在另外同一结构其它形式的场中是决定性的。尤其,在“耦合场”中尤其值得注意!

大家知道,对FEM,最忌讳的是“大尺寸”和“小尺寸”放在同一系统下。有时,一个很小的间隙、裂缝可能无关紧要,也有可能在一个场中无关紧要,但是在另外同一结构其它形式的场中是决定性的。尤其,在“耦合场”中尤其值得注意!

例如,两根电缆加密排列在一起,如果需要分析其磁场分布,则一般设法将两电缆间留有一个小的间隙,因为至少容易“布尔操作”或者剖分。但是,如果将这一间隙带入后续的“磁流体-温度”耦合场中,则这样间隙对于传热具有相当的影响。

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此时,处理技巧可以采用EMod指令将之间的空气材料属性改为外护套属性,既不影响剖分和布尔操作,也不影响流体-温度的计算精度。

  

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