[转载]maxwell基本操作之——网格剖分

2017-05-10 by:CAE仿真在线来源:互联网

良好的网格剖分,是利用电磁场有限元软件或程序进行电磁装备分析的前提和基础,这对于瞬态场和3D模型尤其如此。

静态场和涡流场都包含自适应求解过程,软件具有网格自加密能力,因此大多数情况下无须手动剖分,即可得到很好的网格。瞬态场网格必须手动剖分,初始网格(initial mesh)质量很差。自适应网格为瞬态场提供了一个很好的思路,就是导入静磁场和涡流场的自适应后的网格,为瞬态场所用,此功能通过Analysis/setup1/advanced/import mesh中实现。

做过3D分析的人都很清楚,网格的剖分是3D分析的重中之重环节。有时模型能剖分,能计算,但结果出来与设计或实验差很多,这时候问题往往出现在剖分这个环节,改一下剖分就对了。比如需要做涡流分析,那么就要考虑基于集肤效应深度的剖分,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电动机的cogging torque,那么需要对气隙进行多层剖分,这时就需要采用所谓“哑元”的方法,通过多建几个气隙层来实现。再比如,对电机中常见的叠绕组或波绕组,为了对电机端部曲线部分进行更好地剖分,需要采用表面近似剖分。此功能在mesh operations/assign/surface approximation里面进行设置。

剖分有多种方法,主要就是on selection和in selection之分。前者是基于表面的剖分,后者是基于内部的剖分。注意,on selection并不是对内部不剖分,in selection也并不是对表面不剖分,而是两种剖分方法侧重点不同,正如其字面意思所示。一般而言,on selection更适用于高频分析中对实体(solid)的剖分,因为高频分析中涡流效应很突出。in selection更适合于对直流和工频的分析。对大多数物理模型而言,使用in selection足够。

最后,再谈谈设置剖分时,网格长度的问题。对相同或相近物理模型,可分为同一组,指定相同网格长度。对于较大模型,则网格长度可适当放大。举例而言,对永磁同步电机,电机定转子铁心分为一组,定子绕组自成一组,永磁体自成一组,band自成一组。上面这四组中,建议网格长度如下:定转子铁心>永磁体>定子绕组>band。同时选定定转子铁心,并使用in selection剖分,则系统会指定一个默认长度,一般取该默认长度的1/2就足够精确了。其他可类似操作。

注:本文基于maxwell讲解,但网格剖分方法并不局限于maxwell,适用于一切电磁场有限元分析软件,诸如flux,jmag,magnet,opera,comsol multiphysics,quickfield等。希望能举一反三,活学活用。

作者:近水楼台 forlink团队原创,转载请注明。

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