利用ＭＡＸＷＥＬＬ计算电磁力出现的问题［讨论＋求助］

lanjeo

描述：
仿真模型如下图：

很简单一个模型，铝块aluminium在ＮＳ永磁体产生的磁场中分别以０.５m/s 以及 1m/s的速度运动．我希望看到铝块在切割磁力线的情况下受到的感应电动势和电磁力情况．

根据电磁感应定律e=Blv，随着速度的变化，感应电动势也会相应变化．
根据电磁力定律f=Bil，在同种材料，同样形状，大小不变，的情况下，电磁力也应该要随着速度变化而变化．

于是我有了用０.５m/s 以及 1m/s的速度运动的两个对比仿真．可以预计，１m/s 得到的感应电动势应该为０.５m/s 的两倍，电磁力也应该是两倍．

感应电动势仿真结果如下：
　
图１：速度为０.５m/s时的感应电动势


　　　　
图２：速度为１m/s时的感应电动势
结论：图１和图２对比发现，速度翻倍，感应电动势也翻倍，与上面预计相符．　　　　　　　　



电磁力仿真结果：

图３：速度为０.５m/s时的x方向的电磁力fx



图4：速度为1m/s时的x方向的电磁力fx
结论：对比图３和图４发现，二者完全相同．这到底是怎么回事？？？请教各位高手！！！！
　　

lanjeo

我是用的瞬态求解器做的，具体设置方法如下：

step:1


step:2


step:3


step:4


难道是设置方法不对吗？望指教．拜谢！！！

lanjeo

没人顶，自己顶一下。

lanjeo

期待官方说法!!!!!!

zptonghua

不只是一样 而且很小，加eddy effect了么

Edwin_Sun

回复 1# lanjeo

你看你力的波动特别大，特别剧烈，对吧？时间步长没有设置好，你先把时间步长设置的小一些，没有必要仿真那么多周期的，但是至少保证每个力的周期内有100个左右的点，这样你可以算下时间步长。你先这样改改，然后看看结果如何~

另外还有mesh，mesh要优化一下，我并不知道你的尺寸，所以你注意下~

lanjeo

回复 5# zptonghua


    我刚才看了一下,没有加哦。我把它加上试试.多谢指点.

lanjeo

回复 6# Edwin_Sun


    好的,我把周期调小一点,但是,网格已经是细划了.我在试试看,多谢提醒.

lanjeo

回复 5# zptonghua


    按照你的建议，我增加了eddy effect，结果还是没有很大的变化。郁闷了。

lanjeo

回复 6# Edwin_Sun


    还是不行，我就纳闷了。怎么可能违背物理定律呢？

Edwin_Sun

回复 10# lanjeo


贴波形上来，我看看什么样子～什么违背定律了？唉，我发现用了那么就ansoft，还是对软件不熟悉。。

hscqu

有了反电势，但没有设置涡流回路，所以没有电流，所以均没有受力（或很小），所以受力一样。
看看铝块中的电流密度就可以验证上述推理了。

应该给铝块加电流为0的激励源，以设置涡流回路，单单加eddy effect是不行的

lanjeo

回复 11# Edwin_Sun


    波形已经在一楼贴出来了，我估计会不会是仿真思路和软件设置问题．


波形显示，感应电压提升了，但是电磁力不变化．我的瞬态设置贴图在二楼．

望指教．

lanjeo

回复 12# hscqu


    由于是２Ｄ仿真，所以，不知如何设置涡流回路．但是，有一点，我对这个铝块设置１匝，并且，winding里面设置电流为０Ａ．我只是要想计算纯铝块所受到的阻尼力．

仿真结果如１楼的贴图　．

lanjeo

回复 12# hscqu


    由于是２Ｄ仿真，所以，不知如何设置涡流回路．但是，有一点，我对这个铝块设置１匝，并且，winding里面设置电流为０Ａ．我只是要想计算纯铝块所受到的阻尼力．

仿真结果如１楼的贴图　．

另外还有一点，如果我做的是３Ｄ仿真，我只要做铝块的仿真，那请问，该如何设置呢？因为，如果要用瞬态场做仿真的话，想得到感应电动势，那必须要设置winding ,，可是如果这样的话，是不是要将铝块隔出一个平面，作为电流的流入端，然后，将铝块单做线圈来设置，并设置coil＝０匝，在winding里面设置电流为０Ａ呢？如果这样设置没错，那就会存在你说的那样，没有回路的问题．好闷！！！！

hscqu

1. 2D仿真要设置轴向长度

2. 铝块不能设置为winding，应为：给铝块加电流激励，选solid，然后电流设为0

3. 叫你看铝块的电流密度了，有没有？是多少？

lanjeo

回复 16# hscqu


    不好意思,回复晚了.我刚才看了一下,电流密度J-Vec那里显示的为0.换句话说,铝块没有电流.这里就有一个地方我没有弄明白,因为,我是单独给铝块施加的0A电流,那么,这个铝块上的电流密度是指外界施加的电流还是也包括自己感生的电流呢?如果这个电流密度只包括外界施加的电流密度,那么显示结果是正确的,因为,我给的就是0A.如果这个电流密度也包括自己感生的 电流密度,那就说明,软件没法默认闭合回路.如果是这样的话,那就奇怪了,为什么明明没有电流,却有电磁力呢(我刚才又做了一个仿真,发现电磁力达到了好几百N,我可以上传仿真程序).

最后,2D 瞬态我是没有定义轴向长度,确实是疏忽了,但是,软件检测也没有报错,是否默认轴向长度为1000mm呢??


望指教!!!!

lanjeo

还有别的说法吗?

lanjeo

另外还遇到一个问题,如果要看金属导体在磁场中运动产生的感应电动势,就必须将设置winding. 如果设置winding就必须将金属导体设置为线圈．是不是在设置金属导体的时候，比如说设置一个铝块或是铜块，就直接将其设置coil=1然后在add winding中电流设置为０Ａ，然后选中solid，最后将coil添加进winding中就可以了吗？？？望指教．

lanjeo

又发现一个问题,还是用2D做,分两种设置:
1   给金属铝块加0A 的电流,选中SOLID,计算出来的结果,电磁力偏小,但是,最大出力点的位置和实验所得基本接近.
2   不对金属铝块施加任何激励,计算出来的结果是上面所得的50倍左右,感觉这个力比较接近实际,毕竟2D仿真默认径向长度为1M.但是,最大出力点的位置与实际实验不一致,恰恰出现在实际出力点最小值的地方.

望朋友们指教.