关于涡流检测的二维平面运动问题

天涯剑客

下面这个图是个涡流检测问题，线圈从左向右运动，板有个缺陷，这样的问题如果想简化为二维问题，肯定不能用轴对称了，我想用二维平面做，不知道是否可行，因为二维问题我看到的都是轴对称，呵呵，请教各位了。

天涯剑客

最近想通了这个问题，关于运动只要不是由于运动引起的涡流效应，而是加载电流引起的涡流，那么多个静态模拟运动是与真正运动没什么区别的。关于三维涡流等效成二维平面问题，与真正三维结果有一定的差异，只能反映规律，而不能根据有限元结果直接比对实验结果，如果是轴对称问题，差异不会很大，因为平面问题，是把线圈等效成沿Z轴的有限长线圈，长度通过时常数确定，不再是像三维问题的回转线圈，其实模型差异非常大。其实也就是说这样的三维等效成二维平面，看看可以，结果用处不是特别大的。不知道大家的看法如何

天涯剑客

不好意思，刚才忘了贴图了

天涯剑客

ANSYS的帮助里面有这个例题，是二维静磁学部分的，并没有用轴对称，那么上面的问题是考虑涡流问题的，也是否可行呢？
/batch,list
/prep7
/title, Actuator model using surface to surface contact

et,1,53                 ! plane53
et,2,169                ! Target
et,3,172,7,2,,2         ! Contact, MPC option
keyopt,3,12,5           ! Bonded contact

mp,murx,1,1
tb,bh,2,,40             ! BH curve
tbpt,,355,.7
,,405,.8
,,470,.9
,,555,1.
,,673,1.1
,,836,1.2
,,1065,1.3
,,1220,1.35
,,1420,1.4
,,1720,1.45
,,2130,1.5
,,2670,1.55
,,3480,1.6
,,4500,1.65
,,5950,1.70
,,7650,1.75
,,10100,1.8
,,13000,1.85
,,15900,1.9
,,21100,1.95
,,26300,2.
,,32900,2.05
,,42700,2.1
,,61700,2.15
,,84300,2.2
,,110000,2.25
,,135000,2.3
,,200000,2.41
,,400000,2.69
,,800000,3.22
mp,murx,3,1                 ! coil

! create backiron
rectng,0,.06,0,.01
rectng,0,.01,.01,.02
rectng,.05,.06,.01,.02

! create coil
rectng,.02,.04,-.005,0
rectng,.02,.04,.01,.015
aglue,all

! create lower air domain
rectng,-.02,.08,-.01,.021
aovlap,all
numcmp,area
cm,lower,area

! create pole
rectng,0,.06,.022,.032

! create upper air
rectng,-.02,.08,.021,.04
aovlap,7,8
asel,s,area,,7,9
cm,upper,area

asel,s,area,,4,6
aatt,2,1,1                         ! backiron
asel,s,area,,7
aatt,2,1,1                         ! pole
asel,s,area,,2,3
aatt,3,1,1                         ! coil

cmsel,s,lower
esize,.002
amesh,all
cmsel,s,upper
esize,.003
amesh,all

esla,s
nsle,s
nsel,r,loc,y,.021
type,2
esurf                              ! mesh target elements
cmsel,s,lower
esla,s
nsle,s
nsel,r,loc,y,.021
type,3
esurf                              ! mesh contact elements
allsel,all

nsel,s,loc,x,-.02
nsel,a,loc,x,.08
nsel,a,loc,y,-.01
nsel,a,loc,y,.04
d,all,az,0                        ! flux parallel

asel,s,area,,3
esla,s
bfe,all,js,,,,5e6            ! coil current density
asel,s,area,,2
esla,s
bfe,all,js,,,,-5e6
allsel,all
finish

/solu
magsolv
finish

lilulilu

可以的。二维平面问题。

北极熊甲

原帖由 天涯剑客 于 2007-11-2 20:36 发表
下面这个图是个涡流检测问题，线圈从左向右运动，板有个缺陷，这样的问题如果想简化为二维问题，肯定不能用轴对称了，我想用二维平面做，不知道是否可行，因为二维问题我看到的都是轴对称，呵呵，请教各位了。

主要看你的Z向了。就说先线圈中的电流吧，在Z向可以看成是无限大，然后计算时之计算单位长度的Z。

另外，运动的问题，ANSYS一直不敢光明正大地来说（虽然也有人在用他做些运动的分析FAQ中也贴出了方法）。我主要感觉是他的精度的问题，据说，速度稍微打点，磁雷诺数大点，那个结果就不可靠了。

天涯剑客

首先感谢两位版主的答复，
上面我提的问题是我想做的个小题目，一直想验证一些问题。1、首先是关于整个模型的，如果不加厚度的时常数，模型就是无限厚了？如果加了厚度时常数，结果上会有什么不同？2、这个问题的线圈加载，加电压载荷，自然两个截面的加载方向是相反的，方能符合真实情况，那么这种情况如果使用场路耦合，如何处理两个线圈截面问题，因为轴对称情况都是一个的。3、关于运动问题，我看过不少帖子，也发过一些这方面的帖子，像上述的模型，在HELP中说，线圈是不能移动的，只能板移动，但板上面又有个槽，所以也不符合移动的条件，实际上二者都不能移动，所以我一直是用多个静态位置分次求解来代替运动问题，这样不存在磁雷诺数的问题，但我也一直质疑这样方法是否与真正的运动是一致的？4、关于类似的问题，因为实际检测是需要检测线圈的，有人建模建立检测线圈，很多人没有建立检测线圈，因为只需要提取节点数据就可以了，然后对数据做些处理，建立了检测线圈的，又使用了场路耦合再做些处理，这两者的分别情况如何？
呵呵，向大家请教中，探讨中。
对于北极兄提到的线圈电流的问题，如果加载了是固定或变化的有限值，那么整个线圈上就都是一样的，应该不出现你说的那种计算情况啊。

[ 本帖最后由 天涯剑客 于 2007-11-3 09:05 编辑 ]

北极熊甲

1）平面线圈中的电流就相当于Z向无限延伸的电流，不过计算时只取了单位长度。
2）加载方向相反为什么就要用场路耦合？场路耦合是为了：体现线圈之间的链接；由电源统一为线圈供电；最重要的是用了恒压源的电路中，电路中的电感有磁场来定。
3）你的问题可以试试ANSYS上的那个那个帖子中的方法（可以看看关于电机旋转的主题帖子http://www.simwe.com/forum/thread-774283-4-1.html），我觉得可以。多个静态和瞬态不一样（除非你速度很慢）
4）检测线圈的建立与否主要看你提取什么量。一般都是要建立的。
5）警告你一下：关于涡流的计算，尤其是平面问题，涡流区要用AZ+V自由度。

天涯剑客

5）警告你一下：关于涡流的计算，尤其是平面问题，涡流区要用AZ+V自由度

忘了说一点，北极兄弟，你说的5好像有问题，二维是不需要V自由度的，只有三维才要，

4）检测线圈的建立与否主要看你提取什么量。一般都是要建立的。

我觉得检测线圈不一定一般都建立，比如求MMF，是不是定义一个路径就可以了，但检测线圈建立了，提取一些量就更方便了，比如涡流检测的检测线圈的感应电流，感应电压等等

北极熊甲

为什么要求解运动呢？就是因为运动会造成B的变化，从而引起涡流，涡流产生的磁场又和电流产生的磁场叠加。

电流变化导致磁场变化从而又导致的涡流，只能在瞬态或谐波分析中得到。多个静态？不知道你为什么说：“那么多个静态模拟运动是与真正运动没什么区别的” ？

北极熊甲

设计运动的问题，不妨试试maxwell，比较傻瓜的软件，然后再与ANSYS比较一下。

怪不得，ansys招聘低频工程师时，就写明：会ansys emag ，ansoft的优先

天涯剑客

哦，也许我表达不清楚，我说涡流检测问题实际检测时，传感器是运动检测的啊，但是这种运动还没有达到由于速度效应引起的涡流出现，所以多个不同位置的静态就是模拟了运动的问题了。由于速度引起的涡流检测问题（带缺陷的），ansys可能不能处理，而ansoft我看到好像可以，记不清那个文章了，奇怪，我一致质疑ansoft的基于的理论，因为ansys的理论是各个书里面都找的到的，帮助的参考文献也是找的到的。

sunfishfly

这样的检测应该是可以的
跟我现在做的类似，不过还没有最终做完，做完之后可以交流一下

hustddg

楼主在采用场路耦合为二维平面模型中的线圈加载时，有没有遇到计算得到的节点电压高于系统设置上限（电流加载）或电流值低于系统设置下限（电压加载）的情况，个人觉得是由于平面模型不同于轴对称模型，线圈没有闭合导致阻抗无穷大造成的，不知道是不是这样？请多多指点，二维平面模型线圈该如何加载呢？