关于BH曲线

llkg

我自己构造了一个BH曲线，分两段
B=aH,H<H0
B=b+muo*H-c/H^2 ,H>Ho
其中muo=4*pi*1E-7即空气的磁导率
其中a,b,c都是常数。

保证了
（1）当H=Ho的时候，BH曲线的连续，即aHo=b+muo*Ho-c/Ho^2
(2)当H=Ho的时候，db/dH的连续，即 a=muo+2c/Ho^(3)
a是随便设置的,保证大于空气磁导率，如a=1000*muo，通过计算可以得到b和c。然后将BH曲线输入给ansys计算，它总是提示
Final slope of BH curver for material 3 is less than free space permeability.

但是我构造的BH曲线的dB/dH已经保证了db/dh=muo+2c/H^3>muo
                                 B/H保证了B/H=muo+(bH^2-c)/H^3>muo
即从构造的公式上可以保证了dB/dH和B/H当H->无穷大的时候，都是趋向muo
但是输入ansys就会提示Final slope of BH curver for material 3 is less than free space permeability

=================================================
另外，如果这样构造
B=aH,H<H0
B=b+muo*H-c/H ,H>Ho
给ansys，就没有这样的提示。
=================================================

请问大家，有什么方法可以避免这个问题。从另外一个角度上看，我构造的BH曲线公式没有问题啊。当然，给ansys输入的是离散的点，或许存在数值误差使得最终的磁导率小于空气的磁导率。那么如何解决这个问题呢。我就是需要最开始公式的BH曲线。呵呵


[ 本帖最后由 infrom 于 2008-10-7 09:30 编辑 ]

perch88

我觉得你构造的没问题
不妨把出错的BH数据贴出来看看，说不定是其他问题

llkg

matlab代码，构造BH曲线

%%构造需要的BH曲线
%%by llkg 20080927 17:17
%%%%%%%%%%B=a*H H<Ho
%%%%%%%%%%B=b-c/H^2 H>Ho
%%%%%%%%%我们更改为H^alpha
%%%%%%%%%%B=a*H H<Ho
%%%%%%%%%%B=b-c/H^(alpha) H>Ho
clc;clear all;close all;
%%%%%%%%%%%%%利用等比数列 这是一个成功的数据
alpha=2;
Ho=583.41;
a=0.001723;
%muo=4*3.1415926525*1E-7;
muo=1.256637061E-06;
c=(a-muo)*Ho^(alpha+1)/alpha;
b=(a-muo)*Ho+c/Ho^(alpha);
number1=20;
number2=80;
q=1.2;   %放大比例
a1=1e-1;  %初值
hstart1=0.1;hend1=Ho;hle1=hend1-hstart1;
hstart2=hend1+hle1/1000;hend2=hend1+hle1/100;hle2=hend2-hstart2;
H1=[hstart1:hle1/number1:hend1];
H2=[];
for i=0:number2   
    value_H2=a1*q^(i);
    H2=[H2 hend1+value_H2];
end
gap=0;
%%%%%%%%%%%利用等比数列 这是一个成功的数据

B1=a*H1;
B2=b-c./H2.^(alpha)+muo*H2;
Ht=[H1 H2];
Bt=[B1 B2];
H=[0 Ht];
B=[0 Bt];
H=H';
B=B';
BH=[H B];
figure(2);
plot(H,B,'r*-');xlabel('H （A/m）');ylabel('B （T）');legend('B-H');

llkg

执行上述matlab代码得到BH曲线，带入ansys中，如下的宏命令：

!by llkg 20081007 10:24
/PREP7
et,1,solid117

MP,MURX,1,1                   ! RELATIVE PERMEABILITY OF AIR
TB,BH,2,,103  ! PLATE B-H CURVE
TBPT,,0 ,0
TBPT,,0.1 ,0.0001723
TBPT,,29.265, 0.050424
TBPT,,58.431, 0.10068
TBPT,,87.596, 0.15093
TBPT,,116.76, 0.20118
TBPT,,145.93, 0.25143
TBPT,,175.09, 0.30169
TBPT,,204.26, 0.35194
TBPT,,233.42, 0.40219
TBPT,,262.59, 0.45244
TBPT,,291.76, 0.50269
TBPT,,320.92, 0.55295
TBPT,,350.09, 0.6032
TBPT,,379.25, 0.65345
TBPT,,408.42, 0.7037
TBPT,,437.58, 0.75395
TBPT,,466.75, 0.80421
TBPT,,495.91, 0.85446
TBPT,,525.08, 0.90471
TBPT,,554.24, 0.95496
TBPT,,583.41, 1.0052
TBPT,,583.51, 1.0054
TBPT,,583.53, 1.0054
TBPT,,583.55, 1.0055
TBPT,,583.58, 1.0055
TBPT,,583.62, 1.0056
TBPT,,583.66, 1.0056
TBPT,,583.71, 1.0057
TBPT,,583.77, 1.0058
TBPT,,583.84, 1.006
TBPT,,583.93, 1.0061
TBPT,,584.03, 1.0063
TBPT,,584.15, 1.0065
TBPT,,584.3 ,1.0067
TBPT,,584.48, 1.0071
TBPT,,584.69, 1.0074
TBPT,,584.95, 1.0079
TBPT,,585.26, 1.0084
TBPT,,585.63, 1.009
TBPT,,586.07, 1.0098
TBPT,,586.6 ,1.0107
TBPT,,587.24, 1.0118
TBPT,,588.01, 1.013
TBPT,,588.93, 1.0146
TBPT,,590.03, 1.0164
TBPT,,591.36, 1.0186
TBPT,,592.95, 1.0213
TBPT,,594.86, 1.0244
TBPT,,597.15, 1.0281
TBPT,,599.89, 1.0325
TBPT,,603.19, 1.0376
TBPT,,607.15, 1.0437
TBPT,,611.9 ,1.0509
TBPT,,617.59, 1.0593
TBPT,,624.43, 1.0691
TBPT,,632.63, 1.0804
TBPT,,642.48, 1.0934
TBPT,,654.29, 1.1082
TBPT,,668.47, 1.125
TBPT,,685.48, 1.1438
TBPT,,705.89, 1.1645
TBPT,,730.39, 1.1872
TBPT,,759.78, 1.2115
TBPT,,795.06, 1.2373
TBPT,,837.39, 1.264
TBPT,,888.18, 1.2911
TBPT,,949.14, 1.3182
TBPT,,1022.3, 1.3444
TBPT,,1110.1, 1.3694
TBPT,,1215.4, 1.3925
TBPT,,1341.8, 1.4135
TBPT,,1493.5, 1.432
TBPT,,1675.5, 1.4479
TBPT,,1893.9, 1.4614
TBPT,,2156 ,1.4727
TBPT,,2470.5, 1.4818
TBPT,,2847.9, 1.4892
TBPT,,3300.8, 1.4952
TBPT,,3844.3, 1.5
TBPT,,4496.4, 1.5039
TBPT,,5279 ,1.5072
TBPT,,6218.2, 1.5101
TBPT,,7345.1, 1.5128
TBPT,,8697.5, 1.5154
TBPT,,10320 ,1.5181
TBPT,,12268 ,1.521
TBPT,,14604 ,1.5243
TBPT,,17409 ,1.528
TBPT,,20774 ,1.5324
TBPT,,24812 ,1.5376
TBPT,,29657 ,1.5438
TBPT,,35472 ,1.5512
TBPT,,42450 ,1.56
TBPT,,50823 ,1.5705
TBPT,,60871 ,1.5832
TBPT,,72929 ,1.5983
TBPT,,87398 ,1.6165
TBPT,,1.0476e+005 ,1.6384
TBPT,,1.256e+005 ,1.6645
TBPT,,1.506e+005 ,1.696
TBPT,,1.806e+005 ,1.7337
TBPT,,2.1661e+005 ,1.7789
/NUM,0
/gropts,view,1  
TBPLOT,bh,2   !PLOT B-H CURVE

执行结果为见附件。

llkg

BH曲线最后两个点分别为
TBPT,,1.806e+005 ,1.7337
TBPT,,2.1661e+005 ,1.7789

那么计算

(1.7789-1.7337)/(2.1661e5-1.806e5)=1.25520688697584e-006  确实比空气的磁导率低。

muo=  1.25663706143592e-006

但是ansys提示的信息是1.25169453E-6。不知道ansys是如何计算这个final slope的。

当我稍微人为修正一下最后一个B点，TBPT,,2.1661e+005 ,1.7789  改为TBPT,,2.1661e+005 ,1.779后，ansys就不提示了 。要不就这样处理，人为修正一下最后一个点？稍稍调大一些？因为毕竟给ansys的是离散点，计算final slope时，毕竟不能和构造的公式那样定性准确。因此可能会出现final slope小于Muo的问题。

是不是这样就可以解释了。

perch88

这个数也不比mu0小多少，可能是有效数字舍入误差造成的，试试把mu0和pi这样的数应该用函数什么的表示，就是用更精确的数字表示，pi就用pi就行了好像，如：
mu0 = 4*pi*1E-7
a = 1000*mu0
等等

这样以后输入BH曲线还是有有效数字的误差，分子分母中的4个数全部有误差，这个误差比pi的误差大多了。我觉得可以在ansys定义BH曲线的部分多写几位有效数字，如果这也不行就只能人为稍微修改一下了

llkg

to perch88 我已经尝试过了。最初就是用的muo=4*pi*1E-7来构造的muo。可是看到ansys中提示final slope小于空气的muo，于是怀疑是pi，muo的位数的问题，于是就从ansys中查询到空气的磁导率代入到matlab中使用的。 看来以后就要输入BH曲线的时候多输入几个有效位数了。 不知道ansys到底是如何计算这个final slope的。如果是给我们一个离散点构成的曲线，计算其各点斜率的话，我们可以使用前向差分、后向差分或者前后差分，可是针对我自己构造的BH曲线，这三种计算方法（当然最后一个点只能用后向差分和前后差分）的计算结果和ansys所提示的那个final slope都不相同。这是让我很郁闷的事情。

perch88

有效数字的确会造成问题，仔细看了一下4#的BH数据，下面的点相邻两个数据B完全相同
583.51        1.0054
583.53        1.0054
583.55        1.0055
583.58        1.0055
583.62        1.0056
583.66        1.0056

查了一下帮助，没找到相关说明。我猜想，是不是ansys把用户输入的数据插值（当然我们现在还不知道是插多少个点，用什么方式插值的），然后用最后两个点之间插值出来的所有点中的最后一个和用户输入的最后一个BH点求出final slope，所以比我们用最后两点算得结果小。

另外，我觉得不能只看B/u0/H算出来的ur光滑，看看相邻两点的slope变化也很重要，如果看你输入的这组结果相邻两点的slope有一些震荡
ansys说出了BH曲线光滑度以外，还在乎v/H2什么的，昨天实在没时间看了

llkg

恩，是的。因为当时是从matlab考出的数据，没有用写文件，因此就那么几位。我也没有办法。我觉得这个位数也应该是因素之一。

ansys是提示需要关注v/B2的单调递增的特性，因为解方程中需要用到这个量。

另外：ansys讲BH曲线输入时候可以不输入0,0这个点。不过我最近计算了两个情况，相同的BH曲线，一个是包括0,0；一个是不输入0,0，直接从非零的第一个数据点输入。两者计算结果是相同的。
我们是否可以认为实际上输入BH曲线的离散点的时候可以输入0,0，也可以不输入吧。只是需要注意如果输入0,0这个点，BH曲线的总共点数目增多一个就是了。

llkg

问题解决了。确实是因为有效数字位数的问题。我在matlab中利用写文件，将BH数据导出。此时可以控制位数，因此我将BH数据的小数点后面的位数增加为6位。同样还是顶端最开始提到的H^2的构造方式，但是按照这个多位数输出的数据输入ansys，ansys就不提示那个final slope的问题了。
此时我们来计算一下按照这个数据进行计算最后一个点的final slope(按照自己的理解，就是前向差分)
最后两个点为：
TBPT,,       180747.312501,             2.107975
TBPT,,       216751.120201,             2.153222
那么final slope=(2.153222-2.107975)/(216751.120201-180747.312501)=1.25672818766888e-006

而Muo=4*pi*1E-7=1.25663706143592e-006

因此，可以看到，利用这个多位数的数据进行计算，的确是比空气的磁导率要高的。虽然不知道ansys是如何计算的，但是ansys现在不提示了，而且我们利用这些数据进行计算尾部的final slope也是比空气的磁导率高的。
而最初直接拷贝出的有效数字位数少的时候，利用最后两个点计算的final slope的确也是比空气的磁导率要小，虽然和ansys提示的final slope数值不同，但是ansys提示的应该是有道理的。

我想，这个问题到此应该可以结束了。
小结：
（1）自己构造BH曲线的时候，给出BH数据点的有效位数要合适。最起码要自己保证最后两个点计算的斜率不要比空气Muo小
（2）第一个点可以是0，0；也可以不是0,0吧。这个我通过计算发现是相同的。如果谁有更加确切的理解，请不吝赐教。
（3）ansys中给出的final slope的提示是有道理的。往往可以提醒我们再次检查BH曲线是否的确延伸斜率小于Muo
（4）ansys中给出的final slope不知道是按照什么计算方法进行的。



代码见下：
fid = fopen('BH.txt', 'wt');
fprintf(fid, 'TB,BH,2,,%d\n',length(H));
fprintf(fid, 'TBPT,,%20.6f, %20.6f\n', BH');
fclose(fid)


数据见下：
TB,BH,2,,103
TBPT,,            0.000000,             0.000000
TBPT,,            0.100000,             0.000172
TBPT,,           36.508700,             0.062904
TBPT,,           72.917400,             0.125637
TBPT,,          109.326100,             0.188369
TBPT,,          145.734800,             0.251101
TBPT,,          182.143500,             0.313833
TBPT,,          218.552200,             0.376565
TBPT,,          254.960900,             0.439298
TBPT,,          291.369600,             0.502030
TBPT,,          327.778300,             0.564762
TBPT,,          364.187000,             0.627494
TBPT,,          400.595700,             0.690226
TBPT,,          437.004400,             0.752959
TBPT,,          473.413100,             0.815691
TBPT,,          509.821800,             0.878423
TBPT,,          546.230500,             0.941155
TBPT,,          582.639200,             1.003887
TBPT,,          619.047900,             1.066620
TBPT,,          655.456600,             1.129352
TBPT,,          691.865300,             1.192084
TBPT,,          728.274000,             1.254816
TBPT,,          728.374000,             1.254988
TBPT,,          728.394000,             1.255023
TBPT,,          728.418000,             1.255064
TBPT,,          728.446800,             1.255114
TBPT,,          728.481360,             1.255173
TBPT,,          728.522832,             1.255245
TBPT,,          728.572598,             1.255330
TBPT,,          728.632318,             1.255433
TBPT,,          728.703982,             1.255556
TBPT,,          728.789978,             1.255704
TBPT,,          728.893174,             1.255882
TBPT,,          729.017008,             1.256094
TBPT,,          729.165610,             1.256350
TBPT,,          729.343932,             1.256656
TBPT,,          729.557918,             1.257022
TBPT,,          729.814702,             1.257462
TBPT,,          730.122843,             1.257990
TBPT,,          730.492611,             1.258621
TBPT,,          730.936333,             1.259378
TBPT,,          731.468800,             1.260285
TBPT,,          732.107760,             1.261370
TBPT,,          732.874512,             1.262668
TBPT,,          733.794614,             1.264221
TBPT,,          734.898737,             1.266077
TBPT,,          736.223685,             1.268293
TBPT,,          737.813622,             1.270936
TBPT,,          739.721546,             1.274085
TBPT,,          742.011055,             1.277832
TBPT,,          744.758466,             1.282283
TBPT,,          748.055359,             1.287560
TBPT,,          752.011631,             1.293801
TBPT,,          756.759158,             1.301162
TBPT,,          762.456189,             1.309813
TBPT,,          769.292627,             1.319943
TBPT,,          777.496352,             1.331748
TBPT,,          787.340823,             1.345430
TBPT,,          799.154187,             1.361187
TBPT,,          813.330225,             1.379196
TBPT,,          830.341470,             1.399604
TBPT,,          850.754964,             1.422496
TBPT,,          875.251157,             1.447884
TBPT,,          904.646588,             1.475671
TBPT,,          939.921106,             1.505641
TBPT,,          982.250527,             1.537436
TBPT,,         1033.045832,             1.570559
TBPT,,         1094.000199,             1.604390
TBPT,,         1167.145439,             1.638215
TBPT,,         1254.919726,             1.671278
TBPT,,         1360.248872,             1.702845
TBPT,,         1486.643846,             1.732264
TBPT,,         1638.317815,             1.759023
TBPT,,         1820.326578,             1.782787
TBPT,,         2038.737094,             1.803411
TBPT,,         2300.829712,             1.820929
TBPT,,         2615.340855,             1.835523
TBPT,,         2992.754226,             1.847486
TBPT,,         3445.650271,             1.857173
TBPT,,         3989.125525,             1.864968
TBPT,,         4641.295830,             1.871247
TBPT,,         5423.900196,             1.876364
TBPT,,         6363.025435,             1.880635
TBPT,,         7489.975722,             1.884336
TBPT,,         8842.316067,             1.887710
TBPT,,        10465.124480,             1.890966
TBPT,,        12412.494576,             1.894291
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TBPT,,        17553.551630,             1.901831
TBPT,,        20918.607156,             1.906379
TBPT,,        24956.673787,             1.911679
TBPT,,        29802.353744,             1.917928
TBPT,,        35617.169693,             1.925347
TBPT,,        42594.948832,             1.934195
TBPT,,        50968.283798,             1.944772
TBPT,,        61016.285758,             1.957437
TBPT,,        73073.888109,             1.972616
TBPT,,        87543.010931,             1.990818
TBPT,,       104905.958318,             2.012650
TBPT,,       125741.495181,             2.038842
TBPT,,       150744.139417,             2.070267
TBPT,,       180747.312501,             2.107975
TBPT,,       216751.120201,             2.153222

xuwenhui0404

鼓励讨论！！新手受用

goodluck209

不太懂啊，刚接触

shawnshao

恩，以前做电磁分析的时候也碰到过的。不过今天又长见识了。

一千零一夜

llkg ，您好！
   在定义永磁体特性而用到去磁曲线，网上搜索的都是第二象限的，怎么平移到第一象限啊?
     是直接将坐标原点移动到（Hc，0）所在位置，还是在图像上按B轴做对称呢？

waitor

收益匪浅！

华仔成龙

新手，看都看不懂，只想说慢慢学习了