几种单元耦合自由度的目的是什么？帮助理解一下贝

ponderadams

在有些教材里的实例中，对一些单元增加自由单元，可能目的是为了能够做与自由度相关的分析，但不是很好理解。发现一般是对线圈部分进行的。

譬如：
1.对53单元耦合电流自由度，然后在线圈上加载电压降，怎么理解？

2.在加载时，对于没有耦合其他自由度的单元，比如说plane53，solid117，默认的都可以加载电流密度，对于3d分析，电流密度怎么算？是安匝数/体积，还是安匝数/线圈横截面积？对于2d分析，电流密度又怎么算呢？

3.耦合电流自由度上面已经问了
   耦合EMF自由度可能为了分析说选ELEM上的受到的力
   耦合电压自由度的目的？

kelvin6521659

3d中的电流密度=单匝电流×匝数/线圈横截面积

dzyseu

ponderadams wrote:
在有些教材里的实例中，对一些单元增加自由单元，可能目的是为了能够做与自由度相关的分析，但不是很好理解。发现一般是对线圈部分进行的。

譬如：
1.对53单元耦合电流自由度，然后在线圈上加载电压降，怎么理解？

载压绞线圈，材料必须提供电阻率，还有一些实常数（面积、长度、匝数、方向、填充因子）。加载的电压是单位长度上的电压。而计算磁场，需要知道电流。所以需要CURR自由度。
为了使得绞线圈截面上各节点CURR相等（每匝的电流），必须对电流自由度进行耦合。这也相当于一个边界条件吧。

ponderadams wrote:

2.在加载时，对于没有耦合其他自由度的单元，比如说plane53，solid117，默认的都可以加载电流密度，对于3d分析，电流密度怎么算？是安匝数/体积，还是安匝数/线圈横截面积？对于2d分析，电流密度又怎么算呢？

3.耦合电流自由度上面已经问了
   耦合EMF自由度可能为了分析说选ELEM上的受到的力

ponderadams wrote:

   耦合电压自由度的目的？

主要是考虑块导体的终端条件，例如短路、开路，或加一个强制电压等等。

ponderadams

比如说下面这些命令：

et,2,53,2           ！定义一个53单元，第二个2代表CURR if KEYOPT(1) = 2

...

！有些书上有以下命令，引自《ANSYS工程应用教程热与电磁学篇》P181
esel,s,mat,,2      ！这里的材料2就是53单元所附的线圈实体
nsle,s
cp,1,curr,all

...
上面这段程序，我希望尊驾能解释一下，既然定义单元的时候，已经说明了是类型2，表示电流自由度，为什么后面还要在线圈的节点上耦合电流自由度，我感觉有时是匪夷所思

dzyseu

ponderadams wrote:
比如说下面这些命令：

et,2,53,2           ！定义一个53单元，第二个2代表CURR if KEYOPT(1) = 2

...

！有些书上有以下命令，引自《ANSYS工程应用教程热与电磁学篇》P181
esel,s,mat,,2      ！这里的材料2就是53单元所附的线圈实体
nsle,s
cp,1,curr,all

...
上面这段程序，我希望尊驾能解释一下，既然定义单元的时候，已经说明了是类型2，表示电流自由度，为什么后面还要在线圈的节点上耦合电流自由度，我感觉有时是匪夷所思

定义单元的时候，说明了自由度包括AZ与CURR，然后线圈都定义为该类型单元，即，每个线圈单元包括AZ与CURR两个自由度，即，未知量。
如果不耦合CURR，那么相当于少了一个条件，少一个条件的情况下求解方程组，那么解会有无穷多，显然随便给出一个解都是不对的。
做耦合，就相当于强制各个线圈单元的CURR相等，这是已知的条件，必须用上，方程组的求解才唯一。

ponderadams

阁下的意思是：耦合CURR自由度，使所耦合的单元对电流都相等
那耦合电压VOLT自由度，是使所耦合的单元的电压都相等那么？这个问题有点儿傻的

有点茅塞顿开，谢了

farmer527

很有用

longrz

受用，受启发

httysai

2.在加载时，对于没有耦合其他自由度的单元，比如说plane53，solid117，默认的都可以加载电流密度，对于3d分析，电流密度怎么算？是安匝数/体积，还是安匝数/线圈横截面积？对于2d分析，电流密度又怎么算呢？

我用的plane13单元，在2d分析中，加载电流密度，想请问一下需要耦合自由度吗？如果需要，应该如何耦合呢？

02k121

学习了，好文章。
楼上的电流密度默认为各处电流相等，不需要耦合吧。

httysai

已经试过了，确实不需要耦合，谢谢楼上的回复~~~

风云倩影

我做的是熔断器热电耦合分析，用solid69单元，一端加的是交流电流，另一端用耦合吗？如果耦合的话是耦合电压自由度，还是电流自由度呢？

god2xd

我想知道自由度耦合和耦合场耦合的区别呢

monkey0012345

电流密度的定义是单位面积下的电荷嘛？对于规则体可以推导，想三维线圈，赋予电流密度的时候计算为J=I（单匝）*N/线圈横截面积（从中间切了一刀。。。）

超级先

学习中，很有用