电磁感应加热的若干问题求助！！！！！

清小溪

       在用ANSYS做一个感应加热的模拟，实际情况是：对镶嵌在堆叠的硅钢片里的铜管通频率为1500HZ ,大小为160A(是中频感应电源上的电流表显示的电流值)的交流电，实现对工件的加热，采用的是对称分析，磁分析单元选用117，热采用90。（图1就是硅钢片与铜管的位置关系，蓝色为铜管，红色为硅钢片（做导磁体））

  但是现在出现的情况时：  
1.  从此电磁分析的结果看，工件上的涡流分布规律是基本正确的，就是工件的涡流损耗很小只有16W多，
  2．由于电磁分析的涡流损耗很小，导致后面的温度场模拟的时候，温度基本不升，加热40S升高不到1度，但是实际加热的时候升高超过了100度左右，但是从温度场的分布规律来看是基本符合实际情况的！~
   针对这个我找了好几个原因：
1.        导磁体导磁性能的改变。由于硅钢片的数据是来自于ANSYS材料库里的自带数据，我试着将其改成直接赋予相对磁导率到一个很大的值改成100000，温度不升
2.        增大空气模型的尺寸，由于钢轨的高度是176mm，空气模型的尺寸一般是3~5倍，我由原先的直径600mm，改成直径1000mm,温度也是不升
3.        改变电流的加载，由原先的加载在耦合端面的一个节点上，改为施加在耦合端面的所有节点上，此时最后得到的温度场是很大，达到了800多度，明显高于实际情况。我感觉这种电流的加载不靠谱，因为这样似乎是无形之中加大了电流，与实际情况不太相符合
说明：
      1.     感应线圈是上图形状的两根铜管，中间也是一块铜片相连，从而形成一个回路，电流从1号端面进入，2号端面流出，加载方式是;先耦合1号端面的所有节点的电压自由度，然后选取其中的一点施加电流载荷，然选取2号端面的所有节点，施加volt=0）  ，见图2
      2.     铜管的电磁分析时电流密度的分布，见图3

  为了建模和后面画网格的的方便，本来铜管是空心的，但是我建模直接建成了实心，这个地方我觉得应该对后续的结果的影响不大，因为之前改成空心的时候，也是温度不升。 电流值为160A，实心铜管的截面积（也就是端面1或者2）的截面积是14*14（mm2）
按计算的话电流密度值应该是160/(14*14) *e6=0.8e6 ,感觉这个结果的数量级和模拟的数量级之间也有一个10倍的差距，图中的电流密度分布规律感觉应该是比较正确的，但是这个数量级的问题，是怎么回事？是不是这个图中的电流密度值不仅仅是计算的值？那两者之间又是一个什么关系呢？
3.    图4可以看出，这个电流密度的分布规律是比较符合实际的情况的，但是这个电流密度到底是怎么得到的？电流密度一般是I/S,那对于这个图中的钢轨工件感生的涡流密度值来说，他的S是怎么反应的？？

4.图5是加热40S后的钢轨的中心截面的温度场分布


求高手指点下，看是什么原因啊？谢谢，很急！！！附件里有命令流文件，还有整个的模型文件

hchangduan

楼主何不吧模型文件发上来？

清小溪

hchangduan 发表于 2011-9-5 17:21
楼主何不吧模型文件发上来？

好的！~~补上模型文件

hchangduan

我对你的模型有点疑问：不知道具体是什么对称情况

清小溪

hchangduan 发表于 2011-9-5 21:24
我对你的模型有点疑问：不知道具体是什么对称情况

具体的对称情况是：

清小溪

自己顶一个！~~求指教啊

清小溪

求高手点拨啊，大家给点力啊，急

xbzhang

你的模型和感应器的绕制方式比较特殊，应该是钢轨表面处理，如果只取一半的话，磁力线好像和实际有出入吧？试着用全模型算一下，看看结果。
磁感应的最大特点是集肤效应，因此钢轨的表面要细分单元，如果很粗的话，不会有集肤效应出现，磁感应效果也很差，涡流会很小。
铜管就是铜管，不要简化成实心的，集肤效应的影响，加热时铜管表面会出现集肤现象，如果是实心的，结果可能有很大的误差。

你试下吧，一点建议