关于lorentz力，maxwell力和虚功力的详细解释

dengfanping04 · 发表于 2006-2-14 08:11:39

回答一个网友的问题，希望对其他人有帮助

有限元中力和力矩的计算
1 lorentz力和力矩计算：电流和磁场相互作用会产生力，概括而论，当同通有电流的导体置于磁场中
该导体将受到力的作用，力矢量和电流矢量和磁通密度矢量呈右手螺旋法则，这种电流与磁场相互作用
而产生的力称为lorentz力，(F=I×B)；而相应力矩就等于lorentz力乘以转轴到导体的距离。
如果一个电磁器件或系统有多个导体，那么总的力和力矩就可以由每个导体所产生的力和力矩相加而得。
而由电流和磁场相互作用得原理计算力和力矩，其物理意义十分明显，且计算十分方便。如果主要
磁通穿过导体时，亦即当导体不含高磁导率的铁磁物质时，由此能够比较有效而精确地估计电磁器件地力和力矩。
但，在实际中，往往多数磁力线并不穿过导体，例如在电机中，导体位于定子或转子槽中，周围有高导磁率硅钢所做出
的齿，这样大部分磁力线穿过齿而不是槽，也就是说穿过导体的磁通密度很低，如果直接利用电流和磁场相互作用
的方法计算力和力矩，所得的结果会大大低于实际值。

2 maxwell张量法
通过定义maxwell张量，一个电磁器件产生的总的力由一个面积分计算，具体公式比较复杂，略
大概解释是：maxwell张量法是一个最为简单而方便额力和力矩计算方法之一，但是实际计算结果
常常在很大程度上决定于有限元网格的划分密度，和闭合曲面的选择(面积分计算要取一个闭合曲面，该曲面应该
包含要求解力的部件)。在具体算法实现中，该曲面积分又与数值积分所决定的点数目和位置相关。为了改善计算精度，
在选择闭合曲线(2维计算时，曲面退化成曲线)时应避免节点，以及元的边界。通常在气隙中选择几个闭合曲线分别计算出力和力
矩，然后求得平均值。但在气隙很小的情况下，为了使曲线避开磁势不连续的节点和元的边界，只能构成几个数目有限的曲线，
从而限制了计算精度。

3虚功法
如果忽略磁场中的损耗，根据能量守恒原理，磁场中储能的增加量则等于机械能与电能的总和，该原理便是使用能量法
计算力和力矩的基础。用储能的概念来计算力和力矩是最为精确和可靠的方法。其原因在于有限元所计算出的能量与势函数
本身相比具有更高一阶的精确度。

ansys电磁指南中的相关注意问题
maxwell标志只能加在邻近空气－铁界面的空气单元，从上述maxwell张量法的解释可以知道why了。

flyknife · 发表于 2006-2-14 11:04:11

good.

jianghong1973 · 发表于 2006-2-14 11:24:52

写的清晰

显示全部楼层 · 发表于 2006-2-18 18:30:45

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superarrow · 发表于 2006-2-20 09:42:41

不错，谢谢！！

cowry · 发表于 2006-2-21 08:18:55

学习了　
谢谢ｌｚ

lhy0912 · 发表于 2006-3-20 16:03:07

maxwell力和虚功力是指两种不同的力，还是同一种力的两种计算方法？为什么我的模型做出来的maxwell力和虚功力差三个数量级呢？

cowry · 发表于 2006-3-21 08:37:37

是不同的计算方法
对于Maxwell力，它跟网格的划分有很大的关系。网格极大的影响了计算的精度。

lhy0912 · 发表于 2006-3-23 19:27:52

maxwell力的方向代表什么，为什么我改变磁场方向所产生的力方向不变，始终为负呢?

显示全部楼层 · 发表于 2006-3-26 22:04:10

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lgdq006 · 发表于 2006-3-28 15:32:24

相对来说，还是虚功力好些！
尤其是对我这种对于网格精度不是很了解的小菜鸟来说。
呵呵！

谢谢搂主先！

xujiazhu · 发表于 2006-5-13 09:05:03

楼主，你知道能量法计算力和力矩的公式或数学表达式吗？

zhaoxiang · 发表于 2006-5-13 10:24:32

转矩=功率/角速度
力=功率/速度

显示全部楼层 · 发表于 2006-5-31 15:13:26

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北极熊甲 · 发表于 2006-10-22 10:40:00

哈哈，真的是收获不少啊，再次谢谢搂住的分享！

zihan2114 · 发表于 2006-10-23 20:21:53

需要的朋友可以看一下《电机内的电磁场》一书。里面有介绍

shaoguangjun · 发表于 2007-3-21 16:21:03

谢谢了，学习了，

csuzt · 发表于 2007-4-22 20:50:54

very nice !!! very good !!!! thank you very much!

wtfl65805357 · 发表于 2007-6-22 13:48:32

嗯，挺好的，谢谢！

elvint · 发表于 2007-6-22 13:58:54

很好啊,谢谢楼主

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duanjp007 该用户已被删除	发表于 2006-2-18 18:30:45 \| 显示全部楼层来自江苏南京提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽
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