comsol化工数学作业

comsol化工数学作业篇一

常用comsol的操作符和数学函数

算符

数学函数

预置的变量

range函数的用法 range( a,(b-a)/(n-1),b)

10^range(-3,3) 产生：10-3, 10-2, …, 103 1^range(1,10) 产生 10个1

其他的平滑函数

comsol化工数学作业篇二

COMSOL操作符和数学函数

用的COMSOL操作符和数学函数

算符

数学函数

comsol化工数学作业篇三

常用的COMSOL操作符和数学函数

常用的COMSOL操作符和数学函数

(2012-06-21 15:30:08){comsol化工数学作业}.

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分类： Comsol

数学函数

range函数的用法 range( a,(b-a)/(n-1),b)

10^range(-3,3) 产生：10-3, 10-2, …, 103 1^range(1,10) 产生 10个1

其他的平滑函数

comsol化工数学作业篇四

comsol仿真结果报告

氯碱薄膜电池

总结

本案例描述氯碱薄膜电池中阳极和阴极结构上的二次电流分布。模拟了整个电池中的一个单元。{comsol化工数学作业}.

目录

1. 全局定义 ......................................................................................................................................... 3

1.1. 参数 1 ...................................................................................................................................... 3

2. Component 1 ................................................................................................................................... 4

2.1.

2.2.

2.3. 定义 ......................................................................................................................................... 4 Geometry 1 .............................................................................................................................. 4 材料 ......................................................................................................................................... 5

2.4. Secondary Current Distribution ............................................................................................... 7

2.5. Mesh 1 ................................................................................................................................... 21

3. Study 1 ........................................................................................................................................... 24

3.1. Stationary .............................................................................................................................. 24

3.2. 求解器配置 ........................................................................................................................... 24

4. Results ........................................................................................................................................... 26

4.1. Data Sets ................................................................................................................................ 26

4.2. Derived Values ....................................................................................................................... 26

4.3. Tables ..................................................................................................................................... 27

4.4.

绘图组 ................................................................................................................................... 27

1 全局定义

全局设定

使用的模块

1.1 参数 1

参数

2 Component 1

组件设定

2.1 定义

2.1.1 坐标系 Boundary System 1

坐标名称{comsol化工数学作业}.

2.2 Geometry 1

Geometry 1

单位

几何统计

2.2.1 Import 1 (imp1) 设定

2.3 材料

2.3.1 Material 1

Material 1

选择{comsol化工数学作业}.

材料参数

comsol化工数学作业篇五

COMSOL Multiphysics仿真步骤

COMSOL Multiphysics仿真步骤

1 算例介绍

一电磁铁模型截面及几何尺寸如图1所示〃铁芯为软铁〃磁化曲线(B-H)曲线如图2所示〃励磁电流密度J=250 A/cm2。现需分析磁铁内的磁场分布。

图1 电磁铁模型截面图(单位cm)

图2 铁芯磁化曲线

2 COMSOL Multiphysics仿真步骤

根据磁场计算原理〃结合算例特点〃在COMSOL Multiphysics中实现仿真。

(1) 设定物理场

COMSOL Multiphysics 4.0以上的版本中〃在AC/DC模块下自定义有8种应用模式〃分别为：静电场(es)、电流(es)、电流-壳(ecs)、磁场(mf)、磁场和电场(mef)、带电粒子追踪(cpt)、电路(cir)、磁场-无电流(mfnc)。其中〃“磁场(mef)”是以磁矢势A作为因变量〃可应用于：

① 已知电流分布的DC线圈；

② 电流趋于表面的高频AC线圈；

③ 任意时变电流下的电场和磁场分布；

根据所要解决的问题的特点——分析磁铁在线圈通电情况下的电磁场分布〃选择2维“磁场(mf)”应用模式〃稳态求解类型。

(2) 建立几何模型

根据图1〃在COMSOL Multiphysics中建立等比例的几何模型〃如图3所示。

图3 几何模型

有限元仿真是针对封闭区域〃因此在磁铁外添加空气域〃包围磁铁。

由于磁铁的磁导率 〃因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合〃并设为磁位的参考点〃即

(21)

式中〃L为空气外边界。

(3) 设置分析条件

①材料属性

本算例中涉及到的材料有空气和磁铁〃在软件自带的材料库中选取Air和Soft Iron。

对于磁铁的B-H曲线〃在该节点下将已定义的离散B-H曲线表单导入其中即可。

②边界条件

由于磁铁的磁导率 〃因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合〃并设为磁位的参考点〃即

(21)

式中〃L为空气外边界。

为引入磁铁的B-H曲线〃除在材料属性节点下导入B-H表单之外〃还需在“磁场(mef)”节点下选择“安培定律”〃域为“2”〃即磁铁区域〃在“磁场 > 本构关系”处将本构关系选择为“H-B曲线”。此时〃即表示将材料性质表达为磁通密度B的函数〃也符合以磁矢势A作为因变量时的表达〃从而避免在本构关系中定义循环变量。设置窗口如下图所示。

图4 磁铁本构关系设置

该模型中〃线圈中励磁电流密度为J=250 A/cm2〃因此〃在“磁场(mef)”节点下〃选择两个“外部电流密度”节点〃分别用于设置两个线圈的电流密度。根据式(2)〃该电流密度因为z轴方向的电流密度〃且两个线圈的电流密度方向应相反。事先在模型树下定义参数J〃表达式为“250e4[A/cm^2]”。设置窗口如下图所示。

(a) 线圈1

(b) 线圈1

图 5 线圈电流设置

(4) 网格划分

网格节点下直接创建三角形网格〃结果如下图所示。

图6 网格划分结果

(5) 求解

选择“稳态”求解模式〃直接进行计算。该模型结构比较简单〃求解时间为2 s。

4 后处理{comsol化工数学作业}.

磁通密度如图7所示。

图7 面磁通密度分布

由图6可以看出〃磁通密度主要集中分布在磁铁上〃在转角处磁通密度较大(图中红色区域)；在空气域磁通密度很小。

磁通密度等值分布图如下所示：

图8 磁通密度等值线分布

磁通密度方向如下图所示〃图中箭头表示磁通密度方向。

图9 磁通密度等值线分布

磁力线分布如下图所示：

图10 磁势分布

由图10可看出〃磁矢势A围绕线圈〃在磁铁中形成闭合曲线〃图中线的密度形象表示了磁场的强弱〃在转角处的线较稠密。

2 结论

本文在COMSOL Multiphysics中实现了对一简单电磁铁模型磁场分析〃并有以下结论：

(1) COMSOL Multiphysics中〃引入B-H曲线数据时〃需指定本构关系中的设置〃避免在本构关系中出现循环变量；同时〃需另在该域上定义安培定律；

(2) COMSOL Multiphysics中〃等值线所表示的和流线所表示的意义不同；等值线是将值相等的点连接而成〃而流线只是表示方向〃即线上某点切线表示该点的实际方向；图10中用等值线表示磁矢势A z〃即是磁力线；

comsol化工数学作业篇六

COMSOL中的函数表达

Mathematical Functions