FEM EquationMagnetodynamic/pl: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
(Created page with "===Układ liniowy===")
(Created page with "{{Docnav |Równanie siły elektrostatycznej |Równanie magnetodynamiczne 2D |środowisko pracy MES |IconL=FEM_EquationElectricforce.svg |IconR=FEM_EquationMagnetodynamic2D.svg |IconC=Workbench_FEM.svg }}")
 
(13 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 43: Line 43:
===Układ liniowy===
===Układ liniowy===


* {{PropertyData|Linear System Refactorize}}: Refaktoryzuje macierz układu.
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* {{PropertyData|Linear System Refactorize}}: Refactorizes the system matrix.
</div>


<span id="Magnetodynamic"></span>
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
===Magnetodynamic===
===Magnetodynamiczne===
</div>


* {{PropertyData|Angular Frequency}}: Częstotliwość wzbudzenia harmonicznego. Używana tylko jeśli {{PropertyData|Is Harmonic}} jest ustawione na {{true/pl}}.
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* {{PropertyData|Automated Source Projection BCs}}: Zobacz dokument [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], sekcję ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' aby uzyskać więcej informacji.
* {{PropertyData|Angular Frequency}}: The harmonic actuation frequency. It only used if {{PropertyData|Is Harmonic}} is set to ''true''.
* {{PropertyData|FixInput Current Density}}: Zapewnia zbieżność gęstości prądu.
* {{PropertyData|Automated Source Projection BCs}}: See Elmer [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], section ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' for info.
* {{PropertyData|Is Harmonic}}: Czy siła elektromotoryczna jest harmonicznie wzbudzana (prąd stały). Jeśli ta właściwość jest ustawiona na {{true/pl}} to właściwość {{PropertyData|Angular Frequency}} musi mieć wartość > 0.
* {{PropertyData|FixInput Current Density}}: Ensures divergence-freeness of current density.
* {{PropertyData|Lagrange Gauge Penalization Coefficient}}: Zobacz dokument [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], sekcję ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' aby uzyskać więcej informacji.
* {{PropertyData|Is Harmonic}}: If the driving force is harmonically actuated (AC current). If set to ''true'', {{PropertyData|Angular Frequency}} must have a value > 0.
* {{PropertyData|Quadratic Approximation}}: Umożliwia aproksymację drugiego rzędu prądu zasilania.</br>'''Uwaga:''' Domyślny rząd [[FEM_MeshGmshFromShape/pl|siatek Gmsh]] we FreeCAD to drugi. Przy korzystaniu z siatek drugiego rzędu, konieczne jest ustawienie tej właściwości na {{true/pl}}. W innym wypadku wystąpi błąd: ''ERROR:: GetEdgeBasis: Can't handle but linear elements, sorry.''</br>Jednak dla większości zastosowań siatki pierwszego rzędu są wystarczające. Wyjątek stanowi przypadek, gdy filtr izokonturowy powinien być użyty do wizualizacji wyników. Wtedy użycie siatki drugiego rzędu, a więc również ustawienie właściwości {{PropertyData|Quadratic Approximation}} na {{true/pl}} jest zalecane.
* {{PropertyData|Lagrange Gauge Penalization Coefficient}}: See Elmer [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], section ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' for info.
* {{PropertyData|Static Conductivity}}: Zobacz dokument [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], sekcję ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' aby uzyskać więcej informacji.
* {{PropertyData|Quadratic Approximation}}: Enables second-order approximation of driving current.</br>'''Note:''' The default order of [[FEM_MeshGmshFromShape|Gmsh meshes]] in FreeCAD is 2nd order. When using 2nd order meshes, it is mandatory to set this option to ''true''. Otherwise you will get this error: ''ERROR:: GetEdgeBasis: Can't handle but linear elements, sorry.''</br>However, for most applications, a 1st order mesh is sufficient. An exception is the case when an Isocontour filter should be applied to visualize the results. In this case using a 2nd order mesh and thus setting {{PropertyData|Quadratic Approximation}} to ''true'' is recommended.
* {{PropertyData|Static Conductivity}}: See Elmer [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], section ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' for info.
* {{PropertyData|Use Lagrange Gauge}}: Zobacz dokument [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], sekcję ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' aby uzyskać więcej informacji.
* {{PropertyData|Use Piola Transform}}: Musi być {{true/pl}} jeśli funkcje bazowe do interpolacji elementu krawędziowego są wybrane do bycia członkami rodziny optymalnych krawędzi elementów lub jeśli używana jest aproksymacja drugiego rzędu.
* {{PropertyData|Use Lagrange Gauge}}: See Elmer [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], section ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' for info.
* {{PropertyData|Use Tree Gauge}}: Zobacz dokument [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], sekcję ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' aby uzyskać więcej informacji. Właściwość ta będzie ignorowana jeśli {{PropertyData|Use Piola Transform}} jest ustawione na {{true/pl}}.
* {{PropertyData|Use Piola Transform}}: Must be ''true'' if basis functions for edge element interpolation are selected to be members of optimal edge element family or if second-order approximation is used.
* {{PropertyData|Use Tree Gauge}}: See Elmer [http://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], section ''Computation of Magnetic Fields in 3D'' for info. Will be ignored if {{PropertyData|Use Piola Transform}} is ''true''.
</div>


<span id="Results"></span>
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
===Results===
==Wyniki==
</div>


* {{PropertyData|Calculate Current Density}}: Wyznacza [https://pl.wikipedia.org/wiki/G%C4%99sto%C5%9B%C4%87_pr%C4%85du_elektrycznego gęstość prądu elektrycznego].
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* {{PropertyData|Calculate Current Density}}: Calculates the [https://en.wikipedia.org/wiki/Current_density current density].
* {{PropertyData|Calculate Electric Field}}: Wyznacza [https://pl.wikipedia.org/wiki/Pole_elektryczne wektorowe pole elektryczne].
* {{PropertyData|Calculate Elemental Fields}}: Wyznacza pola elektromagnetyczne w każdym elemencie siatki. Może to być przydatne do poszukiwania nieciągłości w siatkach.</br>'''Uwaga''': obecnie FreeCAD nie może poprawnie wyświetlić tego wyniku. Nie ma on więc praktycznego zastosowania na ten moment.
* {{PropertyData|Calculate Electric Field}}: Calculates the [https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_field Electric vector field].
* {{PropertyData|Calculate Harmonic Loss}}: Wyznacza liniową i kwadratową harmoniczną utratę mocy. Zobacz dokument [https://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], sekcję ''Loss Estimation Using the Fourier Series'' aby uzyskać więcej informacji.
* {{PropertyData|Calculate Elemental Fields}}: Calculates the electromagnetic fields for every mesh element. This is useful to see discontinuities in meshes.</br>'''Note''': at the moment FreeCAD cannot display these results properly. Therefore it is at the moment of no practical use.
* {{PropertyData|Calculate Joule Heating}}: Oblicza [https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_heating grzanie Joule'a].
* {{PropertyData|Calculate Harmonic Loss}}: Calculates the linear and quadratic harmonic power loss. See the [https://www.elmerfem.org/blog/documentation/ Elmer models manual], section ''Loss Estimation Using the Fourier Series'' for details
* {{PropertyData|Calculate Joule Heating}}: Calculates the [https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_heating Joule heating].
* {{PropertyData|Calculate Magnetic Strength}}: Wyznacza [https://pl.wikipedia.org/wiki/Pole_magnetyczne siłę pola magnetycznego].
* {{PropertyData|Calculate Magnetic Strength}}: Calculates the [https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_field Magnetic field strength].
* {{PropertyData|Calculate Maxwell Stress}}: Wyznacza pole [https://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell_stress_tensor tensora naprężeń Maxwella].
* {{PropertyData|Calculate Nodal Fields}}: Wyznacza pola w każdym węźle siatki. Domyślnie ustawione na {{true/pl}}. Jeśli żadna inna właściwość {{PropertyData|Calculate *}} nie jest ustawiona na {{true/pl}} to wyznacza tylko gęstość strumienia magnetycznego.
* {{PropertyData|Calculate Maxwell Stress}}: Calculates the [https://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell_stress_tensor Maxwell stress tensor] field.
* {{PropertyData|Calculate Nodal Fields}}: Calculates the fields for every mesh node. The default is ''true''. If no other {{PropertyData|Calculate *}} is set to ''true'', it only calculates the magnetic flux density.
* {{PropertyData|Calculate Nodal Forces}}: Wyznacza siły dla każdego węzła siatki. Wyniki mogą być użyte do dalszej analizy mechanicznej.
* {{PropertyData|Calculate Nodal Forces}}: Calculates the forces for every mesh node. The results can be used for further mechanical analysis.
* {{PropertyData|Calculate Nodal Heating}}: Wyznacza pole skalarowe grzania Joule'a dla każdego węzła siatki.
* {{PropertyData|Calculate Nodal Heating}}: Calculates the Joule heating scalar field for every mesh node.
</div>


<span id="Analysis_Feature_Information"></span>
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
==Informacje o cechach analizy==
==Analysis Feature Information==
</div>


Równanie magnetodynamiczne uwzględnia następujące cechy analizy jeśli są zdefiniowane:
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
The magnetodynamic equation takes the following analysis features into account if they are set:
</div>


* [[Image:FEM_ConstraintElectrostaticPotential.svg|24px]] [[FEM_ConstraintElectrostaticPotential/pl|Warunek brzegowy potencjału elektrostatycznego]]
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* [[Image:FEM_ConstraintElectrostaticPotential.svg|24px]] [[FEM_ConstraintElectrostaticPotential|Electrostatic potential boundary condition]]
* [[Image:FEM_ConstraintCurrentDensity.svg|24px]] [[FEM_ConstraintCurrentDensity/pl|Warunek brzegowy gęstości prądu]]
* [[Image:FEM_ConstraintCurrentDensity.svg|24px]] [[FEM_ConstraintCurrentDensity|Current density boundary condition]]
* [[Image:FEM_ConstraintMagnetization.svg|24px]] [[FEM_ConstraintMagnetization/pl|Warunek brzegowy magnetyzacji]]
* [[Image:FEM_ConstraintMagnetization.svg|24px]] [[FEM_ConstraintMagnetization|Magnetization boundary condition]]
* [[Image:FEM_ConstantVacuumPermittivity.svg|24px]] [[FEM_ConstantVacuumPermittivity/pl|Zdefiniuj przenikalność elektryczną próżni]]
* [[Image:FEM_ConstantVacuumPermittivity.svg|24px]] [[FEM_ConstantVacuumPermittivity|Constant vacuum permittivity]]
</div>


<span id="Results"></span>
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
==Results==
==Wyniki==
</div>


Dostępne wyniki zależą od [[#Ustawienia_solvera|ustawień solvera]]. Jeśli żadna z właściwości {{PropertyData|Calculate *}} nie została ustawiona na {{true/pl}} to obliczany jest tylko potencjał elektryczny (nazwany '''av''' w wynikach). W przeciwnym wypadku dostępne będą też odpowiednie dodatkowe wyniki.
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
The available results depend on the [[#Solver_Settings|solver settings]]. If none of the {{PropertyData|Calculate *}} settings was set to ''true'', only the electric electric (called '''av''' in the results) potential is calculated. Otherwise also the corresponding results will be available.
</div>


Możliwe wyniki to:
<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* Gęstość prądu w <math>\rm A/m^2</math>
The possible results are:
* Current density in <math>\rm A/m^2</math>
* Wartości wektora pola elektrycznego w <math>\rm V/m</math>
* Electric field vector values in <math>\rm V/m</math>
* Harmoniczna utrata mocy w <math>\rm W</math>
* Harmonic power loss in <math>\rm W</math>
* Gęstość strumienia magnetycznego w <math>\rm T</math>
* Magnetic flux density in <math>\rm T</math>
* Wartości tensora naprężeń Maxwella w <math>\rm As/m^3</math>
* Maxwell stress tensor values in <math>\rm As/m^3</math>
* Siła pola magnetycznego w <math> \rm A/m</math>
* Magnetic field strength in <math> \rm A/m</math>
* Siła węzłowa w <math>\rm N</math>
* Nodal force in <math>\rm N</math>
* Grzanie Joule'a w <math>\rm J</math>
* Joule heating in <math>\rm J</math>
* Potencjał w <math>\rm V</math>
* Potential in <math>\rm V</math>
</div>




<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
{{Docnav
{{Docnav
|[[FEM_EquationElectricforce|Electricforce equation]]
|[[FEM_EquationElectricforce/pl|Równanie siły elektrostatycznej]]
|[[FEM_EquationMagnetodynamic2D|Magnetodynamic 2D equation]]
|[[FEM_EquationMagnetodynamic2D/pl|Równanie magnetodynamiczne 2D]]
|[[FEM_Workbench|FEM]]
|[[FEM_Workbench/pl|środowisko pracy MES]]
|IconL=FEM_EquationElectricforce.svg
|IconL=FEM_EquationElectricforce.svg
|IconR=FEM_EquationMagnetodynamic2D.svg
|IconR=FEM_EquationMagnetodynamic2D.svg
|IconC=Workbench_FEM.svg
|IconC=Workbench_FEM.svg
}}
}}
</div>


{{FEM Tools navi{{#translation:}}}}
{{FEM Tools navi{{#translation:}}}}

Latest revision as of 12:36, 22 November 2023

Other languages:

Równanie magnetodynamiczne

Lokalizacja w menu
Rozwiąż→ Równania elektromagnetyczne → Równanie magnetodynamiczne
Środowisko pracy
FEM
Domyślny skrót
brak
Wprowadzono w wersji
0.21
Zobacz także
Równanie magnetodynamiczne 2D

To równanie przeprowadza analizę z użyciem równań Maxwella.

Informacje o teorii stojącej za tym równaniem można znaleźć w dokumencie Elmer models manual, w sekcji Computation of Magnetic Fields in 3D (obliczenia pól magnetycznych w 3D).

Jeśli możliwe jest przeprowadzenie analizy 2D, prostsze sformułowanie może być uzyte skutkując krótszymi obliczeniami. Do 2D, FreeCAD wspiera równanie magnetodynamiczne 2D solvera Elmer.

Użycie

  1. Po dodaniu solvera Elmer zgodnie z tym opisem, zaznacz go w widoku drzewa.
  2. Teraz wciśnij przycisk lub wybierz opcję Rozwiąż → Równania elektromagnetyczne → Równanie magnetodynamiczne z menu.
  3. Zmień ustawienia solvera dla równania lub ogólne ustawienia solvera jeśli to konieczne.
  4. Zalecane jest ustawienie w ustawieniach solvera dla układu liniowego właściwości DANELinear Iterative Method na BiCGStabl , właściwości DANEBiCGstabl Degree na 4 zaś właściwości DANELinear Preconditioning na None. To zapewnia rozwiązanie równania w większości przypadków. Po uzyskaniu rozwiązania, te parametry można zmienić w razie potrzeby.

Ustawienia solvera

Dla ogólnych ustawień solvera zobacz konfigurację solvera Elmer.

Równanie magnetodynamiczne posiada następujące specjalne ustawieniaː

Układ liniowy

  • DANELinear System Refactorize: Refaktoryzuje macierz układu.

Magnetodynamiczne

  • DANEAngular Frequency: Częstotliwość wzbudzenia harmonicznego. Używana tylko jeśli DANEIs Harmonic jest ustawione na Prawda.
  • DANEAutomated Source Projection BCs: Zobacz dokument Elmer models manual, sekcję Computation of Magnetic Fields in 3D aby uzyskać więcej informacji.
  • DANEFixInput Current Density: Zapewnia zbieżność gęstości prądu.
  • DANEIs Harmonic: Czy siła elektromotoryczna jest harmonicznie wzbudzana (prąd stały). Jeśli ta właściwość jest ustawiona na Prawda to właściwość DANEAngular Frequency musi mieć wartość > 0.
  • DANELagrange Gauge Penalization Coefficient: Zobacz dokument Elmer models manual, sekcję Computation of Magnetic Fields in 3D aby uzyskać więcej informacji.
  • DANEQuadratic Approximation: Umożliwia aproksymację drugiego rzędu prądu zasilania.
    Uwaga: Domyślny rząd siatek Gmsh we FreeCAD to drugi. Przy korzystaniu z siatek drugiego rzędu, konieczne jest ustawienie tej właściwości na Prawda. W innym wypadku wystąpi błąd: ERROR:: GetEdgeBasis: Can't handle but linear elements, sorry.
    Jednak dla większości zastosowań siatki pierwszego rzędu są wystarczające. Wyjątek stanowi przypadek, gdy filtr izokonturowy powinien być użyty do wizualizacji wyników. Wtedy użycie siatki drugiego rzędu, a więc również ustawienie właściwości DANEQuadratic Approximation na Prawda jest zalecane.
  • DANEStatic Conductivity: Zobacz dokument Elmer models manual, sekcję Computation of Magnetic Fields in 3D aby uzyskać więcej informacji.
  • DANEUse Lagrange Gauge: Zobacz dokument Elmer models manual, sekcję Computation of Magnetic Fields in 3D aby uzyskać więcej informacji.
  • DANEUse Piola Transform: Musi być Prawda jeśli funkcje bazowe do interpolacji elementu krawędziowego są wybrane do bycia członkami rodziny optymalnych krawędzi elementów lub jeśli używana jest aproksymacja drugiego rzędu.
  • DANEUse Tree Gauge: Zobacz dokument Elmer models manual, sekcję Computation of Magnetic Fields in 3D aby uzyskać więcej informacji. Właściwość ta będzie ignorowana jeśli DANEUse Piola Transform jest ustawione na Prawda.

Wyniki

  • DANECalculate Current Density: Wyznacza gęstość prądu elektrycznego.
  • DANECalculate Electric Field: Wyznacza wektorowe pole elektryczne.
  • DANECalculate Elemental Fields: Wyznacza pola elektromagnetyczne w każdym elemencie siatki. Może to być przydatne do poszukiwania nieciągłości w siatkach.
    Uwaga: obecnie FreeCAD nie może poprawnie wyświetlić tego wyniku. Nie ma on więc praktycznego zastosowania na ten moment.
  • DANECalculate Harmonic Loss: Wyznacza liniową i kwadratową harmoniczną utratę mocy. Zobacz dokument Elmer models manual, sekcję Loss Estimation Using the Fourier Series aby uzyskać więcej informacji.
  • DANECalculate Joule Heating: Oblicza grzanie Joule'a.
  • DANECalculate Magnetic Strength: Wyznacza siłę pola magnetycznego.
  • DANECalculate Maxwell Stress: Wyznacza pole tensora naprężeń Maxwella.
  • DANECalculate Nodal Fields: Wyznacza pola w każdym węźle siatki. Domyślnie ustawione na Prawda. Jeśli żadna inna właściwość DANECalculate * nie jest ustawiona na Prawda to wyznacza tylko gęstość strumienia magnetycznego.
  • DANECalculate Nodal Forces: Wyznacza siły dla każdego węzła siatki. Wyniki mogą być użyte do dalszej analizy mechanicznej.
  • DANECalculate Nodal Heating: Wyznacza pole skalarowe grzania Joule'a dla każdego węzła siatki.

Informacje o cechach analizy

Równanie magnetodynamiczne uwzględnia następujące cechy analizy jeśli są zdefiniowane:

Wyniki

Dostępne wyniki zależą od ustawień solvera. Jeśli żadna z właściwości DANECalculate * nie została ustawiona na Prawda to obliczany jest tylko potencjał elektryczny (nazwany av w wynikach). W przeciwnym wypadku dostępne będą też odpowiednie dodatkowe wyniki.

Możliwe wyniki to:

  • Gęstość prądu w
  • Wartości wektora pola elektrycznego w
  • Harmoniczna utrata mocy w
  • Gęstość strumienia magnetycznego w
  • Wartości tensora naprężeń Maxwella w
  • Siła pola magnetycznego w
  • Siła węzłowa w
  • Grzanie Joule'a w
  • Potencjał w