CST瞬態(tài)計(jì)算和穩(wěn)態(tài)仿真對(duì)比
本期話題是關(guān)于瞬態(tài)場計(jì)算的,同樣的正弦激勵(lì)問題,用穩(wěn)態(tài)SS求解和瞬態(tài)TR求解哪個(gè)精度更高?
SS穩(wěn)態(tài)場,高頻工程師習(xí)慣稱為頻域計(jì)算,該場下所有激勵(lì)和響應(yīng)都為正弦。TR則為瞬態(tài)場,高頻工程師習(xí)慣稱為時(shí)域計(jì)算。
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模型非常簡單,線圈通50Hz正弦交流電,下方板材為非線性導(dǎo)磁金屬材料。網(wǎng)格、收斂容差、邊界等設(shè)置完全相同且合理。
咱用SS和TR做兩組計(jì)算,第一組都不考慮渦流,也就是電導(dǎo)率設(shè)置為0。第二組都考慮渦流。觀察金屬板上一點(diǎn)的磁通響應(yīng)B。
看第一組計(jì)算數(shù)據(jù):
選取某時(shí)刻磁通云圖可以說幾乎一樣,不說以為我貼了倆一樣的圖,為了證明沒截錯(cuò)我把選相位和時(shí)間步的GUI界面一起截了。
將TR和SS的相位和時(shí)間一一對(duì)應(yīng)排列??梢奡S的磁通響應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)cos函數(shù)完全相同(這里拿cos當(dāng)正弦舉例,請不要在意這個(gè)細(xì)節(jié),只是計(jì)算時(shí)候差了個(gè)相位,說明計(jì)算沒有任何問題,完全符合SS求解器的算法。而TR則稍微偏離標(biāo)準(zhǔn)cos函數(shù)。且不說TR準(zhǔn)不準(zhǔn),首選可以判斷的是SS肯定是不夠準(zhǔn)的,材料是非線性的,在正弦的激勵(lì)下怎么會(huì)得到一個(gè)還是滿足正弦的響應(yīng)呢?
咱再來看第二組含了渦流的計(jì)算:
可見SS和TR都偏離了標(biāo)準(zhǔn)cos函數(shù),偏離程度兩者還是有將近一倍差距的。那就無法直接判斷說誰更準(zhǔn)確了。但可見這時(shí)候的SS也并非標(biāo)準(zhǔn)cos函數(shù)了,打破了求解器所說的所有量都得是正弦的說法,也是考慮了渦流的了。
選取同一時(shí)刻,渦流形態(tài)是相同的幅值稍有不同SS的稍大點(diǎn)。
經(jīng)過上面兩組對(duì)比,那么問題來了,SS穩(wěn)態(tài)(頻域)看起來沒TR(時(shí)域)的準(zhǔn),那么SS存在的意義是什么?如果連磁密都算不準(zhǔn),那么怎么又能算準(zhǔn)衍生的損耗以及后續(xù)的發(fā)熱形變。
如上說的是磁場,非線性的情況多,電場計(jì)算中大多數(shù)是線性處理的,但是實(shí)際應(yīng)用中,不管受溫度影響也好,材料實(shí)際屬性是很少有真正非線性的,那么100%的仿真精度又從何談起?實(shí)際偏差還帶點(diǎn)運(yùn)氣成分?
我把問題拋出來了,各位小伙伴各自討論哈。