3. Представление геометрической конфигурации магнитной системы и магнитных свойств материалов в программе анализа электромагнитных полей jump.

Разработка способа числового кодирования входной информации необходима для того, чтобы компьютер однозначно воспроизводил форму исследуемого объекта и требуемые для его расчета характеристики. Сложность кодировки в общем случае объемных трехмерных систем определяется известными основными требованиями: приемлемостью с точки зрения выбранного численного метода расчета магнитной системы, универсальностью по отношению к форме и свойствам описываемого объекта, минимальностью объема вводимой числовой информации.

В программном комплексе JUMP применен способ кодировки объемных элементов сложной геометрии в виде набора шестигранников (см. рис. П1). Для большей универсальности этой фигуры принято, что грани шестигранника могут вырождаться в треугольник, линию или точку. В то же время для обеспечения однозначности введены ограничения на допустимые формы: шестигранник может быть только выпуклыми, а грань шестигранника в невырожденном случае должна представлять собой трапецию. Последнее ограничение не носит принципиального характера, но необходимо для более быстрого интегрирования ядер уравнений.

Рис. П1. Шестигранный элемент и схема его разбиения на элементарные объемы

Применяемая при численном решении интегральных уравнений дискретизация областей производится разбиением шестигранников на элементарные объемы плоскостями, делящими противоположные ребра на пропорциональные части (см. рис. П1). Для более или менее осознанного выбора характера дискретизации перед решением задачи - необходимы некоторые априорные сведения о характере поля в расчетной области.

Первое, что требуется задать, - это координаты вершин шестигранников в выбранной исходной системе координат (прямоугольная правосторонняя). Указателем способа разбиения на элементарные области служит массив чисел, где для каждого шестигранника приведены в соответствие три целых числа, определяющие количество полос разбиения между вершинами этих фигур.

Магнитные свойства материалов, из которых изготовлены детали магнитной системы, могут быть заданы различными способами. Чаще всего - кривые намагничивания и размагничивания представляются в виде таблицы, в которой приведены пары чисел н - узлы аппроксимации кривых. Между узлами проводится линейная интерполяция или, если это необходимо, интерполяция более высокого порядка. В исходных данных на расчет для каждого шестигранника указывается имя характеристики из библиотеки характеристик, постоянно хранящихся в памяти компьютера. Библиотека характеристик формируется и пополняется независимо от работы программы расчета магнитных систем. Для анизотропных материалов наряду с магнитными характеристиками требуется задание информации о расположении в пространстве осей анизотропии. Поэтому в комплекте исходных данных присутствует массив направляющих косинусов осей анизотропии. Параметры источников в объемах с постоянной намагниченностью и с токами задаются в отдельном массиве составляющими соответствующих векторов и используются в программе как неизменные константы.