Сергеев 5А07 elcut

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Школа: Инженерная школа энергетики

Направление подготовки: 13.03.02 электроэнергетика и электротехника

Изучение пакета Elcut

практическая работа № 5

Вариант – 1

по дисциплине:

Программные средства профессиональной деятельности

Исполнитель:
студент группы	5А07		Сергеев А.С.		__.__.2021
Руководитель:
Преподаватель, к.т.н., доцент			Воронина Н. А.		__.__.2021 2021

Томск – 2021

Ход работы

1. Создать задачу и провести описание исходных данных.

2. Создать геометрическую модель.

3. Присвоить физические свойства элементам геометрической модели, определить источники поля и граничные условия

4. Провести описание свойств материалов элементов модели, источников поля и граничных условий в свободной и лаконичной форме.

5. Решить задачу и построить картины напряжённости, плотности энергии и электрического смещения и другие картины поля.

6. Сделать выводы.

Задание №1. Решить методом конечных элементов, с использованием прикладного программного пакета ELCUT, плоскую полевую задачу по электростатике.

Рис. 1 Параметры модели

Создаем модель в Elcut, задаем исходные параметры.

С помощью вкладки «Геометрия» строим внешний и внутренний круги:

Рис. 2 Геометрическая модель

Задаем параметры для диэлектрика в разделе метка: полипропилен, диэлектрическая проницаемость 2,2.

Рис. 3 Создание диэлектрика

Рис. 4 Задание свойств метки блоков - диэлектрика

Выделяем внешнюю и внутреннюю окружности и задаем их как обкладки:

Рис. 5 Задание метки внешней окружности

Рис. 6 Задание метки внутренней обкладки

Задаем свойства меток внешней и внутренней обкладки согласно заданию:

Рис. 7 Параметры внешней обкладки

Рис. 8 Параметры внутренней обкладки

Далее нажимаем на кнопку «Построение сетки» и задаем сетку между внешней и внутренней обкладкой:

Рис. 9 Сетка построения конструкции

Для того, чтобы рассчитать модель, необходимо в меню «Задача» выбрать команду «Решить задачу».

Рис. 10 Изолинии потенциалов

Для более подробной картины поля получим изображение различных параметров поля с помощью вкладки «Свойства картины поля»:

Рис. 11 Меню «Свойства картины поля»

Рис. 12 Векторное поле напряженности

Рис. 13 Векторное поле смещения

С помощью цветовой шкалы и редактирования свойств картины поля получим цветные картины различных параметров поля:

Рис. 14 Цветная карта потенциала

Рис. 15 Цветная карта напряженности Е

Рис. 16 Цветная карта напряженности Е_х

Рис. 17 Цветная карта напряженности Е_у

Рис. 18 Цветная карта градиента напряженности G_x,x

Рис. 19 Цветная карта градиента напряженности G_y,y

Рис. 20 Цветная карта градиента напряженности G_x,y

Рис. 21 Цветная карта градиента напряженности G₁

Рис. 22 Цветная карта градиента напряженности G₂

Рис. 23 Цветная карта смещения D

Рис. 23 Цветная карта смещения D_x

Рис. 23 Цветная карта смещения D_y

Рис. 24 Цветная карта диэлектрической проницаемости

Рис. 25 Цветная карта плотности энергии w

Вывод: в ходе выполнения практической работы №5 я ознакомился с пакетом ELCUT, создал геометрическую модель с заданными параметрами геометрии и поля, получил графические изображения различных параметров поля, таких как векторное поле напряженности, векторное поле смещения, цветные карты потенциала, напряженности, плотности энергии и других параметров.