- •Содержание
- •Соглашения
- •Приступая к работе
- •Окно программы автозапуска
- •Работа с программой установки
- •Пароль
- •Изменение, Восстановление и Удаление ELCUT
- •Установка нескольких версий ELCUT
- •Настройка
- •Первое знакомство
- •Приемы управления окнами
- •Обзор основных типов задач
- •Магнитостатика
- •Нестационарное магнитное поле
- •Магнитное поле переменных токов
- •Электростатика
- •Растекание токов
- •Теплопередача
- •Задачи теории упругости
- •Описание задачи
- •Ввод параметров задачи
- •Задание связи между задачами
- •Настройка временных параметров задачи
- •Выбор единиц измерения длины
- •Полярные и декартовы координаты
- •Описание геометрии задачи
- •Терминология
- •Создание нового ребра
- •Создание новой вершины
- •Выделение объектов
- •Дублирование или перемещение объектов
- •Удаление объектов
- •Параметр дистанции притяжения
- •Настройка отмены
- •Отменяемые операции
- •Настройка изображения в окне модели
- •Масштабирование изображения
- •Управление видимостью дискретизации модели
- •Сетка привязки
- •Копирование изображения
- •Ввод параметров задачи
- •Ввод свойств метки
- •Ввод свойств метки в задаче магнитного поля переменных токов
- •Ввод свойств метки в задаче электростатики
- •Ввод свойств метки в задаче растекания токов
- •Ввод свойств метки в задаче расчета температурного поля
- •Ввод свойств метки в задаче теории упругости
- •Периодические граничные условия
- •Работа с кривыми
- •Формулы
- •Использование формул
- •Синтаксис
- •Константы
- •Встроенные функции
- •Примеры
- •Решение задач
- •Анализ результатов решения
- •Отображаемые физические величины
- •Задача электростатики:
- •Задача магнитостатики и нестационарного магнитного поля:
- •Задача расчета магнитного поля переменных токов:
- •Задача растекания тока:
- •Задача расчета температурного поля:
- •Задача теории упругости:
- •Возможности представления картины поля
- •Формирование картины поля
- •Масштабирование
- •Выбор момента времени
- •Панель калькулятора
- •Мастер вычисления параметров
- •Мастер индуктивности
- •Мастер емкости
- •Мастер импеданса
- •Редактирование контуров
- •Графики
- •Выбор изображаемых величин
- •Вычисление интегралов
- •Вычисляемые физические величины в электростатике:
- •Вычисляемые физические величины в задачах растекания токов:
- •Вычисляемые физические величины в задачах теории упругости:
- •Вывод результатов в таблицу
- •Столбцы
- •Строки
- •Таблицы и Графики во времени
- •График во времени
- •Кривые на графике во времени
- •Таблица во времени
- •Траектории заряженных частиц.
- •Основы теории
- •Работа с траекториями частиц
- •Печать результатов анализа
- •Надстройки
- •Некоторые более сложные возможности
- •Добавление, удаление и редактирование свойств надстроек
- •Программирование надстроек
- •Диалог Параметры надстройки
- •Установки
- •Описание
- •Диалог Пункт меню для надстройки
- •Теоретическое описание
- •Магнитостатика
- •Источники поля
- •Граничные условия
- •Постоянные магниты
- •Вычисляемые физические величины
- •Вычисление индуктивностей
- •Нестационарная электромагнитная задача
- •Источники поля
- •Граничные условия
- •Постоянные магниты
- •Вычисляемые физические величины
- •Магнитное поле переменных токов
- •Источники поля
- •Граничные условия
- •Вычисляемые физические величины
- •Вычисление импеданса
- •Электростатика
- •Источники поля
- •Граничные условия
- •Вычисляемые физические величины
- •Вычисление емкости
- •Задачи растекания токов
- •Источники поля
- •Граничные условия
- •Вычисляемые физические величины
- •Источники тепла
- •Граничные условия
- •Вычисляемые физические величины
- •Задачи теории упругости
- •Перемещения, напряжения, деформации
- •Температурные деформации
- •Внешние силы
- •Условия закрепления
- •Вычисляемые физические величины
- •Связанные задачи
- •Учет джоулевых потерь в тепловой задаче
- •Учет распределения температур в задаче теории упругости
- •Учет магнитных сил в задаче теории упругости
- •Учет электростатических сил в задаче теории упругости
- •Примеры
- •Magn1: Нелинейный постоянный магнит
- •Magn2: Плунжерный электромагнит
- •Magn3: Подковообразный постоянный магнит
- •Magn4: Электрический двигатель
- •Perio1: Периодическое граничное условие
- •TEMagn1: Образование вихревых токов в полубесконечном теле.
- •TEMagn2: Образование вихревых токов в двухпроводной линии.
- •Dirich1: Граничное условие, зависящее от времени и координат
- •Задачи магнитного поля переменных токов
- •HMagn1: Проводник в ферромагнитном пазу
- •HMagn2: Симметричная двухпроводная линия
- •Perio2: Линейный электрический двигатель
- •Elec1: Микрополоcковая линия передачи
- •Elec2: Двухпроводная линия передачи
- •Elec3: Цилиндрический дефлектор
- •Heat1: Паз электрической машины
- •Heat2: Цилиндр с теплопроводностью, зависящей от температуры
- •THeat1: Нагрев и охлаждение паза электрической машины
- •Stres1: Перфорированная пластина
- •Coupl3: Распределение температуры в проводнике с током
- •Coupl4: Электромагнит установки Токамак
- •Предметный указатель
Создание задачи |
35 |
времени отсутствует в решении задачи-источника, то будет выбран ближайший из существующих временных слоев;
4.Нажмите кнопку Добавить для добавления указанной связи в список источников данных.
Чтобы изменить существующую связь:
1.Выделите нужный тип данных в раскрывающемся списке Тип данных;
2.Наберите новое имя задачи-источника или укажите другой момент времени;
3.Нажмите кнопку Обновить для обновления связи в списке источников данных.
Чтобы удалить связь:
1.Выделите нужную связь в списке Источники данных;
2.Выберите кнопку Удалить для удаления этой связи из списка источников данных или воспользуйтесь кнопкой Удалить все для удаления всех связей сразу.
Связь задач является частью свойств задачи. Изменения, внесенные в связь, вступают в силу только после нажатия OK, при завершении редактирования свойств задачи. И наоборот, если вы выберете Отмена или нажмете клавишу ESC, изменения, внесенные в связь, будут отклонены наравне с изменением других свойств задачи.
Настройка временных параметров задачи
Перед тем как решать нестационарную задачу, Вам необходимо задать временные параметры. Чтобы это сделать, выберите, пожалуйста, в окне свойств задачи закладку Временные параметры.
36 Глава 3 Описание задачи
Интегрировать по времени до: Укажите период времени, который Вы хотите просчитать. Расчет всегда начинается с момента времени ноль.
С шагом: Укажите величину шага интегрирования. При расчете переходного процесса это наиболее важный временной параметр, контролирующий точность вычислений: чем меньше шаг, тем выше точность. Обычно необходимо не менее 15 – 20 шагов на всем периоде интегрирования. Имеет смысл начать с большого шага интегрирования, а затем постепенно уменьшать его, если после расчета изменение физической величины во времени получилось не очень гладким.
Если Вы затрудняетесь сразу указать приемлемые временные параметры, мы рекомендуем Вам задать какую-нибудь величину времени интегрирования и установить 5-7 шагов интегрирования. Потом, после решения задачи, постройте график изменения физической величины во времени для нескольких точек геометрической модели. По графику можно судить о том, как быстро идет переходный процесс, и как надо настроить временные параметры задачи.
Автоматический выбор шага: Шаг интегрирования по времени вычисляется самой программой.
Запоминать решение каждые: Укажите шаг времени, с которым будет вестись запись результатов в файл результатов. Шаг записи должен быть не меньше, чем шаг интегрирования.
Начиная с момента: Укажите момент времени, с которого начинается запись результатов в файл результатов. Если ввести ноль, то запись начнется с начального состояния задачи.
Создание задачи |
37 |
Автоматический выбор шага по времени в нестационарных задачах
В нестационарных задачах ELCUT может автоматически выбрать шаг по времени в процессе интегрирования.
Начальное зачение шага можно приближенно определить по формуле:
∆t0 = min(ξ2/4α),
где ξ - это "размер" треугольника сетки, а
α= ρλC - для задач теплопередачи,
α= µ1g - для нестационарных магнитных задач.
Соотношение (ξ2/4α) вычисляется для всех треугольников модели, а потом выбирается наименьшее значение для вычисления начального шага.
По мере решения задачи шаг настраивается автоматически по адаптивной схеме.
Следующий шаг вычисляется на основе предыдущего по формуле
∆tn+1 = k∆tn,
где k - масштабирующий коэффициент, изменяющийся от 0.25 до 4.0 (дискретные значения 0.25; 0.5; 1.0; 2.0; 4.0) Коэффициент k зависит от поведения потенциала и его производной, а также от значений изменяющихся во времени и пространстве источников поля и граничных условий.
Два фактора учитываются при выборе величины коэффициента k:
•Норма вариации производной по времени на предыдущем шаге для всех узлов сетки:
∆un = 2 |
|
|
un −un−1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
un |
|
+ |
|
un−1 |
|
|||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
• Величина, обратная характеристическому времени:
38 Глава 3 Описание задачи
ωn = {{∆un}}T {Fn −{Fn−1}} ,
∆un T KTn ∆un
В задачах теплопередачи {Fn} - это вектор теплового потока за счет теплопроводности, конвекции и радиации. В задачах нестационарного магнитного поля {Fn} - это вектор магнитной индукции, u - это величина потенциала, а KT - это матрица жесткости метода конечных элементов.
Действительная величина коэффициента k выбирается на основе двух безразмерных характеристик: ∆un и 2π/∆tnωn, с использованием заданной таблицы пределов. Для использования на следующем временном шаге выбирается наименьшее значение. Таким образом получается гладкая и точная временная зависимость в каждой пространственной точке модели.
Выбор единиц измерения длины
ELCUT позволяет использовать разные единицы измерения длины при создании геометрической модели и анализе результатов. Вы можете использовать миллиметры, сантиметры, метры, дюймы, футы и даже километры и мили. Чтобы установить единицы измерения длины, перейдите на закладку
Координаты в диалоговом окне Свойства задачи.
Выбранные единицы длины ассоциируются с каждой отдельной задачей, что дает Вам возможность использовать разные единицы для разных задач. Обычно единицы длины выбираются перед началом создания геометрической модели. Впоследствии можно сменить единицы измерения длины, что, разумеется, не окажет влияния на физические размеры модели. Так, если Вы создали модель в