ELCUT ®
Моделирование электромагнитных, тепловых и упругих полей методом конечных элементов
Версия 6.0
Руководство пользователя
ООО «Тор» Санкт-Петербург
Сведения, содержащиеся в этом документе, могут быть изменены без предварительного уведомления.
Приносим благодарность за предоставленную возможность использования библиотек с открытым кодом:
TetGen (www.tetgen.org) CGAL (www.cgal.org) VTK (www.vtk.org)
Общество с ограниченной ответственностью «Тор» Россия 190013 Санкт-Петербург, Московский пр. 22 лит. Т., пом. 5Н
Телефон: (812) 710-1659, (812) 309-1064 Эл. почта: info@elcut.ru
Интернет: www.elcut.ru
© 1989-2013, ООО «Тор». Все права защищены.
ELCUT - это торговая марка Общества с ограниченной ответственностью «Тор». DXF – торговая марка Корпорации Autodesk.
Microsoft и Windows – зарегистрированные торговые марки Корпорации Микрософт.
Все прочие торговые названия продуктов являются торговыми марками их владельцев.
iii
Содержание
Об этом руководстве |
11 |
Что такое ELCUT? ...................................................................................... |
11 |
Как пользоваться этим руководством....................................................... |
12 |
Соглашения ................................................................................................. |
13 |
Глава 1 Приступая к работе |
15 |
Системные требования............................................................................... |
15 |
Установка ELCUT ...................................................................................... |
15 |
Окно программы автозапуска ............................................................ |
16 |
Работа с программой установки......................................................... |
17 |
Пароль ................................................................................................ |
17 |
Изменение, восстановление и удаление ELCUT .............................. |
18 |
Установка нескольких версий ELCUT .............................................. |
19 |
Настройка ............................................................................................. |
19 |
Глава 2 Первое знакомство |
21 |
Основные сведения об организации ELCUT ........................................... |
21 |
Создание, открытие и закрытие задач и документов .............................. |
23 |
Приемы управления окнами ...................................................................... |
24 |
Окна задач ............................................................................................ |
24 |
Окна документов ................................................................................. |
25 |
Окна инструментов ............................................................................. |
25 |
Окно свойств........................................................................................ |
26 |
Обзор основных типов задач ..................................................................... |
26 |
Магнитостатика ................................................................................... |
26 |
Нестационарное магнитное поле ....................................................... |
27 |
Магнитное поле переменных токов ................................................... |
28 |
iv Содержание
Электростатика .................................................................................... |
30 |
Электрическое поле постоянных токов............................................. |
31 |
Электрическое поле переменных токов ............................................ |
32 |
Нестационарное электрическое поле................................................. |
32 |
Теплопередача ..................................................................................... |
33 |
Задачи теории упругости .................................................................... |
34 |
Глава 3 Описание задачи |
35 |
Структура базы данных задачи ................................................................. |
35 |
Создание задачи.......................................................................................... |
36 |
Ввод параметров задачи...................................................................... |
37 |
Задание связи между задачами........................................................... |
38 |
Настройка временных параметров задачи ........................................ |
40 |
Автоматический выбор шага по времени в нестационарных |
|
задачах.................................................................................... |
41 |
Выбор единиц измерения длины........................................................ |
42 |
Полярные и декартовы координаты .................................................. |
43 |
Окно свойств задачи............................................................................ |
44 |
Глава 4 Описание геометрии задачи |
45 |
Терминология ............................................................................................. |
45 |
Создание геометрической модели............................................................. |
46 |
Создание геометрических объектов .................................................. |
47 |
Основные операции с геометрическими объектами ........................ |
49 |
Перетаскивание объектов ................................................................... |
54 |
Команды Отменить/Вернуть ..................................................................... |
60 |
Настройка отмены ............................................................................... |
61 |
Отменяемые операции ........................................................................ |
63 |
Привязка меток к геометрическим объектам ........................................... |
63 |
Технология дискретизации области.......................................................... |
64 |
Окно свойств модели.................................................................................. |
66 |
Настройка изображения в окне модели .................................................... |
67 |
Масштабирование изображения ........................................................ |
68 |
Сетка привязки .................................................................................... |
69 |
Обмен данными с другими программами ................................................ |
70 |
Импорт модели из систем автоматизированного |
|
проектирования (САПР) ....................................................... |
70 |
Содержание |
v |
Экспорт модели в системы САПР...................................................... |
70 |
Печать изображения............................................................................ |
71 |
Копирование изображения ................................................................. |
71 |
Экспорт изображения в файл ............................................................. |
71 |
Глава 5 Ввод параметров задачи |
73 |
Ввод свойств материалов и граничных условий ..................................... |
74 |
Создание новой метки................................................................................ |
75 |
Ввод свойств метки .................................................................................... |
75 |
Ввод свойств метки в задачах магнитостатического и |
|
нестационарного магнитного поля ...................................... |
76 |
Ввод свойств метки в задаче магнитного поля переменных |
|
токов ....................................................................................... |
80 |
Ввод свойств метки в задаче электростатики ................................... |
84 |
Ввод свойств метки в задаче нестационарного электрического |
|
поля......................................................................................... |
86 |
Ввод свойств метки в задаче электрического поля постоянных |
|
токов ....................................................................................... |
88 |
Ввод свойств метки в задаче электрического поля переменных |
|
токов ....................................................................................... |
90 |
Ввод свойств метки в задаче теплопередачи .................................... |
93 |
Ввод свойств метки в задаче теории упругости ............................... |
95 |
Периодические граничные условия ................................................... |
99 |
Работа с кривыми .............................................................................. |
100 |
Формулы............................................................................................. |
101 |
Копирование, переименование и удаление метки ................................. |
111 |
Глава 6 Схемы электрических цепей |
113 |
Электрическая цепь в ELCUT ................................................................. |
113 |
Описание схемы цепи .............................................................................. |
114 |
Добавление устройства в схему цепи .............................................. |
114 |
Ввод свойств элементов цепи........................................................... |
115 |
Добавление в схему цепи элементов, обозначающих блоки |
|
ELCUT.................................................................................. |
116 |
Добавление проводов (монтаж схемы)............................................ |
116 |
Редактирование схемы цепи .................................................................... |
117 |
Перемещение и копирование объектов ........................................... |
117 |
Вращение элементов цепи ................................................................ |
118 |
vi Содержание
Удаление объектов ............................................................................ |
118 |
Глава 7 Решение задач |
119 |
Достижение максимальной производительности .................................. |
120 |
Адаптивное улучшение сетки ................................................................. |
121 |
Глава 8 Анализ результатов решения |
123 |
Формирование картины поля на экране ................................................. |
124 |
Отображаемые физические величины ............................................. |
124 |
Возможности представления картины поля.................................... |
129 |
Формирование картины поля ........................................................... |
131 |
Масштабирование ............................................................................. |
134 |
Выбор момента времени ................................................................... |
134 |
Анимация ........................................................................................... |
134 |
Панель калькулятора ................................................................................ |
135 |
Просмотр локальных значений поля ...................................................... |
136 |
Анализ присоединенной электрической цепи........................................ |
137 |
Графики тока и напряжения для элементов электрической |
|
цепи ...................................................................................... |
138 |
Мастер вычисления параметров.............................................................. |
139 |
Мастер индуктивности...................................................................... |
140 |
Мастер емкости ................................................................................. |
143 |
Мастер импеданса ............................................................................. |
146 |
Редактирование контуров ........................................................................ |
147 |
Графики ..................................................................................................... |
149 |
Выбор изображаемых величин......................................................... |
149 |
Вычисление интегралов ........................................................................... |
150 |
Таблицы физических величин вдоль контура........................................ |
173 |
Столбцы.............................................................................................. |
174 |
Строки .............................................................................................. |
175 |
Таблицы и графики во времени............................................................... |
175 |
График во времени ............................................................................ |
176 |
Кривые на графике во времени ........................................................ |
176 |
Таблица во времени........................................................................... |
177 |
Изменение видимости легенды ............................................................... |
178 |
Траектории заряженных частиц .............................................................. |
178 |
Основы теории................................................................................... |
178 |
Содержание |
vii |
Работа с траекториями частиц.......................................................... |
180 |
Вывод результатов расчета поля ............................................................. |
182 |
Печать результатов анализа.............................................................. |
183 |
Копирование картинок...................................................................... |
183 |
Вывод картинок в файл..................................................................... |
183 |
Экспорт поля в файл ......................................................................... |
184 |
Дополнительные возможности анализа.................................................. |
185 |
Гармонический анализ распределения поля вдоль контура .......... |
185 |
Вычисление матрицы частичных емкостей системы |
|
проводников ........................................................................ |
186 |
Глава 9 Работа с трехмерными задачами |
191 |
Введение.................................................................................................... |
191 |
Двумерные и трехмерные задачи ............................................................ |
193 |
Двумерные задачи ............................................................................. |
193 |
Трехмерные задачи............................................................................ |
194 |
Описание задачи - придание трехмерных свойств ................................ |
194 |
Геометрическая модель в трехмерной подсистеме ............................... |
195 |
Параметры вытягивания объектов двумерной модели. ................. |
196 |
Изменение параметров вытягивания объектов двумерной |
|
модели. ................................................................................. |
197 |
Трехмерный вид редактора модели. ................................................ |
199 |
Работа с трехмерным избражением. ................................................ |
200 |
Управление изображением: вращение, перемещение, |
|
масштабирование ................................................................ |
202 |
Выделение трехмерных объектов. ................................................... |
204 |
Скрытие объектов.............................................................................. |
206 |
Присвоение текстовых меток объектам трехмерной модели. ....... |
206 |
Свойства тел и граничные условия в трехмерных задачах............ |
207 |
Решение трехмерной задач ...................................................................... |
208 |
Анализ результатов .................................................................................. |
208 |
Окно результатов расчета ................................................................. |
208 |
Управление показом результатов расчета....................................... |
210 |
Способы показа картины поля (презентации) ................................ |
211 |
Вычисление локальных полевых характеристик............................ |
225 |
Вычисление интегралов .................................................................... |
226 |
viii Содержание
Глава 10 |
Надстройки |
229 |
Надстройки, поставляемые в составе ELCUT........................................ |
230 |
|
Некоторые более сложные возможности ............................................... |
231 |
|
|
Добавление, удаление и редактирование свойств надстроек ........ |
231 |
|
Программирование надстроек.......................................................... |
231 |
|
Диалог Параметры надстройки ........................................................ |
231 |
|
Диалог Пункт меню для надстройки ............................................... |
233 |
Глава 11 |
Теоретическое описание |
235 |
Магнитостатика ........................................................................................ |
237 |
|
|
Источники поля ................................................................................. |
237 |
|
Граничные условия ........................................................................... |
238 |
|
Постоянные магниты ........................................................................ |
240 |
|
Вычисляемые физические величины............................................... |
241 |
|
Вычисление индуктивностей ........................................................... |
242 |
Нестационарное магнитное поле ............................................................ |
244 |
|
|
Источники поля ................................................................................. |
245 |
|
Граничные условия ........................................................................... |
246 |
|
Постоянные магниты ........................................................................ |
248 |
|
Вычисляемые физические величины............................................... |
249 |
Магнитное поле переменных токов ........................................................ |
251 |
|
|
Источники поля ................................................................................. |
253 |
|
Граничные условия ........................................................................... |
254 |
|
Вычисляемые физические величины............................................... |
256 |
|
Вычисление импеданса ..................................................................... |
258 |
Электростатика ......................................................................................... |
259 |
|
|
Источники поля ................................................................................. |
260 |
|
Граничные условия ........................................................................... |
260 |
|
Вычисляемые физические величины............................................... |
261 |
|
Вычисление ѐмкости ......................................................................... |
263 |
Задачи электрического поля постоянных токов .................................... |
263 |
|
|
Источники поля ................................................................................. |
264 |
|
Граничные условия ........................................................................... |
264 |
|
Вычисляемые физические величины............................................... |
265 |
Электрическое поле переменных токов ................................................. |
266 |
|
|
Источники поля ................................................................................. |
267 |
Содержание |
ix |
Граничные условия ........................................................................... |
267 |
Вычисляемые физические величины............................................... |
268 |
Нестационарное электрическое поле ...................................................... |
270 |
Источники поля ................................................................................. |
270 |
Граничные условия ........................................................................... |
271 |
Вычисляемые физические величины............................................... |
272 |
Расчет температурного поля.................................................................... |
273 |
Источники тепла................................................................................ |
274 |
Граничные условия ........................................................................... |
275 |
Вычисляемые физические величины............................................... |
276 |
Задачи теории упругости ......................................................................... |
277 |
Перемещения, напряжения, деформации ........................................ |
277 |
Температурные деформации ............................................................ |
280 |
Внешние силы.................................................................................... |
282 |
Условия закрепления ........................................................................ |
282 |
Вычисляемые физические величины............................................... |
283 |
Мультидисциплинарные (связанные) задачи......................................... |
285 |
Учет джоулевых потерь в тепловой задаче ..................................... |
286 |
Учет распределения температур в задаче теории упругости ........ |
286 |
Учет магнитных сил в задаче теории упругости ............................ |
286 |
Учет электрических сил в задаче теории упругости ...................... |
287 |
Запоминание магнитного состояния вещества ............................... |
287 |
Учет зависимости электропроводности от температуры............... |
287 |
Предметный указатель |
289 |
10