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Hallo.

Ich möchte zunächst das Magnetfeld einer beliebig geformten Spule berechnen. Dazu verwende ich für die Spule zur Zeit solid97,1 Elemente und für die Luft solid97,0 Elemente. Die Berechnung basiert auf einer harmonischen Analyse (das habe ich aus einem Beispiel übernommen). Allerdings möchte ich zunächst nur eine statische Analyse machen. Verändere ich die Frequenz der Analyse (harfre,1e-3 auf harfre,1) ändert sich meine magn. Flussdichte erheblich. Deswegen bin ich mir nicht sicher, ob ich harmonisch rechnen kann und würde gerne auf eine rein statische Berechung umstellen.

Das geht jedoch nicht ohne weiteres da auf ein solid97 Element keine zwei Randbedingungen (A+VOLT DOFs can not be applied in a magneto-static analysis.) aufgeprägt werden können.

Wosch meinte einmal in einem anderen Beitrag (http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/005755.shtml vielen Dank dafür Wosch, der Beitrag hatte mich damals weitergebracht, dann kam jedoch eine etwas längere Pause mit der Thematik.), dass auf solid97,0 auch eine Stromdichte aufgeprägt werden könnte. Wie würde ich das tun und würde das eine rein statische analyse ermöglichen?

Gruß,
Manu

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Das Aufprägen einer Stromdichte auf Elemente des Typs solid97,0 geht mit bfe,...,js,.... . Allerdings muss das Elementkoordinatensystem in Stromrichtung ausgerichtet sein.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Hallo an diesem Sonntag.

Als ich das Wort Elementkoordinatensystem gelesen habe, war ich zunächst erschrocken. Dann habe ich mich in der Hilfe zu den Themen durchgegklickt, habe aber noch ein paar Fragen.

1. Ich habe das ElementKS auf ein lokales ZylinderKS gesetz (mit

Code:

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esys,12

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). Die tangentialrichtung in diesem KS (also die phi-Koordinate bzw. y) stellt die Stromrichtung dar. Mittels

Code:

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bfe,all,js,1,strom/hleiter/dleiter

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habe ich die Stromdichte aufgetragen. Laut meinem Verständnis fließt der Strom jedoch in X-Richtung (also Radial). Mein erster Versuch war

Code:

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bfe,all,js,2,strom/hleiter/dleiter

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und somit den Strom in phi-Richtung fließen zu lassen. Dann hatte ich jedoch einen nicht plausiblen Magnetfeldverlauf. Warum ist das so?

2. Die Simulation eines Rechteckquerschnitts 1mmx1mm der (fast) eine geschlossene Kreisförmige Leiterschleife darstellt ergibt im Mittelpunkt des Leiterkreises die folgenden Werte für die magnetische flussdichte:

Code:

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  THE FOLLOWING X,Y,Z VALUES ARE IN COORDINATE SYSTEM   12    
...
    NODE    BX          BY          BZ          BSUM   
   29532  0.52894E-04-0.96690E-05-0.79069E-04 0.95620E-04

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Eigentlich sollte doch eine dominaten BZ Komponente vorhanden sein. Warum gibt es auch BX und BY Werte in gleicher Größenordnung. Dann habe ich die Simulation noch analytisch nachgerechnet (Biot-Savat für einen geschlossenen Rundleiter, Radius 10cm, 200A, B_mittelpunkt=1,26e-3). Es herrscht hier eine große Abweichung von einer Größenordnung! (Ich glaube nicht, dass dies damit zusammenhängt, dass meine Leiterschleife nur zu 98% geschlossen ist und ich einen Rechteckquerschnitt nehme) Was mache ich hier falsch?

Gerne kann ich auch den Quellcode posten, ein Minimalbeispiel im klassischen Sinne ist es jedoch nicht.

Gruß,
Manu

============== Edit
Ich habe nun eine 2D Berechnung mit meinen Parametern (Beispiel pro_3_5.inp) durchgeführt. In dieser Simulation sind die Komponenten orthogonal zur Wicklungsachse tatsächlich sehr klein, allerdings stimmt die Größenordnung des B-Feldes weder mit meiner 3D Simulation noch mit dem theoretischen Wert überein. Das B-Feld im Mittelpunkt der (gedachten) Krümmung ist

Code:

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  ELEMENT=    3592        PLANE53
    NODE    BX          BY          BZ          BSUM   
    8994  0.24711E-05 0.11923E-01  0.0000    0.11923E-01

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[Diese Nachricht wurde von MrTorque am 10. Jul. 2011 editiert.]

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pro_3_5.txt

So etwas muss geklärt werden.
Fangen wir zweidimensional an.
Das angezogene Programm pro_3_5.inp liefert mit den angegebenen Daten bei mir den mit Biot-Savart ermittelten Wert!
Siehe Anhang

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Hallo.

Ja, auch das von mir verwendete Script führt zu einer korrekten Lösung gemäß dem Analytischen Wert.

Ich habe auch untersucht in wie weit die Form des Leiterquerschnitts eine Rolle für die Feldverteilung spielt. Eine eher geringe, siehe angefügte Tabelle. Ich habe einmal einen Kreisquerschnitt als Leiter verwendet und einmal ein Rechteckquerschnitt (Beide QSFlächen sind gleich groß).

Folglich sollte es in meiner 3D Simulation der Leiterquerschnitt (eckig) keine so große Abweichung von theoretischen Wert haben. Auch ein nur 98% geschlossener Leiter sollte nur ca. 2% Abweichung bringen. Die Abweichungen sind aber größer. Kann es sein, dass dies etwas mit dem lokalen KS der Elemente zu tun hat?

(Ich bin mir auch noch nicht sicher, ob es einen geeignetern Elementtyp als solid97 für meine Berechnungen gibt.)

Gruß,
Manu

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Wicklung_3D.txt

Allgemein wird heute für solche 3D-Berechnungen solid236 bzw. 237 empfohlen.
Leichter verständlich (aber mit längerer Rechenzeit) geht es aber mit solid97. Ein solches Beispiel hängt hier an. (Die Abweichungen werden bei Verwendung eines Randelementes besser werden.)

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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