Elcut что это за программа

Использование программного продукта Elcut при решении задач магнитостатики

Игнатьева, Т. А. Использование программного продукта Elcut при решении задач магнитостатики / Т. А. Игнатьева, Н. И. Федотова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2014. — № 21 (80). — С. 161-164. — URL: https://moluch.ru/archive/80/14322/ (дата обращения: 23.12.2022).

В статье представлена информация об использовании программного продукта Elcut при решении задач магнитостатики, указаны функциональные возможности программного продукта.

Ключевые слова: ELCUT, магнитное поле, информационная система.

Для исследования и проектирования различных устройств, как например, соленоиды, электрические машины, магнитные экраны, постоянные магниты, реакторы, и тому подобные, часто применяют данные расчетов магнитного поля.

Обычно при расчетах магнитного поля представляют интерес такие величины, как магнитная индукция, напряженность магнитного поля, магнитные силы и моменты, индуктивность, а также потокосцепления с различными обмотками.

Моделирование теплопередачи в ELCUT Студенческий

В многообразии программных продуктов, используемых для решения задач магнитостатики, стоит уделить внимание компьютерной программе от российского разработчика Elcut, которая предоставляет возможности моделирования электротехнологических установок.

Пакет ELCUT может применяться для решения линейных и нелинейных задач магнитостатики в плоской и осесимметричной постановке. Используется формулировка задачи относительно векторного магнитного потенциала. При постановке задачи используются следующие возможности:

1. Свойства сред: воздух, изотропные и ортотропные материалы с постоянной магнитной проницаемостью, изотропные ферромагнетики, проводники с током, линейные и нелинейные постоянные магниты.

2. Источники поля: распределенные и сосредоточенные токи или плотность тока, однородное внешнее поле и постоянные магниты.

3. Граничные условия: заданное значение потенциала (условие Дирихле), заданные значения касательной составляющей индукции (условие Неймана), условие постоянства потенциала (нулевого потока) на поверхностях сверхпроводников.

4. Результаты расчета: магнитный потенциал, магнитная индукция, напряженность магнитного поля, силы, моменты, энергия магнитного поля, потокосцепления, собственные и взаимные индуктивности.

5. Специальные возможности: Интегральный калькулятор может вычислять различные интегральные значения на определенных вами линиях и поверхностях. Магнитные силы могут быть переданы в задачу расчета механических напряжений в элементах конструкции.

Рассмотрим задачу постоянного магнита и применим программу ELCUT для ее решения (Рис.1). Постоянный магнит и стальное ярмо расположены в воздухе. Требуется рассчитать силу ярма при заданных данных: магнитная проницаемость воздуха, стали и магнита соответственно равны 1, 1000 и 1; коэрцитивная сила магнита равна 500000 А.

Рис. 1. Графическое представление задачи

ELCUT вебинар: Что нового в ELCUT 6.3 пакет изменений 2 (Введение)

При решении задачи использовалась студенческая версия ELCUT.

Чтобы реализовать задачу с помощью программы ELCUT, необходимо пройти следующие этапы:

1. Создать и описать новую задачу, ввести параметры задачи.

2. Построить геометрию модели задачи.

3. Задать физические свойства материалов.

4. Решить задачу и проанализировать полученные результаты.

Тип задачи, единицы длины и класс модели — все это составляющие описания задачи (см. Рис. 2).

Создание модели осуществляется путем ввода геометрических объектов и манипулирования ими. Основными типами геометрических объектов модели являются вершина, ребро и блок. Для данной задачи геометрия модели показана на рисунке 3.

Рис .2. Описание задачи

Рис. 3. Геометрическая модель

Далее происходит построение сетки конечных элементов во всех блоках, входящих в расчетную область.

Следующим этапом при решении задачи будет необходимо описать свойства сред, указать источники поля и определить граничные условия. Связь физических свойств с геометрическими объектами устанавливается путем присвоения меток геометрическим объектам при редактировании модели. Метки блоков описывают свойства материалов и нагрузок в подобластях модели, метки ребер описывают граничные условия на внешних поверхностях модели, метки вершин описывают точечные источники поля и условия закрепления (граничные условия), приложенные к определенным точкам в модели.

В данной задаче создаются блоки: воздух, магнит S, магнит N, сталь, а также ребро «нулевое поле». Основными величинами свойств для элементов магнитостатического поля являются магнитная проницаемость, коэрцитивная сила магнита и источники поля. На рисунке 4 представлен фрагмент задания свойств для материала «магнит».

Рис. 4. Задание свойств для меток

Результат решения программный пакет Elcut представляет в виде картины поля (см. Рис.5).

Рис. 5. Картина поля

Для вычисления силы, действующей на стальное ярмо, необходимо вокруг него создать контур (см. Рис. 6).

С помощью интегрального калькулятора производится расчет силы, действующей на ярмо (см. Рис. 6).

Рис. 6. Картина поля и результаты решения задачи

Задача была решена в студенческой версии программного пакета Elcut. Данная версия ограничена в количестве узлов при построении сетки конечных элементов.

Дружественный пользовательский интерфейс Elcut, простота описания даже самых сложных моделей, широкие аналитические возможности комплекса и высокая степень автоматизации всех операций позволяют разработчику полностью сосредоточиться на своей задаче. Elcut можно использовать для инженерного моделирования электромагнитных, тепловых и механических задач методом конечных элементов. Будет не лишним пакет ELCUT и на занятиях по информационным системам и технологиям в профессиональной деятельности для технических специальностей.

1. Elcut. Моделирование электромагнитных, тепловых и упругих полей методом конечных элементов. Руководство пользователя. Санкт-Петербург. ООО «Тор», 2013.

2. Официальный сайт Elcut. Магнитостатика. http://elcut.ru/dcmag_r.htm.

Основные термины (генерируются автоматически): ELCUT, магнитное поле, задача, источник поля, магнит, интегральный калькулятор, магнитная индукция, магнитная проницаемость, программный пакет, программный продукт.

Источник: moluch.ru

ELCUT

ELCUT — это компьютерная программа для проведения инженерного анализа и двумерного моделирования методом конечных элементов (МКЭ). Компьютерное моделирование и численный анализ в промышленности позволяет избежать дорогостоящих и длительных натурных испытаний, ускоряет, дополняет и иллюстрирует процесс проектирования и разработки, способствует развитию инженерной интуиции [1] .

• 1 Краткое описание
• 2 Основные возможности
• 3 Ограничения
• 4 См. также
• 5 Примечания
• 6 Ссылки

Краткое описание

Программа ELCUT существует и развивается на протяжении более 20 лет и является популярной CAE-программой среди преподавателей и инженеров [2] .

Программа ELCUT разрабатывается российской компанией-разработчиком ООО «Тор». Это единственный продукт компании.

Модули ELCUT позволяют проводить анализ физических полей и получать решение связанных многодисциплинарных задач в таких видах анализа [3] :

• магнитное поле переменных токов;
• магнитное поле постоянных токов и/или постоянных магнитов;
• нестационарное магнитное поле;
• электростатическое поле;
• электрическое поле постоянных токов;
• электрическое поле переменных токов;
• нестационарное электрическое поле;
• стационарное и нестационарное температурное поле;
• механические напряжения и упругие деформации.

ELCUT является проприетарным программным обеспечением и распространяется как коммерческая программа «ELCUT Профессиональный» на условиях EULA. Имеется бесплатная (freeware) программа для студенческого и демонстрационного применения «ELCUT Студенческий».

Программа ELCUT сопрягается с известными CAD-системами через импорт и экспорт файлов в формате *.dxf [4] .

Программа ELCUT может быть встроена в другую программу или связана с внешней программой [5] . Взаимодействие между ядром ELCUT и другими программами может быть реализовано двумя способами: на низком уровне через объектную модель ELCUT, названную ActiveField, и на высоком уровне через параметрический интерфейс с использованием утилиты LabelMover [6] .

Основные возможности

1. Модуль магнитное поле переменных токов предназначен для расчёта магнитного поля, возбуждаемого синусоидальным током заданной частоты с учётом вихревых токов (вытеснения тока и эффекта близости). Для этого модуля обеспечено также совместное решение полевой задачи с присоединённой электрической цепью. Используется для расчётов установок индукционного нагрева [7] , трансформаторов [8] , реакторов, электрических машин, исполнительных механизмов, задач ЭМС и электромагнитной экологии.
2. Модуль магнитостатика предназначен для расчёта магнитного поля постоянных токов и/или постоянных магнитов с учётом насыщения ферромагнитных материалов. Примерами таких расчётов являются исполнительные механизмы, электрические машины, магнитные экраны, приборы с постоянными магнитами [9] .
3. Модуль нестационарное магнитное поле предназначен для расчёта переходных процессов в электромагнитных устройствах. Этот вид анализа может включать учёт совместного действия переменных (в т.ч. импульсных) нагрузок и постоянных магнитов, а также совместное решение полевой задачи с присоединенной электрической цепью. Используется для расчёта работы двигателей от преобразователей, анализа влияния импульсных нагрузок и перенапряжений [10] , систем с подмагничиванием и т. д.
4. Модуль электростатика предназначен для расчёта электростатического поля, вызванного приложенным потенциалом, объёмными, поверхностными и точечными зарядами [11] . Используется для анализа электроизоляционных конструкций, экранов, электрической прочности изоляционных систем, ёмкости системы проводников, электромагнитной экологии.
5. Модуль электрическое поле постоянных токов предназначен для расчета растекания постоянных токов в проводящих массивах. Используется для расчёта заземлителей, печатных плат [12] , массивных шин, токов утечки изоляционных конструкций.
6. Модуль электрическое поле переменных токов предназначен для расчёта электрических полей, вызванных переменными напряжениями, с учётом токов утечки. Используется для изоляционных конструкций, кабелей, кабельной арматуры, конденсаторов, высоковольтной изоляции [13] .
7. Модуль нестационарное электрическое поле предназначен для расчёта электрических полей, вызванных импульсными напряжениями. Учитывает нелинейные физические свойства диэлектриков. Применяется при расчёте сложных систем изоляции [14] , варисторов, ограничителей перенапряжений, нелинейных экранов и т.п.
8. Модуль теплопередача предназначен для расчёта переходного и установившегося температурного поля с учётом конвективного и радиационного теплообмена. Используется для анализа систем обогрева и систем охлаждения [15] .
9. Модуль упругие деформации может быть использован для расчёта механических напряжений в различных устройствах. Например, строительные конструкции, техника высокого давления, отдельные узлы механических систем.

Ограничения

В программе ELCUT есть ряд ограничений [16] . Большинство из них объясняются стремлением авторов создать простой и компактный инструмент компьютерного моделирования [17] . Во-первых, используется один вид конечного элемента, треугольник (нет выбора между типами конечных элементов). Во-вторых, виды анализа задач механики и теплопередачи ограничены по функциональности и являются вспомогательными.

Вплоть до версии 6.0 ELCUT обеспечивал только 2D моделирование. Сейчас (апрель 2018 г.) ELCUT предоставляет возможность 3D моделирования для задач электростатики, электрического поля постоянных токов и стационарной теплопередачи.

См. также

Примечания

1. ↑Басов К. А. ANSYS для конструкторов. — М.: ДМК Пресс, 2009. — с. 7-10. – 248 с. — ISBN 978-5-94074-462-7.
2. ↑Сарапулов Ф. Н., Сарапулов С. Ф., Томашевский Д. Н. и др.Электротехнологическая виртуальная лаборатория: Учебное пособие.Архивная копия от 24 июля 2015 на Wayback Machine — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. – с. 3-4. — 233 с. – ISBN 5-321-00381-5
3. ↑Дубицкий С.Д., Поднос В.Г.ELCUT – инженерная система моделирования двумерных физических полейАрхивная копия от 14 мая 2012 на Wayback Machine // CADmaster — 2001. — №1. — с.17-21.
4. ↑Биктимиров К.В., Голландцев Ю.А.Совместимость информационных программ конструкторской подготовки производства и инженерного анализаАрхивная копия от 24 июля 2015 на Wayback Machine // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2012. – часть 1. — № 1 (25). – М.: ТУСУР. 2012. – с. 87-92.
5. ↑Зиневич Л.В. Решение задач строительства с использованием программного пакета ELCUT // Строительство – формирование среды жизнедеятельности. Сборник научных трудов XIV международной межвузовской научно-практической конференции молодых учёных, докторантов и аспирантов. – 2011. — М.: МГСУ. 2011. — с.47-51. — 864с.
6. ↑Карачев В.Д., Белоногов В.Г., Голубев А.Н., Мартынов В.А.Моделирование М-фазного синхронного двигателя в среде ELCUTАрхивная копия от 8 декабря 2011 на Wayback Machine // Пятая региональная научно-техническая конференция студентов и аспирантов Энергия -2010. – 2010. – Том 3. – с. 155-159 – Иваново: ИГЭУ, 2010.
7. ↑Фризен В.Э. Моделирование индукционного нагрева с помощью программы Elcut 4.2T: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Методы расчета электромагнитных и тепловых полей». — Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. — 36 с.
8. ↑Баженов М.С. Методы исследования полей рассеяния силовых трансформаторов // Вестник ТПУ. – 2011.
9. ↑Черных И.В. Решение полевых задач с помощью программы ELCUT 4.2: Методические указания по дисциплине «Методы расчета электрических и магнитных полей». — Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2005. — 24 с.
10. ↑Доманов А.В. Компьютерные технологии в электроприводе: Конспект лекций. — Ульяновск: УлГТУ, 2006. — 112 с.
11. ↑Арбузов В.Н. Применение комплекса программ ELCUT для решения задач электростатики. Пособие для студентов заочной формы обучения по специальности 140211 «Электроснабжение». — М.: МИЭЭ, 2008. — 27 с.
12. ↑Смирнов А. М. Анализ влияния подтравов печатных проводников на волновое сопротивление линии передачи в печатных платах // Сборник научных трудов Электромагнитная совместимость и проектирование электронных средств. – М.: МИЭМ, 2008. – с. 85-91.
13. ↑Грешняков Г.В., Дубицкий С.Д. Математическое моделирование электрического поля в муфтах силовых кабелей // Журнал Электроника. – 2013. – Выпуск 3/14.
14. ↑Андреев А.М., Лаврентьева М.Ю., Пак В.М., Старовойтенков В.В. Сравнительный анализ применения лент ЭЛМИКАПОР в системах изоляции // Электротехника. – 2002.
15. ↑Мишичев А.И., Мартьянова А.Е. Решение задач теплопроводности методом конечных элементов в CAE-системе ELCUТ: Методические указания по изучению курсов САПР. — Астрахань: АГТУ, 2001. — 39 с.
16. ↑Дубицкий С. Д.Elcut 5.1 — платформа разработки приложений анализа полейАрхивная копия от 24 июля 2015 на Wayback Machine// Exponenta Pro. — 2004. — № 1.
17. ↑Салова И.А., Хрущев В.В. Моделирование в ELCUT. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2007. — 54 с.

Ссылки

• Сайт группы поддержки пользователей программы ELCUT
• Видеоролик, демонстрирующий импорт чертежа из Autodesk Inventor в ELCUT
• ELCUT на образовательном математическом сайте Exponenta.ru

Источник: xn--h1ajim.xn--p1ai

Программа моделирования ELCUT

Программа моделирования ELCUT — это компьютерная программа, которая предназначена для осуществления инженерного анализа и двумерного моделирования при помощи метода конечных элементов.

Введение

Программу ELCUT разработала компания OOO «Тор» из города Санкт-Петербурга. Эта программа является единственным в Российской Федерации коммерческим инструментом общего предназначения, используемым для моделирования низкочастотных электромагнитных и температурных полей при помощи метода конечных элементов. Программа была создана специалистами по электротехнике для инженеров электротехников и насчитывает большое количество пользователей в этой сфере, а также в профильных вузах.

Больше ста лет тому задачи, связанные с электромагнитными полями, разделились на две слабо связанные области:

Решим твою учебную задачу всего за 30 минут
Попробовать прямо сейчас

1. Область низкочастотных полей большой мощности (электротехника).
2. Область высоко­частотных полей сравнительно небольшой мощности (электроника).

Невзирая на то, что обе эти направления используют решения уравнений Максвелла, в каждом конкретном случае эти уравнения могут решаться в различных приближениях и допущениях, которые специально подобраны для правильного описания фактического круга задач.

Основной сферой работы проектировщиков современной электронной техники считается высокочастотная часть спектра электромагнитного поля, в которой преобладают волновые решения. При этом в электротехнических задачах уравнения Максвелла, как правило, отображаются в допущениях, ведущих к уравнению диффузии, у которого волновые решения могут отсутствовать. Программа ELCUT, которая использует низкочастотное (квазистационарное) приближение уравнений электромагнитного поля, может применяться в решении задач проектирования электронной техники при соблюдении определенных границ ее применимости.

Программа моделирования ELCUT

«Программа моделирования ELCUT»
Готовые курсовые работы и рефераты
Консультации эксперта по предмету
Помощь в написании учебной работы

Компания из Санкт-Петербурга «Тор» является, условно говоря, организацией одного продукта, а именно, программы ELCUT. Ключевыми словами, характеризующими программу ELCUT, являются «инженерное моделирование» и «квазистатический анализ». Термин «инженерный» разработчики ELCUT воспринимают как факт того, что программа предназначается в том числе и для тех инженеров, которые периодически занимаются расчетами поля, и для которых данная проблема может и не находится в центре профессиональных интересов и навыков. Это обстоятельство подразумевает повышенный уровень требований к простоте и интуитивной понятности работы с программным продуктом.

При этом, простота применения предполагает, что программа не только в значительной степени способна автоматизировать набор рутинных операций, но и может предложить кардинальные решения в тех сферах, для которых она выступает как экспертная система. Например, пользователь предполагает, что модуль решения задачи обязан обладать единственной клавишей с названием «решить», не усложняя жизнь пользователю путем постановки ряда вопросов о том, какой метод решения он выбирает, сколько и какого типа можно сделать итераций и тому подобное. Все эти решения передовая программа инженерного анализа обязана принимать сама, причем выбор должен быть оптимальным. От пользователя, который освобожден от рутинных процедур, программа ожидает только понимание физической сущности решаемой задачи и подробное понимание сделанных им допущений и упрощений.

За более чем двадцатипятилетний путь развития программы существенно расширился диапазон формулировок полевых задач, представляющих собой подмножество полной системы уравнений Максвелла с упрощениями и допущениями, которые специально подобраны для решения определенного круга практических задач. На сегодняшний день расчет электрического и магнитного поля можно проводить в статическом приближении, в частотной и временной области, с учетом многих видов нелинейностей, то есть, зависимости параметров задачи от поля.

Программа ELCUT обладает также развитым программным интерфейсом, который позволяет написать клиентские приложения в диапазоне от простых скриптов до специализированных систем анализа в предметной области. В последние годы главным направлением развития программы ELCUT может считаться освоение трехмерного анализа. Сегодня уже возможно решение трехмерных статических задач со скалярной потенциальной функцией: электростатика, электрическое поле постоянного тока, температурное поле. Важным фактором является то обстоятельство, что ELCUT представляет собой «коробочный» продукт, то есть, может поставляться пользователям из самых разных сфер инженерной и исследовательской деятельности.

Основным массивом пользователей программы ELCUT в индустрии являются предприятия, которые поставляют электротехнические изделия и компоненты, такие как электрические машины, трансформаторы, высоковольтные аппараты, кабельная техника, электролитические конденсаторы и другие. В последнее время вырос интерес строительных проектных организаций к расчетам тепловых свойств ограждающих конструкций современных зданий по методикам численного моделирования температурного поля. Возможность использования программы ELCUT для решения задач тепловой защиты зданий подтверждается наличием сертификата соответствия.

В сфере научно-исследовательских направлений, пользователями программы ELCUT являются следующие организации:

1. Передовые научные центры, занимающиеся экспериментальной физикой.
2. Проектные организации, которые занимаются проектированием электрофизического оборудования.
3. Передовые научные центры, занимающиеся электротехнической аппаратурой.
4. Центры по материаловедению, прежде всего в сфере магнитных материалов.
5. Компании, которые заняты оборудованием неразрушающего контроля.

Многие пользователи говорят, что программа ELCUТ может считаться отличным выбором для первого знакомства с техникой моделирования поля при помощи метода конечных элементов.

Источник: spravochnick.ru

Скачать бесплатно ELCUT 6.3.2

ELCUT – это мультиплатформенный комплекс, с помощью которого пользователь может осуществлять инженерное моделирование. Главным достоинством утилиты является возможность проведения расчетов тепловых, электромагнитных и физических процессов. Благодаря программе есть возможность ведения учетов нелинейных свойств различных материалов и вихревого тока. Также можно делать прогнозы, касающиеся воздействий со стороны статических и импульсных нагрузок.

К основным преимуществам программы можно отнести возможность изменения количества элементов, отмену действия визуального редактора и перенос сеток конечного материала. ELCUT содержит огромный набор функций, позволяющих описывать условия воздействий любого процесса.

Особого внимания заслуживает возможность создания собственных компонентов и изучение траектории тех или иных частиц. Многие пользователи положительно отзываются о поддержке технологии ActiveField. Утилита доступна на бесплатной основе и полностью переведена на русский язык.

Особенности программы

• Высокая скорость работы вычислительных алгоритмов;
• Огромная популярность среди высших учебных заведений;
• Круглосуточная работа службы поддержки;
• Возможность автоматизации служебных процедур;
• Интуитивно понятный интерфейс;
• Широкий набор инструментов для моделирования.

Скачать бесплатно ELCUT 6.3.2

Версия:	6.3.2
Русский язык:	Да
Разработчик:	TOR Coop!
Операционка:	Windows All
Размер:	46,1 Mb

Источник: besplatnye-programmy.com