Пакет ELCUT, (ПК ТОР, Санкт-Петербург) известен на рынке с 1990 года как интерактивный инструмент для расчета двумерных магнитных, электрических, температурных полей, а также полей упругих напряжений и деформаций. ELCUT решает задачи, описываемые уравнениями Лапласа, Пуассона и диффузии в плоско-параллельных и осесимметричных расчетных областях произвольной формы.
При решении нестационарных задач электромагнитного поля и теплопередачи, начальным условием может быть нулевой потенциал или результат решения другой задачи. Шаг интегрирования по времени назначается вручную или выбирается автоматически адаптивным алгоритмом.
ELCUT способен использовать решение одной задачи в качестве источника для другой. Так, например, распределение вихревых токов, являющееся результатом решения электромагнитной задачи, может быть использовано как источник тепловой мощности (омических потерь) для тепловой задачи, а ее результат – распределение температуры – послужит для расчета термических деформаций в задаче упругости.
Моделирование электромагнитных катушек в ELCUT
Метод решения
ELCUT использует метод конечных элементов. Разработчиками выбран единственный тип конечного элемента – линейный треугольник. Все усилия создателей, сосредоточены на том, чтобы эффективно работать с огромным числом простых треугольных элементов. Эксперимент показал успешное решение задачи с сеткой, превышающей 5 млн. степеней свободы (около 10 млн. треугольных элементов) за 12 мин на обычном офисном персональном компьютере (2.6 ГГц, 1.5 Гбайт памяти).
Использование метода конечных элементов позволяет практически снять ограничения на сложность расчетной области, свойства материалов и пр. В состав ELCUT входит эффективный геометрический редактор, который позволяет нарисовать мышью геометрию расчетной области за считанные минуты. Возможен также импорт геометрии или отдельных фрагментов из программ САПР. В редактор встроен генератор сетки конечных элементов, который может работать как в полностью автоматическом режиме, так и учитывать пожелания пользователя о густоте сетки в отдельных местах модели. Имеется процедура адаптивного уточнения густоты сетки на базе апостериорной оценке погрешности грубого решения.
Ключевым моментом эффективности является процедура решения результирующей системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). Как известно, манипулирование с большой разреженной матрицей, характерной для метода конечных элементов, требует разработки алгоритмов, тесно связанных с эффективной схемой хранения матрицы в оперативной памяти. ELCUT использует собственную систему алгоритмов и схемы хранения, названную «метод геометрической декомпозиции». Это один из вариантов метода сопряженных градиентов, с эвристическим блочно-диагональным предобуславливателем, учитывающим физическую природу задачи. Метод демонстрирует уникальную скорость решения, растущую с увеличением количества степеней свободы почти линейно (точнее, в степени 1.1).
Модель магнитного материала
В задачах магнитостатики и нестационарного магнитного поля ELCUT использует следующую модель материала. Линейный материал характеризуется численным значением относительной магнитной проницаемости, причем, для учета анизотропии могут быть заданы две константы (по оси X и по оси Y, либо в радиальном и тангенциальном направлении).
Моделирование теплопередачи в ELCUT Студенческий
Нелинейные материалы, у которых магнитная проницаемость зависит от величины поля, рассматриваются только как изотропные. В этом случае, пользователь задает по точкам основную кривую намагничивания, которая автоматически аппроксимируется кубическим сплайном. Для магнитотвердых материалов дополнительно задается вектор коэрцитивной силы по индукции (в том числе и направленный радиально или тангенциально), который сдвигает основную кривую намагничивания во второй квадрант.
Рис. 1. Кривая размагничивания сплава типа Алнико
Анализ результатов решения
ELCUT предоставляет широкий набор средств для анализа полученного решения. Это, в первую очередь, изображение картины поля с помощью магнитных силовых линий, цветной заливки по любой полевой величине (потенциал, индукция, напряженность поля, энергия, магнитная проницаемость). Картина поля может быть также дополнена семейством векторов индукции или напряженности.
Окно полевого калькулятора позволяет одним щелчком мыши получать локальные значения поля в любой точке расчетной области.
В расчетной области пользователь может задать замкнутый или разомкнутый контур. ELCUT выводит графики и таблицы распределения поля вдоль контура, а также вычисляет интегральные характеристики по поверхности и по объему (в случае замкнутого контура). Имеются специальные мастера для вычисления индуктивности, емкости и импеданса проводников.
Результат решения задачи может быть экспортирован в файл в разном объеме и формате для сопряжения с другими программами.
Рис. 2. Картина поля с полевым калькулятором (слева)
Рис. 3. Модуль, нормальная и касательная компоненты индукции в зазоре электрической машины
Источник: poisk-ru.ru
«Решение двухмерных полевых задач в программе ELCUT, вариант 5»
Думаете, что скачать готовую работу — это хороший вариант? Лучше закажите уникальную и сдайте её с первого раза!
Хочу работу по этой теме
Отзывы студентов
Анастасия 01.06.2023
Все выполнено корректно и в срок. результатом довольна. Спасибо за оформление.
Дмитрий 18.12.2021
Оценка 5, спасибо большое, выполнено прекрасно, у преподавателя не возникло никаких вопросов!)
Наталья 27.03.2021
отличная работа буду вас рекомендовать
Александр 03.01.2021
Пока всё отлично,без претензий.Всё очень быстро и качественно.Сотрудники вежливые и активны.Спасибо.
Артем 26.04.2020
Павел 13.04.2020
Все отлично приняли
Максим 15.03.2020
Всё очень подробно расписано, спасибо большое
Александр ( клиенту только ЗВОНИТЬ) 04.09.2019
Зайцева и Гладкая супер работники.
Лайфхаки по оформлению работ
Отзыв руководителя на дипломную работу: пример, образец
Вы можете удивиться: почему это мы приводим здесь информацию о написании отзыва на дипломную работу, если этим должен заниматься непосредственно научный руководитель студента?Поясняем: в идеале так и есть – писать отзыв должен он. Но реальность сурова. Из-за жесткой нехватки времени у преподавателя…
Оформление магистерской диссертации по ГОСТу 2023: требования, пример
Как оформить магистерскую диссертацию в > году? Так же как и в прошлые годы, потому что никаких принципиально новых отличий от стандартов оформления прошлых лет для оформления магистерской диссертации в > году не вводится.Однако напомнить основные правила оформления будет не лишним. Н…
Источник: zaochnik.ru
Построение геометрической модели в среде Elcut .
Построим геометрическую модель камеры ЭПС и заготовки в программной среде Elcut. Для этого зададим геометрические данные всех частей камеры ЭПС:
· зададим размеры камеры ЭПС
· зададим метки каждого блока: теплоизоляция, воздух, МКРР-130, нагревательный элемент;
· построим сетку в каждом блоке.
Геометрическая модель камерной электропечи сопротивления, построенная в программе Elcut, показана на рис. 3.
Рисунок 3 – Геометрическая модель камерной электропечи сопротивления СНО-15/12-И1, созданная в программе Elcut
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА
При нестационарной теплопроводности и отсутствии внутренних источников тепла мощность внутренних источников теплоты qv равна 0
Вт / м 3 , и дифференциальное уравнение двумерной задачи теплопроводности имеет вид:
где – коэффициент температуропроводности, м 2 /с (характеризует скорость изменения температуры).
Выражение (1) является уравнением Фурье.
Условия однозначности задаются в виде:
– физических параметров l, с, r;
– формы и геометрических размеров объекта;
– температуры внутри тела T 0 в начальный момент времени при t = 0 с, К:
Т 0 = f (x, y, z);
– граничных условий (ГУ).
При ГУ 1-го рода задается распределение температуры на поверхности нагреваемого тела для каждого момента времени:
Т S = f (x, y, z, t).
При ГУ 3-го рода задается температура жидкой среды T ср и закон теплообмена между поверхностью объекта и окружающей средой (закон Ньютона – Рихмана):
q = a ∙ (Т 0– Т ср), (2)
где α – коэффициент теплоотдачи, зависящий как от излучения, так и от конвекции, который определяется исходя из условий нагрева в электрической печи, Вт / (м 2 ∙ К).
По закону теплопроводности Фурье:
Если подставить формулу (3) в (2), то получим частный случай закона сохранения энергии ГУ 3-го рода при нестационарной теплопроводности:
Так как тепло всегда передается от нагретого объекта к более холодному, то при определении плотности теплового потока q от горячей среды к поверхности объекта выражение (2) будет иметь вид:
Нам нужно нагреть ЭПС СНО-15/12-И1 имеющую температуру
T 0 = 30 °С в начальный момент времени (τ = 0 с), до температуры T S = 1200 °С (ГУ 3-го рода).
Свойства материалов и граничные условия
Таблица 1. Табличные данные для расчета печи
| Свойства материалов | Теплопроводность λ (Вт/К*м) | Удельная теплоемкость С (Дж/К*кг) | Плотность ρ(кг/м 3 ) |
| Теплоизоляция | 0,25 | 840 | 365 |
| Воздух | 0.28 | 1.01 | 1.29 |
| Нагревательный Элемент | 20 | 500 | 7100 |
| МКРР-130 | 0,16 | 1047 | 130 |
Все данные, приведенные в таблице взяты из справочников и методичек.
ЗАДАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Для проведения расчетов и решения задачи нестационарной теплопроводности в программной среде Elcut необходимо задать параметры нашей печи ЭПС СНО-15/12-И1 по построенной ранее геометрической модели, т.е. задать метки блоков и ребер.
Обозначение каждого блока.
Обозначим каждый блок: теплоизоляция (ШВП-350) (рис. 4), МКРР-130 (теплоизоляционная вата) (рис. 5), нагревательный элемент (Еврофехраль GS 23-5) (рис. 6), воздух (рис.7).
Рисунок 4 – Блок «теплоизоляция»
Рисунок 5 – Блок «МКРР-130»
Рисунок 6 – Блок «нагревательный элемент»
Рисунок 7 – Блок «Воздух»
Источник: infopedia.su