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Calculs électromagnétiques


Les points forts de QuickField™ sont sa rapidité, sa version gratuite, ses fonctions import-export,
sa facilité d'utilisation, ses couplages , son interface programmable...son prix !



Note : Bleu : en passant la souris une information apparaît. Vert : vers un lien interne. Orange : vers un lien externe.

 
Généralités

Le module DC magnetics est utilisé pour développer ou optimiser de nombreux appareils comme les solénoïdes, machines tournantes, actionneurs linéaires, capteurs à principe magnétiques, dispositifs à aimants, … En général les grandeurs utilisées sont le flux magnétiques, le champ magnétique, les courants (constants, DC current), les forces et couples magnétiques, inductances, flux de fuites...

QuickField™ peut réaliser des analyses linéaires et non-linéaires de géométrie plane (2D) ou de révolution axiale.

Le magnétisme ou magnétostatique


 
Matériaux

Les propriétés des matériaux sont définis dans les éléments géométriques appelés blocks. Ces propriétés sont accessibles d'un simple "clic droit" (voir image ci-contre).

Caractéristiques

  •   Perméabilité linéaire isotrope ou anisotrope
  •   Perméabilité non linéaire
  •   Perméabilité relative ou absolue
  •   Coordonnées cartésiennes ou polaires ( matériau anisotrope )
  •   Editeur de courbe (perméabilité non linéaire)



  Sources

Les sources d'énergie magnétiques ou électriques sont également définis dans les blocks. Ces propriétés sont accessibles d'un simple "clic droit" (voir image ci-contre).

Caractéristiques

  •   Direction force coercitive aimant
  •   Angle force coercitive aimant
  •   Coordonnées cartésiennes ou polaires ( magnétisation )
  •   Source de courant défini par la densité de courant
  •   Source de courant défini en Ampère-tours
  •   Utilisation de fonctions pour la source de courant
  •   Densité de courant en 1/r (si problème de symétrie axiale)
  •   Conducteurs en série ou paralléle

Interface de définition matériaux magnétiques

Définition matériau pour l'analyse magnétostatique

Editeur de courbes - propriétés magnétiques  

Editeur de courbe - perméabilité


 
Conditions limites

Les conditions limites permettent de définir les comportements des champs ou leurs conséquences selon le milieu aux frontières des domaines géométriques.

Entités edges

  •   Potentiel vecteur
  •   Composante tangentielle du champ excitation magnétique
  •   Condition flux "0" (supraconducteur)
  •   Coordonnées cartésiennes ou polaires ( matériau anisotrope )
  •   Conditions périodiques

Entités vertex

  •   Potentiel vecteur
  •   Courant linéique constant



Note : L'utisation de fonctions est possible dans la plupart des cas
Conditions limites surfaciques ( segment ou edges)

Conditions limites surfaciques

Conditions limites linéiques ( point ou vertex)  

Conditions limites linéiques


 
Résultats visuels

Le postprocesseur permet de visualiser qualitativement les premiers résultats de simulation . Un simple "clic droit" accède à une fenêtre permettant de choisir la quantité à visualiser.

Fonctionnalités

  •   Lignes de champs
  •   Vecteurs de B
  •   Vecteurs de H
  •   Potentiel A
  •   B, Bx, By ou Br, Bθ
  •   H, Hx, Hy ou Hr, Hθ
  •   Perméabilité
  •   Densité d'énergie

Postprocesseur - visualisations des résultats

Post-processeur : résultats visuels


 
Résultats numériques (valeurs locales)

Le postprocesseur permet de visualiser quantitativement point par point les premiers résultats de simulation. Un pointage par sonde permet d'afficher les résultats dans une fenêtre spécifique.

Fonctionnalités

  •   Coordonnées cartésiennes
  •   Coordonnées radiales
  •   Potentiel A
  •   B, Bx ou By
  •   H, Hx, Hy
  •   Perméabilité
  •   Densité d'énergie

Postprocesseur - valeurs locales

Post-processeur : résultats numériques par points


 
Résultats numériques (valeurs intégrales)

Le postprocesseur permet de visualiser quantitativement les premiers résultats de simulation après la création d'un contour. Un simple "clic" dans la fenêtre du calcul d'intégrale (" Integral calculator ") donne la (ou les) valeur(s) recherchée(s).

Fonctionnalités

Intégrales surfaciques Intégrales volumiques

  •   Longueur
  •   Surface
  •   Force mécanique
  •   Couple mécanique
  •   Force magnétomotrice
  •   Flux magnétique
  •   Energie surfacique
  •   …

  •   Longueur contour, surface, volume
  •   Force, couple mécanique
  •   Force magnétomotrice
  •   Flux magnétique
  •   Energie magnétique
  •   Champ magnétique moyen
  •   Champ excitation magn. moyen
  •   …

Postprocesseur - valeurs intégrales

DC magnetics : résultats numériques par intégration


 
Résultats numériques (valeurs en tableaux ou courbes)

Le postprocesseur permet de visualiser quantitativement les premiers résultats de simulation après la création d'un contour sous forme de courbe ou de tableau.

Valeurs disponibles

  •   Longueur, x, y, r, θ (tableau)
  •   Composantes Nx, Ny du vecteur normalisé (tableau)
  •   Potentiel A (tableau + courbe)
  •   Champ magnétique B, Bx, By, Bt, Bn (tableau + courbe)
  •   Champ excitation magnétique H, Hx, Hy, Ht, Hn (tableau + courbe)
  •   Perméabilité μ (tableau + courbe)
  •   Densité d'énergie w (J/m³) (tableau + courbe)

Postprocesseur - tableaux et courbes disponibles

Post-processeur : tableaux et courbes


 
Fonctions spécifiques

Certaines fonctions du postprocesseur utilisent les données de celui-ci pour obtenir des informations complémentaires.

Calcul d'inductance

  •   Par la méthode des flux : Φ = L*i
  •   Par la méthode énergétique : W = (L*i²)/2
  •   Définition de l'inductance par blocs pré-définis
  •   Nombre de tours et valeur courant


" Inductance wizard "

Post-processeur : calcul d'inductance


Calcul d'harmoniques

  •   Grandeurs concernées : idem courbes
  •   Représentation graphique discontinue
  •   Représentation graphique continue
  •   Représentation sous forme de table
  •   Simple ou demi-période

" Harmonics "

Post-processeur : calculs d'harmoniques

 
Couplage et export

La recherche d'un design optimal ne se résume pas à optimiser une seule caractéristique. QuickField™ permet d'importer des résultats (thermiques ou mécaniques des modules DC, AC ou Transient) calculés dans d'autres problèmes. Il est ainsi possible d'étudier les conséquences d'un échauffement externe (conditions ambiantes) et interne (effet Joule) d'un bobinage.

Fonctionnalités

  •   Import dans le module Linear Stress des forces magnétostatiques
  •   Import de l'état magnétique issus du module DC magnetics
  •   Export des grandeurs parmi celles pouvant être définies par
      une courbe (A, B, Bx, By, Bn, Bt, H, Hx, Hy, Hn, Ht, μ, w)
  •   Export des grandeurs ci-dessus selon une trame rectangulaire
      ou suivant le maillage au format texte.
  •   Export de la géométrie au format DXF
  •   Export d'images aux format bmp, gif, tiff, jpeg et png
  •   Export d'une description du maillage au format txt

Principe du couplage

Couplage avec Quickfield



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