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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 Electrostatics est utilisé pour développer ou optimiser des systèmes mettant en jeu des diélectriques et des champs électriques : capacité, capteurs, actionneurs, … En général les grandeurs utilisées sont les tensions, le champ électrique, charges électriques, les forces électrostatiques, capacités...

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 (2D) ou "bodies" (3D). Ces propriétés sont accessibles d'un simple "clic droit" (voir image ci-contre).

Caractéristiques (2D)

  •   Permittivité linéaire isotrope ou anisotrope
  •   Charge électrique
  •   Type de coordonnées

Caractéristiques (3D)

  •   Permittivité linéaire isotrope
  •   Charge électrique

Interface de définition matériaux diélectriques (2D)

Définition matériau pour l'analyse électrostatique


 
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 (2D et 3D)

  •   Tension électrique (2D et 3D)
  •   Charge surfacique (2D) ou linéique (3D)
  •   Conducteur flottant (tension uniforme) (2D et 3D)
  •   Conditions périodiques (2D)

Entités faces (3D)

  •   Tension électrique
  •   Charge surfacique
  •   Conducteur flottant (tension uniforme)

Entités vertex (2D et 3D)

  •   Tension électrique
  •   Charge électrique linéique



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

Fonctionnalités 2D Fonctionnalités 3D

  •   Coordonnées cartésiennes
  •   Coordonnées radiales
  •   Tension U
  •   E, Ex ou Ey
  •   D, Dx ou Dy
  •   Gxx, Gyy, Gxy, G1, G2 (gradE)
  •   Permittivité
  •   Densité d'énergie

  •   Coordonnées cartésiennes
  •   Coordonnées radiales
  •   Tension U
  •   E, Ex ou Ey
  •   D, Dx ou Dy
  •   Permittivité
  •   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

Fonctionnalités 2D Fonctionnalités 3D

  •   Coordonnées cartésiennes
  •   Coordonnées radiales
  •   Tension U
  •   E, Ex ou Ey
  •   D, Dx ou Dy
  •   Gxx, Gyy, Gxy, G1, G2 (gradE)
  •   Permittivité
  •   Densité d'énergie

  •   Coordonnées cartésiennes
  •   Tension U
  •   E, Ex ou Ey
  •   D, Dx ou Dy
  •   Permittivité

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
  •   Charge électrique
  •   Force mécanique
  •   Couple mécanique
  •   Energie de surface
  •   Différence de potentiel
  •   Potentiel moyen
  •   …

  •   Longueur contour, surface, volume
  •   Force, couple mécanique
  •   Charge électrique
  •   Energie stockée
  •   Energie de surface
  •   Différence de potentiel
  •   Potentiel surfacique moyen
  •   Potentiel volumique moyen
  •   …

Postprocesseur - valeurs intégrales

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 (tableau)
  •   Composantes Nx, Ny du vecteur normalisé (tableau)
  •   Tension (tableau + courbe)
  •   Champ électrique E, Ex, Ey, Et, En (tableau + courbe)
  •   gradient Gxx, Gyy, Gxy, G1, G2 (gradE) (tableau + courbe)
  •   Champ électrique D, Dx, Dy, Dt, Dn (tableau + courbe)
  •   Permittivité ε (tableau + courbe)
  •   Densité d'énergie w (J/m³) (tableau + courbe)

Postprocesseur - tableaux et courbes disponibles

Post-processeur : tableaux et courbes


 
Fonctions spécifiques (2D)

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

Calcul de capacité

  •   Par la méthode des charges : Q = C*V
  •   Par la méthode énergétique : W = (C*V²)/2
  •   Définition de la capacité par conducteurs pré-définis


" Capacitance wizard "

Post-processeur : calcul de capacité


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


Tracé de particules

  •   Quatre type : électron, proton, alpha, "unknown"
  •   Définition par : charge, masse, vitesse initiale ou énergie
  •   Source émettrice : coordonnées, nombre de trajectoire, angle initial
  •   Trajectoires dans le plan
  •   En chaque point : vitesse, accélaration, chemin et temps écoulé
  •   Hypothèse non-relativiste et champ des particules négligeable


" Postprocesseur : trajectoires "

Post-processeur : tracé de particules


 
Couplage et export

La recherche d'un design optimal ne se résume pas à optimiser une seule caractéristique. QuickField™ permet d'importer les forces électrostatiques de ce module dans le module Linear Stress . Il est ainsi possible d'étudier les conséquences de champ électriques intenses dans les diélectriques.

Fonctionnalités

  •   Import dans le module Linear Stress des forces électrostatiques
  •   Export des grandeurs parmi celles pouvant être définies par
      une courbe (U, E, Ex, Ey, D, Dx, Dy, ε, w, Gxx, Gyy, Gxy, G1, G2)
  •   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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