无线充电的电磁-热分析
理论与物理
非接触供电线圈的效率与温升。谐振型/非谐振型。
老师的解释很清楚!关于非接触供电线圈效率的困惑都解开了。
控制方程
离散化方法
这个方程,在计算机上具体是怎么求解的呢?
使用有限元法(FEM)进行空间离散化。组装单元刚度矩阵,构建整体刚度方程。
矩阵求解算法
矩阵求解算法,具体指的是什么呢?
通过直接法(LU分解、Cholesky分解)或迭代法(CG法、GMRES法)求解联立方程。对于大规模问题,带预处理的迭代法非常有效。
| 解法 | 分类 | 内存使用量 | 适用规模 |
|---|---|---|---|
| LU分解 | 直接法 | O(n²) | 小~中规模 |
| Cholesky分解 | 直接法(对称正定) | O(n²) | 小~中规模 |
| PCG法 | 迭代法 | O(n) | 大规模 |
| GMRES法 | 迭代法 | O(n·m) | 大规模·非对称 |
| AMG预处理 | 前处理 | O(n) | 超大规模 |
也就是说在有限元法这部分偷懒的话,后面会吃苦头对吧。我铭记在心!
商用工具中的实现
那么,要进行无线充电的电磁-热分析,可以用哪些软件呢?
| 工具名 | 开发商/现状 | 主要文件格式 |
|---|---|---|
| JMAG-Designer | JSOL Corporation | .jmag, .jproj |
| Ansys Maxwell | Ansys Inc. | .aedt, .maxwell |
| COMSOL Multiphysics | COMSOL AB | .mph |
| Ansys Mechanical (旧ANSYS Structural) | Ansys Inc. | .cdb, .rst, .db, .ans, .mac |
供应商的谱系与产品整合历程
各个软件的诞生过程,是不是还挺有戏剧性的?
JMAG-Designer
JMAG具体是指什么呢?
日本JSOL Corporation开发。专为电气设备设计优化的电磁场分析工具。
当前所属: JSOL Corporation
Ansys Maxwell
请介绍一下「Ansys Maxwell」!
Ansoft Maxwell。低频电磁场分析。2008年并入Ansys。
当前所属: Ansys Inc.
听到这里,终于明白为什么日本的产品重要了!
COMSOL Multiphysics
请介绍一下「COMSOL Multiphysics」!
1986年成立于瑞典。最初作为与MATLAB联动的FEMLAB开始,后更名为COMSOL。在多物理场方面有优势。
当前所属: COMSOL AB
文件格式与互操作性
在不同软件之间传递数据时,有什么注意事项吗?
| 格式 | 扩展名 | 类型 | 概要 |
|---|---|---|---|
| STEP | .stp/.step | 中性CAD | 符合ISO 10303的3D CAD数据交换格式。支持几何+PMI。 |
| IGES | .igs/.iges | 中性CAD | 早期的CAD数据交换标准。曲面数据的兼容性存在问题。正逐步向STEP迁移。 |
在不同求解器之间转换模型时,需要注意单元类型的对应关系、材料模型的兼容性、载荷与边界条件的表达差异。特别是高阶单元和特殊单元(如粘聚单元、用户自定义单元等),在求解器之间往往无法直接转换。
原来如此…格式看起来简单,实际上内涵很深呢。
实务注意事项
有没有那种教科书上没有的“现场智慧”呢?
网格收敛性的确认、边界条件的合理性验证、材料参数的灵敏度分析都非常重要。
嗯,状态不错嘛!亲自动手实践是最好的学习方式。有不明白的地方随时可以问我。
尼古拉·特斯拉梦想的无线输电——100年后实现的无线充电物理
なった
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