ویژگی کویل یک میدان الکتریکی خارجی یا چگالی جریان را در امتداد جهت سیم پیچ اعمال می کند. گره ها نیاز به تنظیمات اضافی در مدل های سه بعدی برای تعیین هندسه و جهت جریان جریان دارند.
ویژگی کویل
گزینه های موجود در ویژگی کویل به مدل هادی انتخابی بستگی دارد :
• | هنگامی که از هادی منفرد استفاده می شود، جهت سیم پیچ در مرحله مطالعه پیش پردازش اختصاصی تحلیل هندسه سیم پیچ محاسبه می شود . |
• | هنگامی که از چند چرخشی همگن استفاده می شود، ورودی نوع سیم پیچ نحوه تعیین جهت جریان جریان را تعیین می کند. جایگزین های موجود عبارتند از: خطی ، دایره ای ، عددی و تعریف شده توسط کاربر . گزینه Numeric جریان جاری را در مرحله مطالعه پیش پردازش اختصاصی Coil Geometry Analysis محاسبه می کند . سه گزینه دیگر نیازی به پیش پردازش ندارند. |
 |
|
در حالت چند چرخشی هموژن ، نوع سیم پیچ تعیین می کند که چگونه جهت سیم های تشکیل دهنده سیم پیچ مشخص شده است، همچنین روشی که برای محاسبه طول متوسط و سطح مقطع متوسط دامنه یا مرز استفاده می شود. طول سیم پیچ و مساحت سیم پیچ برای محاسبه متغیرهای توده ای مانند ولتاژ القایی یا مقاومت کل استفاده می شود.
برای مدل هایی که تنها بخشی از هندسه را نشان می دهند (به دلیل تقارن)، طول کل و سطح مقطع سیم پیچ (به عنوان طول سیم پیچ و مساحت سیم پیچ) با ضرب دامنه یا طول مرز و مساحت در مقدار مناسب محاسبه می شود. ضرایب ضرب مشخص شده در مشخصات Symmetry در زیر ویژگی ها.
بخش‌های زیر گزینه‌های احتمالی موجود برای ویژگی کویل را شرح می‌دهند.
مدل چند چرخشی هموژن – نوع سیم پیچ خطی
در یک سیم پیچ خطی ، سیم ها مستقیم و موازی هستند. برای مشخص کردن جهت سیم‌ها، از زیرگره پیش‌فرض Coil Geometry برای انتخاب یک لبه مستقیم یا گروهی از لبه‌های مستقیم خطی در طول کل سیم پیچ استفاده کنید. جهت سیم پیچ به عنوان بردار مماس بر لبه ها در نظر گرفته می شود (در پنجره گرافیک با یک فلش قرمز نشان داده شده است)، در حالی که طول سیم ها در دامنه، طول کل لبه ها است. اگر طول یال ها با طول دامنه مطابقت ندارد، تیک گزینه Override length of the edges را انتخاب کرده و طول صحیح را مشخص کنید. برای ویژگی های دامنه، متوسط سطح مقطع دامنه از حجم و طول دامنه محاسبه می شود. برای تعیین سطح مقطع دیگر، را انتخاب کنیدتیک گزینه Override domain area و ناحیه صحیح را مشخص کنید.
مدل چند چرخشی هموژن – نوع کویل دایره ای
در یک سیم پیچ دایره ای ، سیم ها به صورت دایره ای حول یک محور مشترک پیچیده می شوند. برای مشخص کردن جهت سیم‌ها، از یک زیرگره Coil Geometry برای انتخاب گروهی از لبه‌ها که یک دایره یا بخشی از یک دایره را در اطراف محور سیم پیچ تشکیل می‌دهند، استفاده کنید. از لبه‌های انتخاب شده، محور سیم‌پیچ محاسبه می‌شود و جهت سیم‌ها به صورت جهت زاویه‌ای حول محور در نظر گرفته می‌شود که با فلش‌های قرمز مشخص شده است. طول سیم پیچ مورد استفاده به عنوان حجم سیم پیچ تقسیم بر سطح مقطع سیم پیچ محاسبه می شود، مگر اینکه کادر روش تحلیل هندسه قوی استفاده کنید علامت زده شود. هنگامی که از روش قوی استفاده می شود، طول سیم پیچ به سادگی طول لبه های انتخاب شده است.
الگوریتم تجزیه و تحلیل هندسه تنها در صورتی می تواند محور و جهت را تعیین کند که یک هندسه در مدل وجود داشته باشد. اگر مدل هندسه ندارد، به عنوان مثال هنگام استفاده از مش های وارداتی، با انتخاب تیک Use robust geometry analysis method از روش تحلیل جایگزین استفاده کنید. این روش حتی بدون هندسه نیز قابل استفاده است، اما لازم است که لبه های انتخاب شده یک دایره کامل تشکیل دهند تا به درستی کار کنند. اگر نه روش پیش‌فرض و نه روش جایگزین کار نمی‌کند، یک جایگزین این است که نوع سیم‌پیچ را روی User defined تنظیم کنید و به صورت دستی جهت سیم‌ها را با استفاده از یک سیستم استوانه‌ای مشخص کنید .
مدل چند چرخشی هموژن – نوع سیم پیچ عددی
در یک سیم پیچ عددی ، مسیر سیم ها در سیم پیچ به صورت عددی در یک مرحله مطالعه اضافی در طول حل محاسبه می شود. این امکان مدل سازی سیم پیچ هایی با اشکال پیچیده را فراهم می کند. برای تنظیم محاسبات تحلیل عددی جریان جریان در یک سیم پیچ، اطلاعات اضافی در مورد هندسه سیم پیچ باید با استفاده از زیرگره پیش فرض Geometry Analysis و شرایط مرزی تحت آن ارائه شود.
به طور پیش‌فرض، شرط مرزی ورودی (برای تحلیل هندسه) در زیرگره تحلیل هندسی در دسترس است . برای سیم‌پیچ‌های باز (که انتهای آن‌ها روی مرزهای خارجی قرار دارند)، این شرط را روی مرز ورودی، یعنی مرزی که سیم‌ها در آن وارد حوزه سیم‌پیچ می‌شوند، اعمال کنید. روی گره Geometry Analysis کلیک راست کنید، یک زیرگره Output (برای تحلیل هندسه) اضافه کنید و آن را روی مرز خارجی جایی که سیم ها از دامنه خارج می شوند اعمال کنید.
برای سیم پیچ های حلقه بسته، شرط مرزی ورودی را در یک مرز داخلی متعامد به جهت سیم ها اعمال کنید.
برای تکمیل تنظیمات، قبل از مرحله مطالعه اصلی، یک مرحله مطالعه Coil Geometry Analysis به مطالعه اضافه کنید.
 | Coil Geometry Analysis می تواند چندین سیم پیچ را در یک مرحله پردازش کند. به منظور تجزیه و تحلیل فقط سیم پیچ های خاص، کادر حل فقط سیم پیچ های خاص را انتخاب کنید و نام سیم پیچ ها را به عنوان یک لیست جدا شده با کاما وارد کنید. |
 |
|
مدل چند چرخشی هموژن – نوع سیم پیچ تعریف شده توسط کاربر
در یک سیم پیچ تعریف شده توسط کاربر ، جریان جریان (جهت سیم ها) را می توان به عنوان یک فیلد برداری دلخواه در زیرگره هندسه سیم پیچ تعریف شده توسط کاربر وارد کرد . میدان برداری وارد شده می تواند یک عبارت تحلیلی یا راه حل فیزیک دیگری باشد (به عنوان مثال، میدان برداری محاسبه شده توسط یک رابط مختصات منحنی ). برای اینکه مسئله مغناطیسی راه حلی داشته باشد، میدان برداری باید تا حد امکان عاری از واگرایی باشد، به این معنی که جریان جریان نمی تواند منابع یا فرورفتگی در حوزه شبیه سازی داشته باشد و همچنین نمی تواند از مرزهای داخلی منشاء بگیرد. در عمل، این بدان معنی است که جریان جریان یا باید در مرزهای خارجی خاتمه یابد، یا باید در یک حلقه بسته شود.
از آنجایی که ویژگی سیم پیچ هیچ اطلاعاتی در مورد هندسه ندارد، تنظیمات اضافی مورد نیاز است:
• | طول دامنه (برای ویژگی های دامنه) یا طول مرز (برای ویژگی مرزی) را وارد کنید ، که باید میانگین طول سیم پیچ از ورودی تا خروجی باشد – طول متوسط یک سیم، بدون در نظر گرفتن تقارن یا تعداد چرخش. |
• | برای ویژگی های دامنه، از زیرگره های هندسه سیم پیچ تعریف شده توسط کاربر – ورودی و خروجی – برای انتخاب مرزهای ورودی و خروجی سیم پیچ، جایی که جریان جریان وارد یا از دامنه شبیه سازی خارج می شود، استفاده کنید. اگر سیم پیچ در یک حلقه بسته شود، هیچ انتخابی لازم نیست. |
مدل تک هادی
راه اندازی سیم پیچ هنگام استفاده از مدل تک هادی مشابه تنظیمات مورد نیاز برای مدل چند چرخشی هموژن شده – مورد نوع سیم پیچ عددی است ، تنها تفاوت این است که مرحله مطالعه تحلیل هندسه سیم پیچ، جریان فیزیکی را به جای جهت محاسبه می کند. از سیم ها برای اطلاعات بیشتر به آن بخش مراجعه کنید.
کویل تک دور
ویژگی 3D Single Conductor Coil در رابط میدان های مغناطیسی در نسخه های قبلی COMSOL Multiphysics موجود بود . این ویژگی منسوخ شده است – رویکرد توصیه شده برای مدل‌سازی یک سیستم فیزیکی، استفاده از ویژگی کویل با مدل یک هادی یا رابط میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی است .
هنگام باز کردن مدل‌های ایجاد شده در نسخه‌های قبلی نرم‌افزار، این ویژگی همچنان برای سازگاری با عقب در دسترس است.
این گره یک حوزه رسانای جامد، معمولا یک سیم یا یک سیم پیچ، با سطح مقطع غیر قابل اغماض را نشان می دهد. گره مرزی یک لایه نازک رسانا را نشان می دهد که ضخامت آن کوچک است (همچنین در مقایسه با عمق پوست). برای اعمال بقای جریان در حوزه، یک متغیر وابسته اضافی با بعد یک پتانسیل الکتریکی (واحد SI: V) به مسئله اضافه می‌شود و معادله تداوم جریان در سیستم معادلات معرفی می‌شود. این متغیر به عنوان پتانسیل سیم‌پیچ نامیده می‌شود ، اما فقط ارتباط ضعیفی با پتانسیل الکترواستاتیکی دارد و باید به جای نمایش یک کمیت فیزیکی ملموس، یک متغیر کمکی در نظر گرفته شود. در گره سیم پیچ Single-Turn می توان خواص موادی که در معادله پیوستگی استفاده می شود را مشخص کرد.
تحریک با استفاده از زیرگره‌های تخصصی اعمال می‌شود: یک زیرگره تغذیه مرزی محدودیت‌هایی را بر روی پتانسیل سیم‌پیچ برای یک مرز خارجی اعمال می‌کند، در حالی که یک زیرگره زمینی ، پتانسیل سیم‌پیچ را در مرزهای انتخاب شده صفر می‌کند.
 | برای اطمینان از اینکه معادله تداوم جاری دارای یک راه حل فیزیکی است، یک دامنه سیم پیچ را فقط بر روی مرزهای خارجی خاتمه دهید یا آن را در یک حلقه ببندید. |
یک زیرگره تغذیه شکاف یک شکاف نازک در حوزه رسانا را مدل می کند که در آن اختلاف پتانسیل یا جریان اعمال می شود. این ویژگی باید در مرزهای داخلی حوزه رسانا اعمال شود و برای مدل‌سازی حلقه‌های بسته مفید است.
 | برای ویژگی سیم پیچ تک چرخشی، تنها یک ویژگی تغذیه فعال در یک زمان قابل استفاده است. یعنی می توان از یک ویژگی Boundary Feed یا Gap Feed استفاده کرد، نه هر دو. |
 | تغذیه شکاف باید با احتیاط در مدل‌سازی فرکانس بالا استفاده شود، زیرا یک چگالی جریان جابجایی وابسته به مش وجود دارد که در عناصر درست خارج از لبه‌های مرزی مرز تغذیه شکاف جریان دارد. اگر این عناصر دارای رسانایی غیر صفر باشند، این مشکل می تواند حتی در فرکانس های پایین تر ظاهر شود. |
