耀唐解讀
Abaqus是大家所熟知的結(jié)構(gòu)非線性有限元軟件，具有強大的結(jié)構(gòu)仿真能力。
除此之外，Abaqus還有其它物理場求解功能，如：流體、聲學、熱學、靜電以及靜磁場分析能力。
本文主要介紹Abauqs靜電場分析能力以及熱電耦合案例。
Abaqus靜電場分析-熱電耦合案例
電磁場分析范圍一般以頻率大小來劃分，對于頻率低于1MHz以下的，我們認為是低頻分析，如電動機、發(fā)電機、變壓器、傳感器、執(zhí)行器、渦流制動、感應(yīng)加熱、懸浮、電槍等等。
通俗來講，如果波長遠小于結(jié)構(gòu)尺寸，近似作為低頻分析是合適的。對于高頻分析，則超出了Abaqus軟件的功能，需要使用專業(yè)的電磁場軟件（如CST）進行仿真分析。
Abaqus靜電場分析-熱電耦合案例
靜電場主要理論是庫侖定律和高斯定律，研究靜止電荷產(chǎn)生的電場。涉及到的物理參數(shù)主要是電導率和介電常數(shù)，前者代表材料的導電能力（與電阻率互為倒數(shù)），后者是材料在外部電場作用下的極化能力。
在結(jié)構(gòu)工程師領(lǐng)域，更多的是結(jié)合歐姆定律以及焦耳定律，分析產(chǎn)品由電生成熱的能力以及相應(yīng)的熱應(yīng)力分析等。
因此，進行此類分析主要有以下幾點需要注意：
材料屬性主要是電導率、介電常數(shù)、導熱系數(shù)以及熱膨脹系數(shù)（如需計算熱應(yīng)力）等。
需要考慮集膚效應(yīng)，在建模時需要考慮計算域大小。由于導體中有交流電或者交變電磁場時，導體內(nèi)部的電流分布不均勻，導體內(nèi)的電流會集中在導體的表面。因此可以適當減小計算域的大小以提高效率，同時在網(wǎng)格劃分時對近導體表面的網(wǎng)格適當加密、導體內(nèi)部網(wǎng)格稀疏來減少計算量。
電勢是一個相對量，因此邊界條件定義時至少需要考慮一個參考電勢（電壓）。例如，最簡單的靜電場分析可以是給定材料的電導率、給定兩個不同的電壓條件（或一個電壓+一個電流條件）。
網(wǎng)格劃分時，有類流體分析的邊界層網(wǎng)格來考慮集膚效應(yīng)
Abaqus靜電場分析-熱電耦合案例
計算結(jié)果如下圖：
焦耳熱云圖（1/8）與焦耳熱云圖（全模型）
Abaqus作為結(jié)構(gòu)軟件，補充的靜電場功能，更多還是用于電-熱-力耦合分析，即靜電場產(chǎn)生的焦耳熱導致的結(jié)構(gòu)變形影響。如需更復雜的電磁場分析，還需要專業(yè)的電磁場仿真軟件。
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