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车用永磁同步电机电磁-热耦合分析

汽车工程师 2023年第7期 32-36页

作者：魏颖颖王金昊郭守仑王斯博王宇中国第一汽车股份有限公司研发总院长春130013

以车用永磁同步电机为研究对象,根据电机定转子冲片的结构尺寸参数和性能参数,在电磁场有限元分析软件中建立二维仿真模型,求解出电机在特殊工况条件下的电磁场及损耗分布情况,将电磁场仿真得到的损耗密度导入温度场仿真软件,计算该工... 详细信息

以车用永磁同步电机为研究对象,根据电机定转子冲片的结构尺寸参数和性能参数,在电磁场有限元分析软件中建立二维仿真模型,求解出电机在特殊工况条件下的电磁场及损耗分布情况,将电磁场仿真得到的损耗密度导入温度场仿真软件,计算该工况条件下达到稳态的温度分布情况,由耦合仿真和单物理场仿真对比结果可知,耦合仿真的热点分布更集中,更有利于电机热风险的及时发现和改进。工况温升试验结果表明,耦合仿真温升数据与试验温升数据基本一致,证明了电机耦合仿真计算结果的准确性。

关键词：永磁同步电机电磁-热耦合有限元分析

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体声波滤波器的电磁-热耦合仿真方法

压电与声光 2019年第5期41卷 617-620页

作者：高杨韩超许夏茜西南科技大学信息工程学院

为了快速有效地得到体声波(BAW)滤波器在给定功率水平下的3D温度分布,提出一种电磁-热耦合仿真方法。首先搭建BAW滤波器的热仿真模型,并设置电磁-热耦合求解方式;然后由热仿真模型生成BAW滤波器的电磁模型,以提取BAW滤波器电磁模型中的... 详细信息

为了快速有效地得到体声波(BAW)滤波器在给定功率水平下的3D温度分布,提出一种电磁-热耦合仿真方法。首先搭建BAW滤波器的热仿真模型,并设置电磁-热耦合求解方式;然后由热仿真模型生成BAW滤波器的电磁模型,以提取BAW滤波器电磁模型中的导体损耗。最后以提取的损耗作为热仿真的热源,并由电磁-热耦合仿真得到滤波器的3D温度分布。仿真结果表明,在输入功率为1 W时,该BAW滤波器的7只谐振器中,第一只串联谐振器和第一只并联谐振器分别为最热的串联谐振器和最热的并联谐振器;滤波器案例中的热点温度为81.472℃,出现在第一只并联谐振器的顶电极中;冷点温度为49℃,出现在第三只并联谐振器的压电层中。

关键词：体声波滤波器体声波谐振器电磁-热耦合温度分布热源

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盘式永磁调速器电磁-热耦合仿真分析

煤矿机械 2020年第5期41卷 196-198页

作者：李范成石成江辽宁石油化工大学机械学院辽宁抚顺113001

针对盘式永磁调速器,利用Ansoft Maxwell和ANSYS Workbench软件进行了三维建模和电磁-热耦合仿真分析。研究了铜盘厚度、气隙厚度和永磁体厚度对盘式永磁调速器的转矩和温度的影响。研究结果为后续样机的结构设计和冷却系统的设计提供... 详细信息

针对盘式永磁调速器,利用Ansoft Maxwell和ANSYS Workbench软件进行了三维建模和电磁-热耦合仿真分析。研究了铜盘厚度、气隙厚度和永磁体厚度对盘式永磁调速器的转矩和温度的影响。研究结果为后续样机的结构设计和冷却系统的设计提供了参考。

关键词：盘式永磁调速器建模电磁-热耦合温度转矩

电磁与热耦合下平板型偏滤器靶板疲劳寿命预测研究

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电磁与热耦合下平板型偏滤器靶板疲劳寿命预测研究

作者：曹金中国科学技术大学

学位级别：硕士

偏滤器是托卡马克装置内部最靠近等离子体的部件之一,会面临复杂而严峻的运行工况带来的考验,高热负荷将导致偏滤器产生很大的热应力和变形,当等离子体发生垂直位移事件或等离子体破裂事件时,也会产生巨大的电磁载荷作用在偏滤器上,对... 详细信息

偏滤器是托卡马克装置内部最靠近等离子体的部件之一,会面临复杂而严峻的运行工况带来的考验,高热负荷将导致偏滤器产生很大的热应力和变形,当等离子体发生垂直位移事件或等离子体破裂事件时,也会产生巨大的电磁载荷作用在偏滤器上,对偏滤器的结构和材料是极大的考验。为进一步提高聚变堆偏滤器的安全性和可靠性,本文参考ITER设计了超汽化平板型偏滤器靶板结构,进行热负荷下的结构优化设计,开展了平板型偏滤器靶板在电磁、热载荷下的安全性能评估,建立了电磁和热复杂运行工况下的可靠性疲劳寿命预测模型。本文首先阐述了超汽化平板型靶板强化换热的原理,采用欧拉-欧拉两相流模型以及RPI沸腾模型,针对超汽化平板型靶板结构开展过冷沸腾数值模拟分析,研究了三种翅片结构在不同质量流速和不同热流密度条件下的换热能力,并进行翅片与壁面之间间隙尺寸的优化。针对优化后的结构,进行有限元热结构分析,结果表明其能够满足承受10 MW/m2的稳态热负荷要求和结构强度要求,在此基础上,根据局部应变-寿命法、Neuber法则以及材料的疲劳寿命循环曲线对该结构开展了稳态热负荷下的疲劳寿命评估,并使用ITER内部部件设计评估标准对换热部件进行了棘轮失效分析,结果表明结构不会发生棘轮失效。然后针对等离子体垂直位移工况和大破裂工况,探讨了 Halo电流和涡流机理,通过仿真分析和理论计算的方式得到了 Halo电磁力和涡流电磁力的大小,基于电磁结构耦合分析初步评估了结构的可靠性,并进一步模拟冲击过程中真实的应力状态,对超汽化结构进行瞬态动力学分析,依据聚变装置内部部件的弹性、弹塑性评估准则对结构开展了安全性能评估,表明结构具有很高的可靠性。最后采用多元线性回归的方法建立电磁和热耦合下超汽化平板型靶板结构的疲劳寿命预测模型,通过该多元线性回归模型能对平板型靶板结构进行寿命预测,根据模型的参数特性从理论上对模型进行了检验,并设计了部件制备和寿命实验方案以修正疲劳寿命模型。本文对于电磁与热载荷作用下的平板型偏滤器靶板结构可靠性及疲劳寿命分析建立了一套完整的体系,所建立的疲劳寿命模型能够合理评估平板型偏滤器靶板在聚变装置服役过程中的疲劳寿命。

关键词：偏滤器超汽化电磁-热耦合应力分析疲劳寿命

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油井电磁清蜡器中电磁-热耦合场的数值模拟

自动化技术与应用 2015年第4期34卷 71-75页

作者：王君莉常健王新掌郑州华信学院机电工程学院河南郑州451150 南华大学环境保护与安全工程学院湖南衡阳421001 河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454000

为了减少感应加热对电磁清蜡器腔管的热蚀,提高电磁清蜡器的使用寿命,在分析油井电磁清蜡器感应加热过程的基础上,利用ANSYS的APLD语言建立了电磁清蜡器的电磁-热耦合场有限元模型。重点对油井电磁清蜡器处理腔管中的电磁—热耦合场进... 详细信息

为了减少感应加热对电磁清蜡器腔管的热蚀,提高电磁清蜡器的使用寿命,在分析油井电磁清蜡器感应加热过程的基础上,利用ANSYS的APLD语言建立了电磁清蜡器的电磁-热耦合场有限元模型。重点对油井电磁清蜡器处理腔管中的电磁—热耦合场进行了仿真分析,得出了腔管内外壁的温度分布规律。仿真结果表明:电磁感应加热5s,钢管表面温度升高至175.128℃;加热10s钢管表面温度达到了343.286℃,避免了常规电阻式加热钢管明显的温升滞后现象,体现了电磁感应加热的升温速度快的特点,20s后钢管内的温度分布比较均匀,钢管总体温度在490~569℃的范围内,钢管内壁与钢管表面温差在77.323℃以下。

关键词：电磁-热耦合感应加热 ANSYS 数值模拟

基于电磁-热耦合模型的直埋电缆载流量计算及间距的影响研究

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电气应用 2015年第19期34卷 85-89页

作者：杨上兴华南理工大学广州学院

准确地计算电缆载流量,对电缆的安全、稳定运行具有重要意义。然而,当电缆间距离较短时,电缆群间的电磁效应增强,IEC 60287不能给出电缆损耗准确的计算公式,从而使得电缆载流量存在一定的误差。为了准确地计算短间距敷设条件下电缆群的... 详细信息

准确地计算电缆载流量,对电缆的安全、稳定运行具有重要意义。然而,当电缆间距离较短时,电缆群间的电磁效应增强,IEC 60287不能给出电缆损耗准确的计算公式,从而使得电缆载流量存在一定的误差。为了准确地计算短间距敷设条件下电缆群的载流量,提出了电缆的电磁-热耦合模型。该模型以110 k V交联聚乙烯电缆为例,利用多物理场耦合分析软件Comsol Multiphysics对不同间距电缆的电磁场和温度场进行了同步耦合计算,并与IEC 60287标准的计算结果比较分析。计算实例表明:基于电磁-热耦合模型的载流量计算结果比IEC 60287准确度更高;当电缆间距较长时,IEC 60287和电磁-热耦合模型计算电缆载流量误差较小;当电缆间距较短时,两种算法计算电缆载流量误差相对比较大。

关键词：电力电缆载流量短间距电磁-热耦合

高功率微波作用下微系统中电磁-热耦合效应仿真新方法及验证

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高功率微波作用下微系统中电磁-热耦合效应仿真新方法及验证

2021年全国天线年会

作者：王寅达李谭毅王一尧冯豪强张浩轩王卫杰朱国栋赵振国谢浩詹启伟尹文言浙江大学电磁信息与电子集成创新研究所上海交通大学高速电子系统设计与电磁兼容研究教育部重点实验室中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心

在系统级封装中,电磁-热耦合效应会对滤波器的性能产生影响。本文通过麦克斯韦方程和热传导方程描述了电磁-热耦合过程,以及运用时域有限元方法离散麦克斯韦方程和热传导方程,从而建立了可计算模型。基于可计算模型和JAUMIN框架发展了... 详细信息

在系统级封装中,电磁-热耦合效应会对滤波器的性能产生影响。本文通过麦克斯韦方程和热传导方程描述了电磁-热耦合过程,以及运用时域有限元方法离散麦克斯韦方程和热传导方程,从而建立了可计算模型。基于可计算模型和JAUMIN框架发展了支持并行计算的自研软件,用于仿真滤波器和系统级封装结构的电磁-热耦合效应。为了验证自研软件仿真结果的准确性,我们基于滤波器结构对比了自研软件和HFSS的S参数仿真结果。然后使用自研的仿真软件对系统级封装结构的电热耦合过程进行模拟,分析系统级封装结构中滤波器的热稳定性。基于自研仿真软件,我们比较了考虑和不考虑热效应的时候得到的S参数仿真结果。仿真结果显示考虑热效应时,滤波器结构的S21参数向右偏移了0.2G。

关键词：电磁-热耦合滤波器 S参数系统级封装热稳定性时域有限元

来源： cnki会议评论

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板件感应淬火的电磁-热耦合模拟分析

板件感应淬火的电磁-热耦合模拟分析

油浸式变压器饼式绕组电磁-温度-流体场双向耦合数值建模与分析

湖北省第十届热处理年会

作者：郑小玲杨春梅张明松戴晟三峡大学机械与材料学院

用基于电磁-热耦合的有限元分析模型求解中频感应淬火的45钢制板状零件的温度分布。通过对感应加热、水淬冷却等环节的模拟计算,得到了板件感应加热时不同厚度处的温度随时间变化的趋势和淬火冷却时加热面和背面的温度-冷却时间的关系;... 详细信息

用基于电磁-热耦合的有限元分析模型求解中频感应淬火的45钢制板状零件的温度分布。通过对感应加热、水淬冷却等环节的模拟计算,得到了板件感应加热时不同厚度处的温度随时间变化的趋势和淬火冷却时加热面和背面的温度-冷却时间的关系;结合分析加热终了时沿工件厚度方向上的温度分布和冷却过程的数值模拟结果,发现在所采取的感应加热工艺条件下完全可以保证所要求的淬硬层深度。所得结果为进一步优化板状零件的中频连续感应淬火工艺提供了依据。

关键词：感应淬火板件电磁-热耦合温度数值模拟

来源： cnki会议评论

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北京交通大学学报 2020年第4期44卷 141-149页

作者：刘慧娟杜晋文张振洋刘威北京交通大学电气工程学院北京100044

为提高油浸式变压器绕组温度场仿真计算的精确性,针对该类变压器饼式绕组和变压器油的材料参数均随温度变化的特点,通过分析研究其电磁场、温度场与流体场的三场控制方程及三场间耦合变量的关系,提出将电磁场与温度场松耦合,在温度场与... 详细信息

为提高油浸式变压器绕组温度场仿真计算的精确性,针对该类变压器饼式绕组和变压器油的材料参数均随温度变化的特点,通过分析研究其电磁场、温度场与流体场的三场控制方程及三场间耦合变量的关系,提出将电磁场与温度场松耦合,在温度场与流体场之间进行紧耦合实现电磁-温度-流体场三场耦合的建模方法.结合数值迭代计算的原理,以单匝导线作为三场间迭代计算数据映射的基本单元,应用有限元法与有限体积法联合求解.然后,针对一台实际的配电变压器低压饼式绕组,在测试且计及导线匝间绝缘对传热计算影响、对剖分网格进行敏感性分析基础上,建立饼式绕组三场耦合仿真模型,仿真计算饼式绕组的温度场分布和变压器油的运动特性.最后结合三场间的耦合理论公式对仿真结果进行了合理性分析验证.结果表明:提出的建模方法和所建的三场耦合仿真模型能有效地考虑三场间的耦合作用,从而提高计算结果的精确性,而且其计算时间在工程应用范围内可接受.

关键词：饼式绕组电磁-热耦合流固耦合紧耦合松耦合