三维有限元法在横向磁通涡流感应加热中的应用

对镀锌生产线上连续运动的薄钢板的横向磁通感应加热过程应用了三维有限元分析.所采用的数学模型包含一组稳态涡流问题的偏微分方程和含运动媒质的傅立叶热传导方程,对涡流场和与之相耦合的温度场进行了计算.为了提高计算效率,对问题的简化和边界条件的处理进行了分析.为了使薄板表面的温度均匀分布,应用正交试验法对感应加热器的结构进行了优化.     

感应加热电饭煲电磁场与漏磁分析

为了研究感应加热电饭煲空间电磁场对其热效率的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,利用ANSOFT软件建立样机三维电磁场有限元模型.在其他条件不变的情况下,分别采用两种磁条结构分析比较了样机模型中电磁场与输出涡流功率的分布情况,并且对样机的漏磁情况进行了分析.将实验测得的漏磁、热效率与仿真值进行对比,验证了仿真方法的正确性.有限元法对感应加热电饭煲电磁场与漏磁的分析结果为相关感应加热系统的优化设计、安全使用提供了参考.     

一种新型电磁感应加热结构的仿真与分析

电磁感应加热结构存在热量散失大、加热效率低的问题.因此,提出一种新型加热结构并对其进行仿真分析.利用Maxwell仿真软件对电磁加热结构的涡流场进行仿真,建立新结构模型,研究不同条件下的磁场分布,从而确定符合实际应用的加热结构参数;使用Ansys-fluent对流体的温度场进行仿真计算,确定合适的入水口流速.最后,根据...     

大电流母排三维涡流场-温度场耦合分析

利用有限元方法建立大电流开关柜母排的三维涡流场——温度场耦合分析模型,计算三维涡流场,得到磁感应强度和焦耳损耗的大小及分布规律;将焦耳热作为热源,通过顺序耦合方式计算出母排的温度场分布情况.实验结果验证了计算模型的准确性.在此基础上深入探讨不同工作电流对母排产生的温度场的变化规律,对设计大电流开关柜有参考价值.     

感应加热热熔釜分析及仿真

为实现热熔釜加热系统高效、节能、低污染,利用感应加热的方式对热熔釜进行加热.通过FLUX软件对热熔釜感应加热过程进行数值模拟,得到热熔釜在时间、空间上的温度分布.并把仿真结果与实验结果进行对比分析,证明仿真结果的可靠性.通过改变影响感应加热的主要因素对仿真结果进行优化,实验验证加热效率从72.2%提高到88.2%.仿真结果可以为该类感应加热热熔釜的进一步发展研究提供指导.     

大型工件感应加热的有限差分模型分析

应用感应加热理论和热传导理论,建立大型工件的感应加热显示有限差分模型,分析渗透层对热量分布的影响。使用C++程序进行工件温度分布计算,并基于MATLAB得到温度场的仿真结果图。结果表明,由于集肤效应对感应加热涡流的影响,工件表面温度上升速度快且最终趋于稳定;模型计算速度快、精度高,可为实际工程提供参考。     

IPM在感应加热中的应用

简述了高频感应加热及变频器的原理及应用，介绍了智能功率模块的使用方法，分析了不同频率下导磁材料和非导磁材料的热加工效率。     

管道感应加热过程的计算机模拟

研究管道感应加热的数学模型,推导有限元分析计算公式,编制轴对称零件感应加热过程的计算机仿真软件,并对一典型厚壁管道的感应加热过程进行了数值仿真,给出了温度场的仿真结果。本文的计算机仿真结果,对管道感应加热过程中工艺参数的确定有指导意义。     

半固态金属坯料感应二次加热的模拟计算研究

在半固态金属坯料感应二次加热过程中和过程结束时,坯料中的温度水平及分布均匀性是触变成形成败的关键.本文分析了感应加热条件下影响坯料温度的因素,建立了坯料感应加热温度变化数学模型,根据推导出的感应加热温度分布解析解,利用MATLAB软件进行编程计算,模拟研究了加热功率和加热频率对坯料温度分布和所需加热时间的影响,确定了合理的加热工艺.     

轴承内环感应加热拆卸器的研制及其有限元仿真

在理论分析的基础上,研制了基于工频感应加热技术的轴承内环感应拆卸器。通过ANSYS有限元软件,构建了感应拆卸器的基本模型。对感应加热过程中拆卸器内的电磁场和工件内的温度场进行了计算机仿真,得出了磁场强度和温度的分布规律及温度对时间历程的变化规律。仿真结果不仅证明了涡流集肤效应的存在,而且通过对拆卸器磁场和温度场的有限元耦合分析,获得了轴承内环拆卸器的设计参数。通过对轴承内环感应加热温度的测试实验,证明了计算机仿真的正确性。     

感应加热工件内电磁场计算及其有限元模拟

根据感应加热机理,从麦克斯韦方程组出发,导出了长柱形导体感应加热工件内电磁场和涡流密度分布的基本方程.借助MATLAB和ANSYS软件进行了电磁场和涡流分布计算,形象描述了感应加热中的电磁场分布规律及集肤效应.计算结果表明,有限元解与理论解吻合得较好,为进一步理解感应加热工件内电磁场和涡流分布提供了很好的依据.     

铜-铝-铜三层复合板内部涡流场分布研究

利用有限元分析软件ANSYS对新型铜-铝-铜三层复合板内部涡流场进行模拟计算.在铜、铝、铜三层厚度之和一定的条件下，改变复合板的电流加载和其它尺寸，得到同一复合板在不同电流加载情况下的电流密度分布，以及相同电流加载不同铜层厚度时所对应的电流密度分布，同时计算出各种情况下复合板的总阻抗.实验表明：在加载一定的情况下，流经复合板的电流和总体阻抗随着铜覆盖层厚度的增加逐渐减小，增到一定厚度以后，电流和阻抗的变化就很小了；在电压一定的条件下，随着电流频率的增加，铜铝复合板中心线处的电流密度呈变小的趋势；根据仿真得出：复合板阻抗值随电流频率的改变呈线性变化规律，该结论为实现用铜-铝-铜三层复合板取代纯铜及纯铝母线排提供了理论和设计依据.     

A novel hybrid FEM-BEM method for 3D eddy current field calculation using current density J

To solve a large eddy current field is one of the most difficult problems in the numerical computation of electromagnetic field. For this purpose, currently, the FEM and the BEM are widely used. The former is good at dealing with the close regions, nonlinearity and complicated mediums and the latter is fit to solve the problems of open regions and linearity. However, for complicated eddy current field problems in electrical engineering, either the FEM or the BEM is not successful. Therefo…     

脉冲涡流解析模型研究范

研究任意层平板型导电结构脉冲涡流(PEC)差动探头输出信号的解析模型.建立谐波激励下探头阻抗的解析模型,并将探头阻抗解析模型由二重积分转化为定积分,大大减小了计算量;采用有限项傅里叶谐波近似脉冲信号,建立差动探头等效电路,从而应用叠加原理以仿真电压脉冲激励下探头的输出信号.为了验证模型的有效性,针对导电结构厚度检测问题进行仿真与实验测量.计算结果与实验结果吻合良好,表明研究结果是正确的.研究的脉冲涡流探头输出解析模型可用于理解脉冲涡流检测机理、构建探头响应仿真器和改进反演算法．     

钢板移动式感应加热的多场耦合数值分析

针对钢板的感应加热弯板成形问题,利用ANSYS软件的物理环境法建立了钢板移动式感应加热的电磁-热-结构耦合分析的数值模型。为了实现移动加热的模拟,采用节点约束方程解决了钢板、感应器和空气间隙组成的求解域的多场耦合问题,数值计算结果与实验数据吻合,验证了数值模型的正确性。然后,对钢板感应加热过程进行了数值分析,得出结论:感应加热过程中,涡流集中分布于感应器前端的钢板金属,有利于钢板快速升温,并迅速进入准稳态加热状态;在加热结束时,磁通密度外扩形成感应加热过程所特有的端部效应,从而影响钢板端部的温度分布及最终的板边变形。     

时变非线性涡流场的一种分析方法

变压器在过激磁情况下运行,由于磁场高度饱和及非线性,使磁场和电流的计算十分复杂,而且在激励源是电压源时,传统的解法不能适用。本文考虑到电压激励源作用,应用场、路结合来计算磁场和电流的时空分布,以时间周期性作为约束条件,进行有限元数值求解,新方法对单相变压器空载运行时的磁场和电流的计算结果,与实验测得电流大小和波形作了对比,证明比传统的有限元法具有减少运行计算时间和提高计算精度等显著优点。     

边光滑有限元-边界元耦合法计算二维瞬态涡流场

为了提高二维瞬态涡流场的计算精度与速度,结合边光滑有限元法计算精度高和边界元法占用计算机内存少的优点,提出一种基于边光滑有限元法——边界元法相结合的混合算法(ES-FEM-BEM)来计算二维瞬态涡流场.在相同网格划分密度下,相较于传统的有限元-边界元耦合算法(FEM-BEM)而言,该混合算法具有明显提高计算精度的优点.同时建立了二维脉冲线圈-铝板模型,并对铝板表面的磁场强度进行计算.结果表明:在网格划分密度相同的情况,ES-FEM-BEM的计算结果与测量结果的最大相对误差只有3.4%,而FEM-BEM的计算结果与测量结果的最大相对误差达到31.8%.基于边光滑有限元法和边界元法耦合的混合算法,可为瞬态开域涡流场分析提供重要的参考依据.