[發(fā)明專利]任意形狀磁體磁場空間分布仿真模擬方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010579036.5 | 申請日： | 2020-06-23 |
| 公開（公告）號： | CN111709150B | 公開（公告）日： | 2023-04-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 謝夢君;劉大剛;劉臘群;王輝輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 電子科技大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20 |
| 代理公司： | 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215 | 代理人： | 劉勛 |
| 地址： | 610000 四川*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 任意 形狀 磁體 磁場 空間 分布 仿真 模擬 方法 | ||
1.任意形狀磁體磁場空間分布仿真模擬方法，其特征在于，包括下述步驟：
步驟一、在直角坐標(biāo)系下，將假想磁荷模型提出的位函數(shù)利用拉普拉斯方程進(jìn)行有限差分，獲得三維空間上磁位的迭代公式；
步驟二、分別按笛卡爾直角坐標(biāo)系和Yee網(wǎng)格模型將系統(tǒng)分為兩套網(wǎng)格；
第一套網(wǎng)格中，采用笛卡爾直角坐標(biāo)系，根據(jù)磁體和添加材料的尺寸進(jìn)行網(wǎng)格剖分，并建模：
對于任意形狀磁體模型，其網(wǎng)格面心處賦有假想面磁荷密度σ，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處賦有磁勢網(wǎng)格體心處賦有永磁體和其他添加材料的相對磁導(dǎo)率μr，靜態(tài)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs放置于網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處；設(shè)置誤差精度ε和邊界條件，利用磁位迭代公式進(jìn)行迭代，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)誤差精度時迭代停止，得到模擬空間范圍內(nèi)所有的磁位分布；運(yùn)用磁勢求偏導(dǎo)數(shù)公式計(jì)算靜態(tài)磁場強(qiáng)度Hs，靜態(tài)磁場強(qiáng)度Hs乘以其所在空間處權(quán)重后的相對磁導(dǎo)率求出此網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處的靜態(tài)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs；
步驟三、第二套網(wǎng)格采用Yee網(wǎng)格模型，將步驟二求得的靜態(tài)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs利用線性插值的方法，插值到Y(jié)ee網(wǎng)格模型節(jié)點(diǎn)處，對于電場平均權(quán)重到Y(jié)ee網(wǎng)格線兩端點(diǎn)上，對于磁場則平均權(quán)重到Y(jié)ee網(wǎng)格面四個角點(diǎn)上，并對位于Yee網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處的場進(jìn)行疊加；
步驟四、將Yee網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的電磁場信息線性插值到宏粒子在笛卡爾坐標(biāo)系中的實(shí)際位置處，用牛頓-洛倫茲運(yùn)動方程計(jì)算受力，推動粒子動量的更新，繼而推動粒子的坐標(biāo)位置的更新；
循環(huán)執(zhí)行步驟三、四，直到模擬結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的任意形狀磁體磁場空間分布仿真模擬方法，其特征在于，所述步驟三中采用下述權(quán)重方式，將位于原Yee網(wǎng)格棱心上的電場矢量E及網(wǎng)格面心上的磁場矢量B經(jīng)過權(quán)重，通過線性插值的方法插值到笛卡爾坐標(biāo)系網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上：
對于整網(wǎng)格點(diǎn)(i,j,k)x方向的場分量，
i為笛卡爾坐標(biāo)系中x方向坐標(biāo)值，j為笛卡爾坐標(biāo)系中y方向坐標(biāo)值，k為笛卡爾坐標(biāo)系中z方向坐標(biāo)值。
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