电磁学 博客文章
如何使用导线、表面和固体创建静电模型
COMSOL 软件最新版本中的附加产品 —— AC/DC 模块可以创建将导线、表面和实体结合的静电模型。这一技术被称为边界元法，它可以单独使用，也可以与基于有限元法的模型结合使用。在本篇博客中，我们介绍了如何使用新功能方便地建立一个包括许多极细螺旋线的模型。 COMSOL Multiphysics® 软件中基于边界元法的接口 边界元法（BEM）是有限元法（FEM）的补充，COMSOL Multiphysics® 软件中内置了基于该方法的接口。下表总结了基于边界元法的三种不同类型的接口： 接口 适用的物理场 带接口的产品 是否能够模拟导线 静电，边界元 二维和三维中的静电 AC/DC 模块 是 电流分布，边界元 二维和三维电化学应用中的电流 电镀模块，腐蚀模块 是 偏微分方程，边界元 二维和三维中的拉普拉斯方程 COMSOL Multiphysics（无需附加产品） 否 这些接口非常相似。尽管本文重点介绍静电接口，但是如果你对其他两个接口感兴趣，其中的某些技术也同样适用。 什么是边界元法？ 与有限元法相比，边界元法不需要在整个计算域中生成一个体网格，这很难实现而且需要耗费大量资源。使用边界元法，我们仅需要一个极易生成的表面网格就可以解决这个问题。但是，这项优势需要付出相应的代价。COMSOL Multiphysics 中的边界元法不能用于例如非线性或一般非均质材料的模型中。下表总结了边界元法和有限元法在 COMSOL Multiphysics 中的优缺点。 建模任务 使用边界元法 使用有限元法 无限域 简单 通过使用大的封闭截断域，需要无限元或一个无限域的近似值 任意距离的后处理 简单 需要使用更大的截断域进行重新计算 导线 容易，可以用曲线模拟 需要对导线的直径进行网格剖分，以避免依赖于网格的解 体网格 不需要 需要 各向同性材料 简单 简单 各向异性材料 无法使用 简单 非线性材料 无法使用 简单 将有限元法模拟的域和使用边界元法模拟的域结合使用，我们可以获得两全其美的效果。例如，我们可以使用 AD/DC 模块中的静电 接口对一个各向异性的材料域进行建模，同时使用静电，边界元接口对周围的各向同性材料域进行建模。 示例：静电沉淀过滤器 下面，我们以创建一个静电沉淀过滤器的简化模型为例，来说明如何使用静电，边界元 接口。这种类型的过滤器用于各种工业环境中的颗粒过滤，如过滤燃煤电厂排出的废气中的颗粒。首先，高压线阵列在其周围产生电晕放电区域，从而为不需要的粒子充电。然后，带电粒子在电场中朝着接地的金属板（集电极）迁移，并在粒子层变得太厚而使过滤器的性能下降时，被定期刮除。 模拟电晕放电、电离和带电粒子迁移的整个物理过程非常复杂，这超出了本文讨论的范围。下面，我们仅从纯静电的角度模拟滤波器模，这使模型简单但也相当普遍。此外，我们还介绍了一种适用于多种其他电气设备的建模方法。如果您想进一步了解该静电沉淀过滤器模型的详细信息，请参见COMSOL News 2012 第 21 页的文章。 如下图所示，本例中的过滤器由 6 个接地板和 60 根导线组成。导线被模拟为参数曲线，并保持电压在 50kV。 静电沉淀过滤器示例。 […]
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射线追踪算法的选择对解有什么影响？
在进行高频光学模拟时，你使用的是顺序、非顺序还是精确的射线跟踪算法?学习如何选择算法使你的解更精确。