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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 仿真模拟 » FEM基本理论 » comsol模拟螺旋形电感的电感量，计算结果随空气域的尺寸的变化而变化
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taxue1988

银虫 (小有名气)

[求助] comsol模拟螺旋形电感的电感量，计算结果随空气域的尺寸的变化而变化 已有1人参与

用comsol计算螺旋形电感的电感量，发现空气域的大小影响计算结果，请教大侠！
操作步骤是按照comsol官网上的“power_inductor”做的，线圈参数如下：4.5匝，主半径5mm，小半径0.5mm，轴向节距2mm；当空气域（圆柱）的尺寸（r*h）是10mm*20mm是，计算的值是140nH，但当空气域的尺寸改成20mm*50mm是，计算值是179nH，这是怎么回事？

comsol模拟螺旋形电感的电感量，计算结果随空气域的尺寸的变化而变化
不同计算结果.JPG


comsol模拟螺旋形电感的电感量，计算结果随空气域的尺寸的变化而变化-1
参考案例.JPG


comsol模拟螺旋形电感的电感量，计算结果随空气域的尺寸的变化而变化-2
模型.JPG@wuming524
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1楼 2017-05-20 19:16:35
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g57410000

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
taxue1988: 金币+50, ★★★很有帮助 2017-05-22 10:15:01
默认边界是磁绝缘，所以空间大小会影响模拟结果，这是正常现象   

1.要么区域足够大

2.要么增加无限元域，模拟无限大的空间
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taxue1988
微信公众号acoustic-world
2楼2017-05-20 19:45:15
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baozewei

新虫 (正式写手)
好专业

发自小木虫IOS客户端
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3楼2017-05-20 19:55:19
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taxue1988

银虫 (小有名气)
送红花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by g57410000 at 2017-05-20 19:45:15
默认边界是磁绝缘，所以空间大小会影响模拟结果，这是正常现象   

1.要么区域足够大

2.要么增加无限元域，模拟无限大的空间

加了一个球形无限元域，半径20mm，无限元层厚5mm，计算结果跟公式计算的差太多了
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4楼2017-05-21 14:01:44
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taxue1988

银虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by g57410000 at 2017-05-20 19:45:15
默认边界是磁绝缘，所以空间大小会影响模拟结果，这是正常现象   

1.要么区域足够大

2.要么增加无限元域，模拟无限大的空间

见下图
comsol模拟螺旋形电感的电感量，计算结果随空气域的尺寸的变化而变化-3
理论计算.JPG


comsol模拟螺旋形电感的电感量，计算结果随空气域的尺寸的变化而变化-4
无限元域计算结果.JPG
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5楼2017-05-21 14:05:42
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taxue1988

银虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by g57410000 at 2017-05-20 19:45:15
默认边界是磁绝缘，所以空间大小会影响模拟结果，这是正常现象   

1.要么区域足够大

2.要么增加无限元域，模拟无限大的空间

解决了，原来一直参考的power_inductor的步骤做的，2楼大侠提到的磁绝缘的空气域会影响计算结果，这个还没搞懂，以后有机会好好研究一下。
1、解决方案是采用了间隙馈给（5.2a好像都合并在“线圈”里了，并且没有明确标出边界条件和间隙馈给，所以也不用管了）的方式，具体可参考comsol官网http://cn.comsol.com/video/trans ... comsol-multiphysics “变压器与电感器的多物理场仿真”和https://wenku.baidu.com/view/91a5594e58f5f61fb73666dc.html “线圈载荷激励施加方式”两处，可能对入门的同学比较有帮助。采用间隙馈给时，使用的间隙一定要是一个域，不能是几个域拼接在一起的（尝试了好久，希望有大侠解读一下），但对于开环线圈，输入和输出端可能不在一起，这个时候就需要建立一个域与输入、输出端面接触（多余的部分可以通过差集减掉，总之就是建立一个与线圈不相交的域），这个域分配空气材质，并且磁场分析时，不要包括在里面。
2、对于空气芯线圈，一定要使用无限元域。自己可以做一个验证，comsol的inductor_3d和power_inductor都是有磁芯的，你为了验证，可以把磁芯的材料属性设置成和空气一样的属性，这个时候会发现，power_inductor会随着空气域的大小变化，计算结果不一样。，但inductor_3d却不会。但恢复磁芯材料属性后，改变空气域的大小，两个结果几乎都不怎么变，这说明，加磁芯可以将大部分磁场约束在磁芯内部，计算结果跟空气域中的微弱磁场关系很小，所以改变空气域大小基本不影响计算结果。但将磁芯材料属性改成空气后，空气域中有很多磁场，空气域的大小就会影响最终的计算结果（姑且这么理解吧，我也是小白一枚，说的可能不够专业）。
明白以上两点就可以做出比较接近理论计算的结果了，见图。
comsol模拟螺旋形电感的电感量，计算结果随空气域的尺寸的变化而变化-5
计算结果.JPG


comsol模拟螺旋形电感的电感量，计算结果随空气域的尺寸的变化而变化-6
理论预测.JPG
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6楼2017-05-22 10:39:04
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zhaopengdt

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
6楼: Originally posted by taxue1988 at 2017-05-22 10:39:04
解决了，原来一直参考的power_inductor的步骤做的，2楼大侠提到的磁绝缘的空气域会影响计算结果，这个还没搞懂，以后有机会好好研究一下。
1、解决方案是采用了间隙馈给（5.2a好像都合并在“线圈”里了，并且没有 ...

你好！请问您用的是5.2a吗？我并没在里面看到间隙馈给的选项。如果用的是coil的话，是将建立的连接线圈的空气域与线圈的两个交界面分别加上输入和输出端口吗？请您指点一下迷津，谢谢了。
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7楼2017-05-29 18:15:30
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taxue1988

银虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by zhaopengdt at 2017-05-29 18:15:30
你好！请问您用的是5.2a吗？我并没在里面看到间隙馈给的选项。如果用的是coil的话，是将建立的连接线圈的空气域与线圈的两个交界面分别加上输入和输出端口吗？请您指点一下迷津，谢谢了。...

是的，5.2a没有间隙馈给选项。https://wenku.baidu.com/view/91a5594e58f5f61fb73666dc.html “线圈载荷激励施加方式”可能用的是5.2a以前的版本。但是方法是一样的，只要用一个完整的域连接线圈端面，就可以把端面选为“输入”和“输出”，要不然会出现“不应用”的，希望能帮到你，我也刚开始学
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8楼2017-05-31 11:04:04
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lydzxx

新虫 (初入文坛)
你好，我想询问一下你有没有做过非线性磁芯的电感仿真，我现在做的时候总是出现电感值是nan
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9楼2017-12-21 20:29:25
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zhenjietie

新虫 (初入文坛)
这个例子的内存使用量怎么样，我做3D感应加热分析，几十G内存都挡不住
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10楼2018-03-15 10:40:56
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