Dispositivos electromagnéticos con piezas móviles: simulación con acoplamiento FEM/BEM
Autores: Rüberg, Thomas; Kielhorn, Lars; Zechner, Jürgen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Dispositivos electromagnéticos con piezas móviles: simulación con acoplamiento FEM/BEM
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Dispositivos electromagnéticos
Métodos de elementos finitos
Método de elementos de contorno
Piezas móviles
No linealidades de material
Fuerzas electromagnéticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
El análisis numérico de dispositivos electromagnéticos mediante métodos de elementos finitos (FEM) suele verse obstaculizado por la necesidad de incorporar el dominio circundante. La discretización del aire puede volverse compleja y tiene que ser truncada por fronteras artificiales, lo que incurre en un error de modelado. Aún más problemáticos son las partes móviles que requieren re-mallado tedioso y técnicas de mapeo. En este trabajo, abordamos estos problemas utilizando el método de elementos de contorno (BEM) en conjunto con FEM. Mientras que las partes sólidas del dispositivo eléctrico se discretizan mediante FEM, que puede tener en cuenta fácilmente las no linealidades del material, el dominio circundante se representa mediante BEM, que solo requiere una discretización de la superficie. Este enfoque evita completamente una malla de aire y su re-mallado durante la simulación con partes móviles o deformables. Nuestro enfoque es robusto, muestra una complejidad óptima y proporciona un cálculo preciso de las fuerzas electromagnéticas que se requieren para estudiar el comportamiento mecánico del dispositivo.
Descripción
El análisis numérico de dispositivos electromagnéticos mediante métodos de elementos finitos (FEM) suele verse obstaculizado por la necesidad de incorporar el dominio circundante. La discretización del aire puede volverse compleja y tiene que ser truncada por fronteras artificiales, lo que incurre en un error de modelado. Aún más problemáticos son las partes móviles que requieren re-mallado tedioso y técnicas de mapeo. En este trabajo, abordamos estos problemas utilizando el método de elementos de contorno (BEM) en conjunto con FEM. Mientras que las partes sólidas del dispositivo eléctrico se discretizan mediante FEM, que puede tener en cuenta fácilmente las no linealidades del material, el dominio circundante se representa mediante BEM, que solo requiere una discretización de la superficie. Este enfoque evita completamente una malla de aire y su re-mallado durante la simulación con partes móviles o deformables. Nuestro enfoque es robusto, muestra una complejidad óptima y proporciona un cálculo preciso de las fuerzas electromagnéticas que se requieren para estudiar el comportamiento mecánico del dispositivo.