励磁线圈模型参考

在有限体积模拟中，可使用励磁线圈模型，对固体材料中励磁线圈产生的电流密度进行建模。

Simcenter STAR-CCM+ 可通过 Eqn. (4332) 计算线圈电流密度，并将其作为源项添加到磁矢势方程 Eqn. (4241) 中。Simcenter STAR-CCM+ 还可根据 Eqn. (4341) 计算单位磁链。

在瞬态模拟中，励磁线圈模型还可计算单位电动势。


模型名称	励磁线圈
理论	请参见励磁线圈。
提供方式	[物理连续体] > 模型 > 可选模型
节点路径示例	连续体 > 物理 1 > 模型 > 励磁线圈
要求	物理模型：空间：二维、轴对称、三维之一时间：稳态或隐式非稳态材料：固体和多组分固体 > 多部件固体之一可选模型：电磁电磁：磁势模型之一使用谐波平衡模型时，励磁线圈模型始终需要涡流抑制模型。使用其他磁势模型时，仅瞬态模拟中需要涡流抑制模型。
激活	区域输入	电流密度幅值、励磁线圈电阻选项、励磁线圈参考横截面、局部方向场。请参见区域设置。
	报告选项	励磁线圈导体电阻、磁链。请参见报告。
	场函数	Specific Electromotive Force(单位电动势)、Specific Magnetic Flux Linkage(单位磁链)、局部方向场。请参见场函数。

区域设置

应用于固体区域。

励磁线圈电阻选项

当激活某一励磁线圈模型或创建励磁线圈电路元件时可用。用于指定励磁线圈区域的电阻。可以直接指定电阻值或指示 Simcenter STAR-CCM+ 自动计算该值。

方法	对应的物理值节点
自动默认设置。Simcenter STAR-CCM+ 根据导电率、长度和横截面面积自动计算线圈电阻。	无
无将线圈电阻设为零。	无
指定用于将线圈电阻指定为标量。	励磁线圈电阻在值属性中指定的线圈电阻，以欧姆为单位。

电流密度幅值

指定 Simcenter STAR-CCM+ 用于计算

J_{coil}

的参数（请参见 Eqn. (4332)）。

Simcenter STAR-CCM+ 可根据指定的基准面积

a_{ref}

计算线圈的横截面积

a_{0}

，该基准面积可以是实际的横截面积或以任意截面切割线圈获得的面积（请参见 Eqn. (4337)）。

要设置 Eqn. (4337) 中的物理量，可使用以下子节点：

安匝：指定切割线圈区域的线圈的匝数 $n_{t}$ 。当基准面积等于线圈的实际横截面积时， $n_{s} = 1$ 。
- 电流：将通过单条电线的电流 $I$ 指定为标量分布。除了用于设置标量分布的常用方法之外，Simcenter STAR-CCM+ 还提供了一个名为电路元件的额外方法。通过此方法，可选择电路元件并将通过此元件的电流用作励磁线圈内电流的输入。

在三维分析中，相对于励磁线圈参考横截面节点中指定的参考面积计算电流密度的幅值。在使用横向磁势模型的二维模拟中，将根据自动计算的 2D 区域面积计算电流密度幅值。

励磁线圈导体面积

在三维情况下，指定传导材料覆盖的面积。将电流驱动、标准线圈的根据部件子组指定设为关（默认值）。对于电流驱动、固体线圈，将其设为开，并定义单个线圈；请参见按子组应用物理量。

导体面积：指定导电材料覆盖的面积。可输入绝对值或相对值（总线圈面积的百分比）。Simcenter STAR-CCM+ 使用指定值计算线圈的直流电阻（请参见 Eqn. (4343)）。

励磁线圈截面数

在三维情况下，指定切割线圈区域的截面数

n_{s}

。当基准面积等于线圈的实际横截面积时，

n_{s} = 1

。将电流驱动、标准线圈的根据部件子组指定设为关（默认值）。对于电流驱动、固体线圈，将其设为开，并定义单个线圈；请参见按子组应用物理量。

励磁线圈参考横截面

在三维模拟中，可以通过选择适当的参考部件来指定参考面积

a_{ref}

（请参见 Eqn. (4337)）。参考部件可以是内部交界面边界或切割线圈区域的以下某个衍生部件：

励磁线圈参考高度

在使用横向磁势模型的二维模拟中，横截面

a_{0}

为 2D 域的面积。可通过指定 2D 区域的参考高度，定义对单位磁链进行积分时使用的体积。

局部方向场

设置 Eqn. (4337) 中的方向场

f

。

在三维分析中，可用属性包括：

方法：指定定义 $f$ 的方法。部件曲线方法可使用闭合环定义场方向。局部方向场 > 部件曲线属性：
- 曲线部分：用于选择表示局部场方向的部件曲线。选择闭合环或延长至计算域末端的曲线。如果选择线圈中的所有部件曲线，则无法给出正确表示。
- 表示：用于在可用几何和网格表示之间进行选择。
- 方向：将电流流向设为向前或向后。此设置相对于指定部件曲线的方向。

在使用横向磁势模型的二维分析中，局部方向场位于 Z 轴上。通过将方向属性设为适当的值 Go（电流流向为 +Z 方向）或 Return（电流流向为 -Z 方向）来指定符号。

励磁线圈导体电阻: 计算励磁线圈区域的直流电阻（请参见 Eqn. (4343)）。; 创建此报告时，需要指定要包括在报告中的区域。如果使用部件子分组定义线圈区域，确保区域中的每个子组具有相同的电流，该电流是在电流密度幅值 > 根据部件子组 > [子组] > 安匝节点下定义的。
磁链: 报告通过选定线圈部件或区域的磁链。如果选择励磁线圈电路元件，则其分配的区域将包含在磁链计算中。如果将“励磁线圈”模型与“有限元磁矢势”模型一起使用，则不要使用此报告。在这种情况下，激活“励磁线圈集总参数”模型并使用“正则化磁链”报告。有关更多信息，请参见励磁线圈建模。