层压钢

Simcenter STAR-CCM+ 可用于对层压钢材料中涡流的主导差模进行建模。

导电率和磁导率

电工钢片的导电率和磁导率通常为正交各向异性：
图 1. EQUATION_DISPLAY
σ m ¯ ¯ = { σ m x , σ m y , σ m z }
(4324)
图 2. EQUATION_DISPLAY
μ m ¯ ¯ = { μ m x , μ m y , μ m z }
(4325)

要定义导电率，将层压法向方向 n ^ 指定为与层压层正交的单位矢量。正方向可以是任意方向，但是，在局部坐标系中，正方向可以归类为竖直或 z 轴方向。

法向 ( z ^ = n ^ )、滚动 ( x ^ ) 和横向 ( y ^ ) 方向的导电率和磁导率的所有三个对角张量都有些不同，尤其是在取向电工钢中。

在大多数情况下，磁导率为高度非线性。因此，制造商可以为材料提供一个单独的平均导电率和一个单独的 B-H 标量表。为方便起见，假设层压叠片的有效导电率在垂直于层压叠片的方向为零：
图 3. EQUATION_DISPLAY
σ ¯ ¯ = { σ m , σ m , 0 }
(4326)

层压叠片

对于创建每层时使用的金属片的厚度，将其定义为层金属厚度 ( h m )。假设这些层的厚度都相同。

总层厚度 h 可视为金属层厚度和绝缘层厚度 h i 之和。
图 4. EQUATION_DISPLAY
h = h m + h i
(4327)
层叠因子（也称为金属填充因子）可以定义为金属厚度与总厚度之比：
图 5. EQUATION_DISPLAY
s = h m h
(4328)
如果绝缘厚度可忽略或未知， h i ≈ 0 ：
图 6. EQUATION_DISPLAY
s ≈ 1.0
(4329)

磁场

差模电流将替换为层压钢模型磁增强项。从理论上讲，这是使用时间导数各向异性关系定义的：
图 7. EQUATION_DISPLAY
H L S = s 3 σ ¯ ¯ h 2 12 ∂ B ∂ t
(4330)
据此，层压中的总磁场变为：
图 8. EQUATION_DISPLAY
H = B μ − 1 ¯ ¯ + H L S
(4331)

其中 B 为磁通量密度，使用 B-H 表求解钢的逆磁导率 μ − 1 ¯ ¯ 。