CST瞬态计算和稳态仿真对比
本期话题是关于瞬态场计算的,同样的正弦激励问题,用稳态SS求解和瞬态TR求解哪个精度更高?
SS稳态场,高频工程师习惯称为频域计算,该场下所有激励和响应都为正弦。TR则为瞬态场,高频工程师习惯称为时域计算。
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模型非常简单,线圈通50Hz正弦交流电,下方板材为非线性导磁金属材料。网格、收敛容差、边界等设置完全相同且合理。
咱用SS和TR做两组计算,第一组都不考虑涡流,也就是电导率设置为0。第二组都考虑涡流。观察金属板上一点的磁通响应B。
看第一组计算数据:
选取某时刻磁通云图可以说几乎一样,不说以为我贴了俩一样的图,为了证明没截错我把选相位和时间步的GUI界面一起截了。
将TR和SS的相位和时间一一对应排列。可见SS的磁通响应和标准cos函数完全相同(这里拿cos当正弦举例,请不要在意这个细节,只是计算时候差了个相位,说明计算没有任何问题,完全符合SS求解器的算法。而TR则稍微偏离标准cos函数。且不说TR准不准,首选可以判断的是SS肯定是不够准的,材料是非线性的,在正弦的激励下怎么会得到一个还是满足正弦的响应呢?
咱再来看第二组含了涡流的计算:
可见SS和TR都偏离了标准cos函数,偏离程度两者还是有将近一倍差距的。那就无法直接判断说谁更准确了。但可见这时候的SS也并非标准cos函数了,打破了求解器所说的所有量都得是正弦的说法,也是考虑了涡流的了。
选取同一时刻,涡流形态是相同的幅值稍有不同SS的稍大点。
经过上面两组对比,那么问题来了,SS稳态(频域)看起来没TR(时域)的准,那么SS存在的意义是什么?如果连磁密都算不准,那么怎么又能算准衍生的损耗以及后续的发热形变。
如上说的是磁场,非线性的情况多,电场计算中大多数是线性处理的,但是实际应用中,不管受温度影响也好,材料实际属性是很少有真正非线性的,那么100%的仿真精度又从何谈起?实际偏差还带点运气成分?
我把问题抛出来了,各位小伙伴各自讨论哈。