組込みユーザーインターフェース

AC/DC モジュールには, 上記の電磁気学の各分野に対応したユーザーインターフェースが組み込まれており, 特定のモデリング目的のバリエーションを提供します. これらのインターフェースでは, ドメイン方程式, 境界条件, 初期条件, 事前定義されたメッシュ, 定常および過渡解析のソルバー設定を持つ事前定義されたスタディ, および事前定義されたプロットと計算値がセットで定義されます.

また, 異なるインターフェースを接続し, 簡単にモデル化する機能もあります. これは, インダクター, コイル, モーターに便利です.

磁気材料

AC/DCモジュールには, 強磁性体, フェリ磁性体, 軟磁性体 (B–H曲線), 硬質磁性体 (永久磁石) を含む包括的な磁性材料データベースが含まれています.非線形材料モデル, 有効B–H曲線および複素透磁率を用いた周波数領域での磁気損失モデル, さらに Jiles–Atherton モデルに基づく異方性ヒステリシスに対応しています.

積層電磁鋼板のモデリングには, 積層コアモデリング機能や Steinmetz および Bertotti などの経験的損失モデルが用意されており, 個々のラミナを分解せずに現実的な損失推定が可能です.

材料は空間依存, 異方性, 時間依存, 場依存な物性として定義できます.異方性非線形性, 永久減磁, キュリー効果などを含むユーザー定義特性およびカスタム挙動のモデリングに完全に対応しています.

薄構造および積層材料

非常に薄い構造は, 直流, 静電, 静磁場, 誘導解析に対するシェル定式化を用いて効率的にモデル化できます. さらに, 多層シェル構造における直流のモデリングにも対応しています. 電磁シェルモデリングにより, 薄い体積領域を等価な物理挙動を持つゼロ厚さの境界条件に置き換えることで, ジオメトリ作成, メッシュ生成, 求解を大幅に簡略化できます.

高周波では表皮深さが小さくなり電流が導体表面に集中するため, 専用の境界機能によりさらに効率的な導体表現が可能です.

誘電体および弱導電材料については, 以下をサポートします:

• 分極効果および残留電気変位
• 強誘電挙動を含む広範な複素損失モデル
• 周波数領域および時間領域の分散モデル

組み込みの分散モデルには, マルチポール Debye, Cole–Cole, Havriliak–Negami モデルが含まれます.これらは生体組織モデリングやバイオエンジニアリング用途で特に重要です.

磁性材料と同じく導体および誘電体にも同様に柔軟性があります. ユーザー定義定式化により, 材料ライブラリを拡張してカスタム材料モデルを組み込むことができます.

無限領域または大規模領域

無限または大規模領域を正確にモデル化するために, 電場および磁場の両方の定式化に対して無限要素が利用可能です.静電場および静磁場解析では, 境界要素法 (BEM) が大規模または無限領域を表現するための代替手法を提供します.さらに, BEMは有限要素ベースのフィジックスインターフェースと連成でき, ハイブリッド BEM–FEM 解析が可能です.

コイル, 端子, デバイス励起

AC/DC モジュールの電磁モデリング機能には, 電磁励起, 負荷, デバイス挙動を高精度にシミュレーションするための専用機能が含まれます.

コイルモデリングツールは, 表皮効果および近接効果を伴う固体導体から, AC損失を最小化するために設計された撚り線束まで全て対応します. リッツ線, 密着巻きコイル, セグメント型高圧導体などの設計にも対応しています.

端子定義により, 浮遊電位, 測定点, 電気回路接続をサポートしながら, 電圧, 電流, 電荷を容易に指定できます. 分布容量およびインピーダンスのモデリングオプションにより, 誘電体または抵抗性コーティングを持つ電極を正確に表現できます.

汎用的な励起手法も用意されており, 接地面などの電圧拘束の指定や, 表面電流の直接定義が可能です.

電気および誘電体材料

導電材料は温度依存および電磁場依存の挙動の両方をサポートします. 電気力学条件下では, 表皮効果および近接効果を含めることも選択的に抑制することもでき, 積層鋼板, 巻線コイル, 撚り線束の効率的なモデリングが可能です. 特にリッツ線は, 個々の素線を分解することなく設計周波数以上でもモデル化できます.

データ抽出および結果評価

コイル, 端子, ポート などの励起機能は, 以下の電気量に対する出力変数を自動的に提供します:

• 電圧, 電流, 電荷
• 抵抗, インダクタンス, キャパシタンス
• S パラメーター

専用の周波数スイープ機能と最適化されたソルバー設定により, キャパシタンス, 抵抗, インダクタンス行列を効率的に抽出できます. この機能により, 詳細な有限要素モデルを簡略化された集中回路表現へ簡単に変換できます.

電磁力や総損失などの特定の物理量を計算するための専用機能も利用可能です.

豊富なカスタマイズ機能により, 解から得られる任意の量を評価, 積分, 微分できます. 多様な結果評価ツールにより, 解析に必要なデータを正確に抽出できます.

マルチフィジックス

電磁現象は通常マルチフィジックス環境で発生するため, AC/DC モジュールは例えば次のような他のアドオン製品とのカップリングのための広範なオプションを提供します:

• 構造力学モジュール
• 伝熱モジュール
• 音響モジュール
• CFD モジュール
• プラズマモジュール
• 電気放電モジュール

組み込みのマルチフィジックスカップリングにより, 磁気力学, 電気機械, ジュール加熱と熱膨張, 誘導加熱, 圧磁, 圧電, ピエゾ抵抗, 非線形磁歪, 電歪, 強誘電弾性, 熱電効果, 焦電効果, 磁気流体力学をモデル化できます.

これらに加えて, 手動でマルチフィジックスカップリングを定義し, 完全連成または逐次的アプローチで求解することも可能です.