COMSOL Multiphysics^® 6.2 リリースハイライト

AC/DC モジュールのアップデート

AC/DC モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics^® には, 新しい磁気機械 (回転)(時間周期) インターフェース, 電気モーターと発電機をモデル化するための新しいカップリング, および移動液体, 気体, 固体物体を含むモデルを簡単に定義するための機能が導入されています. アップデートの詳細については, 以下をご覧ください.

電気機械解析用の新しい高速ソルバー

非線形時間周期問題については, 新しい磁気機械 (回転)(時間周期) インターフェースを使用して定常状態条件を直接求解できるようになりました. これは, 時間次元に周期性を課し, 定常ソルバーを使用してすべての時間フレームを一度に解くことによって実現されます. このアプローチでは, 周期的な定常状態に達するまで時間依存の問題を実行するという方法と比較してかなりの量の計算時間を節約できます. さらに, 高度なマルチフィジックス問題で使用できるように, 周波数領域の内容 (高次高調波) に直接アクセスできるようになります. 典型的な応用例はモーターと変圧器の研究で, 積層損失と電磁力が熱伝達, 構造力学, 圧力音響と連成することにより, 特にパラメトリックスイープと最適化に焦点を当てています. この新しいインターフェースは, 永久磁石モーターとキャンベル図および永久磁石モーター効率マップのチュートリアルモデルに使用されています.

単一導体コイルとマルチターンコイルの周期性のサポート

コイルおよび一般的な導体 (撚り線または単線) については, 3D での真の周期性がサポートされるようになりました. 磁場インターフェース, 磁場および電場インターフェース, および回転機械 (磁気) インターフェースのコイルドメインに使用されるジオメトリ解析サブ機能に, 周期条件機能と一緒に使用される周期境界サブ機能が装備されました. これは, モーターチュートリアルシリーズで紹介されているように, セクター対称の形式を持つ電気機械モデルに特に役立ちます.

モーターと発電機用の新しいマルチフィジックスインターフェースとマルチフィジックスカップリング

回転機械における新しい磁気弾性相互作用マルチフィジックスインターフェースは, 磁気力 (回転機械) マルチフィジックスカップリングを使用して, 固体力学インターフェースと回転機械 (磁気) インターフェースを組み合わせます. このマルチフィジックスカップリングは, 構造と電磁気をドメインレベルで連成します. 変形可能な回転構造にマックスウェル応力によって引き起こされる荷重を加えます. このマルチフィジックスインターフェースには構造力学モジュールが必要であることに注意してください.

回転機械マルチフィジックスインターフェースにおける磁気剛体相互作用は, 同じ磁力 (回転機械) マルチフィジックスカップリングを介して, マルチボディダイナミクスインターフェースと回転機械 (磁気) インターフェースを組み合わせます. この場合, マルチフィジックスカップリングは, 空隙力に起因する変形と応力がステーターとローターにどのように分布するかを計算します. アプリケーションの中には, 磁気軸受やアンバランスなローターを備えたモーターなどがあります. このマルチフィジックスインターフェースにはマルチボディダイナミクスモジュールが必要であることに注意してください.

前述の機能に加えて, 既存の電気機械カップリングのいくつかが組合わされて, ワークフローが合理化されています. これらの新しい追加は, 内部永久磁石モーターの電磁解析および機械解析および永久磁石モーターにおける磁気構造相互作用チュートリアルモデルで確認できます.

Restructured Magnetomechanics Multiphysics Couplings

The Magnetic Forces, Lorentz Coupling, and Magnetomechanical Forces multiphysics couplings have been deprecated and replaced by a single multiphysics coupling called Magnetomechanics. The coupling can be used to combine the Solid Mechanics interface with either the Magnetic Fields or Magnetic Fields, No Currents interface. If it is used to couple a Solid Mechanics interface with a Magnetic Fields, No Currents interface, the coupling becomes equivalent to the former Magnetic Forces coupling. If it is used to couple a Solid Mechanics interface with a Magnetic Fields interface, a check box enables the user to choose between options that are equivalent to the former Lorentz Coupling and Magnetomechanical Forces couplings. The new Magnetomechanics multiphysics coupling requires the MEMS Module, Structural Mechanics Module, or Acoustics Module.

磁場インターフェースにおける固体と液体の取り扱いの改善

磁場インターフェースの新しい既製のアンペアの法則 (固体) と流体のアンペアの法則機能により, 移動する材料を使用したモデルの構築が簡単になります. これらの機能は, 一方では液体, 気体, 真空, 他方では固体オブジェクトに対して適切な座標座標系が使用されることを保証する, よりユーザーフレンドリーな実装を提供します. さらに, この機能により, 流体のアンペアの法則機能により磁気流体力学やプラズマ物理学との結合が可能になり, 固体のアンペアの法則機能により磁気機械結合が可能になり, マルチフィジックス結合のより直観的な設定が可能になります. Hartmann 境界層および E コアトランスフォーマーチュートリアルモデルでこれらの新機能を確認してください.

磁場インターフェースの自由空間機能

新しいデフォルト機能である自由空間が磁場インターフェースに追加されました. これは, モデル化されたデバイスの近く (通常は空気または真空) の物理的条件を指定するために使用されます. この機能は, 他の機能 (固体または流体のアンペアの法則など) を追加して材料特性や励起形式をローカルに指定するための開始点となります. 自由空間機能には, 安定化オプションが組み込まれています. これにより, 自由空間の表皮深さが, 典型的な動作周波数でモデル化されたデバイスよりも1桁大きくなるように, 人工的な導電率項が追加されます. このように大きな表皮深さをもたらす小さな導電率は, 結果の忠実度にほとんど, またはまったく影響を及ぼさないと想定されますが, その存在により, ソルバーの信頼性と速度の両方が向上します. 安定化を手動で調整するためのユーザー定義オプションも利用できます. 海底ケーブル8 - 誘導効果3Dおよび非対称導体プレート上のマルチターンコイルのチュートリアルモデルでは, この新しい追加を紹介しています.

マルチターンコイルドメインのリッツワイヤーのサポート

一様化マルチターン導電体コイルのワイヤー特性セクションは, リッツワイヤーモデリングに通常使用されるいくつかのオプションをサポートするように拡張されました. これには, 単位長さあたりの (AC) 抵抗 (ユーザー定義の解析モデル, 測定値, またはサプライヤーが提供する仕様書から取得) を指定するオプションと, 合計実効抵抗を指定するオプションが含まれます. これらのオプションにより, 内部接触抵抗を持つミリケン導体や高周波で動作するリッツワイヤー (およびコイル) など, 非理想的な条件下で動作する撚り線導体をモデル化する際のワークフローが容易になります.

2D軸対称へ拡張された周期ペア機能

磁場インターフェースは, 2D軸対称で線形磁気機械をモデリングするための周期ペア機能をサポートするようになりました (以前は平面2Dでのみ利用可能でした). これにより, 回転対称 (管状) 機械を2Dでモデル化することが可能になります. 周期ペア機能は, スライディングメッシュの両側のフィジックスを接続します. 周期性は動きの方向です. 周期ペアの一般的な使用例は, 2Dモデルのリニアモーターです.

可動部に永久磁石を使用した三相リニア同期モーター

電流インターフェース, 磁場 (電流なし) インターフェース, および回転機械 (磁気) インターフェースの連続性とセクター対称のペア機能では, Nitsche 制約と呼ばれるスカラーポテンシャル自由度に対して新しい制約オプションが使用可能です. これらの制約では適合メッシュは必要なく, ラグランジュ乗数も必要ないため, メッシュシーケンスが簡素化され, より広範囲のソルバーオプションが可能になります.

終端端子の電圧励起

静電気インターフェース, 電流インターフェース, および磁場および電場インターフェースの端子機能には, 終端オプションが装備されています. これにより, 負荷または伝送線路を表す可能性のあるインピーダンスに端末を接続できるようになります. 終端オプションが拡張され, 電圧励起をサポートするようになりました. さまざまな高周波圧電 MEMS デバイスのモデル化に適しています.

電流のデバイ分散モデル

電流インターフェースでは, 分散分極モデルが導入されました. これらのモデルは, 弱導電性誘電体における過渡効果を説明します. 電流保存で, 材料タイプが固体に設定されている場合, 分散誘電体材料モデルを使用できるようになりました. 分散サブノードでは, デバイまたはマルチポールデバイ分散モデルが使用可能なオプションです. これらのモデルは, 生体電磁気学や組織モデリングなどの電磁 (EM) 加熱のモデルに使用でき, 周波数領域および時間依存の解析にも利用できます.

シェルインターフェースの圧電材料 (積層) 機能

以前のバージョンの積層シェルインターフェースで利用可能な圧電材料機能と同様に, 圧電材料 (積層) 機能がシェルインターフェースに追加されました. この追加により, シェルインターフェースを使用して薄い圧電複合材料を求解する際のアセンブリと計算の時間が節約されます. この機能には構造力学モジュールが必要であることに注意してください.

導電性シェルとピエゾ抵抗性シェルの浮遊電位

電流 (シェル) インターフェースと電流 (積層シェル) インターフェースでは, 新しい浮遊電位サブ機能が導電性シェルとピエゾ抵抗性シェルの機能に追加されました. 浮遊電位ノードは, 浮遊電位で金属電極をモデル化するときに使用されます. ピエゾ抵抗シェル機能には MEMS モジュールが必要であることに注意してください.

磁場および電場インターフェースの背景場機能

新しい機能である背景磁束密度が磁場および電場インターフェースに追加されました. これにより, たとえば液体金属をモデル化するときに背景を追加する便利な方法が提供されます. この新機能は, 熱伝達を伴う液体金属ブランケットのハートマン流れチュートリアルモデルで確認できます.

新しいチュートリアルモデルとジオメトリパーツ

COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.2 では, いくつかの新規および更新されたチュートリアルモデルとジオメトリパーツが AC/DC モジュールに追加されます.