The invention discloses an electromagnetic thermal electromagnetic device analysis in stress three field coupling coupling calculation method. According to the principle of electromagnetic wave propagation and impedance boundary conditions of electromagnetic waves in the microwave electromagnetic loss model of metal wall by microwave devices, microwave electromagnetic loss model between electromagnetic field and stress field coupling, a plane wave is incident on metal microwave device is formed in the inner part of the electromagnetic field distribution will generate heat, first calculate the heat loss distribution inside wall of metal according to the distribution of heat loss, solving the temperature field distribution is obtained, according to the thermal strain distribution calculation of temperature field distribution, to obtain the results of coupling. The invention is based on the electromagnetic wave propagation principle of electromagnetic thermal stress field coupling three simplified calculation of electromagnetic heat, heat stress two times two calculation, greatly reduce the computational complexity, strong applicability in engineering analysis.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种金属微波器件分析计算方法,尤其是涉及了一种电磁器件分析中电磁-热-应力三场耦合的去耦合计算方法。
技术介绍
所谓多物理场耦合,指在一个系统中,多个物理场交织在一起,互相影响,互相作用而彼此影响的物理现象,这种现象在客观世界和工程实际中广泛存在,只要多个物理场存在且各物理场之间发生了能量交换,必然随之会产生多物理场耦合系统。各种物理场现象都可以用偏微分方程来描述,如热、电、力。多物理场的本质是偏微分方程组。金属微波器件是非常典型的、具有强烈耦合度的多物理场环境,包括电磁场、温度场、力场的相互耦合。由于很多因素同时起作用,必须给出一种可以同时处理这些因素作用的多物理场联合分析方法。描述金属微波器件涉及电磁、热、力多种物理现象的组合,而这些现象都基于特定的物理规律,这些物理规律可借助于偏微分方程得到精确描述和分析。故解决多物理场耦合的基础是建立它们的数学模型,这需要充分了解各物理场的基本理论,列出其数学模型(偏微分方程组),多物理场分析意味着求解多维度的偏微分方程组。系统性地讨论它们之间的场耦合关系,得到偏微分方程体系,建立电-热-应力约束条件下的典型空间金属微波器件模型。
技术实现思路
为了简化电磁-热-应力三场耦合计算的复杂度,本专利技术的目的在于提供了一种电磁器件分析中电磁-热-应力三场耦合的去耦合计算方法。为了达到上述目的,本专利技术采用的技术方案是如图1所示:根据电磁波传播原理与阻抗边界条件建立电磁波在金属微波器件内壁的微波电磁损耗模型,通过微波电磁损耗模型将电磁场和力场之间去耦合,使得电磁场通过温度场间接与力场耦合,进而对力场分布计 ...
【技术保护点】
一种电磁器件分析中电磁‑热‑应力三场耦合的去耦合计算方法,其特征在于包括以下步骤:根据电磁波传播原理与阻抗边界条件建立电磁波在金属微波器件内壁的微波电磁损耗模型,通过微波电磁损耗模型将电磁场和力场之间去耦合,使得电磁场通过温度场间接与力场耦合,进而对力场分布计算。
【技术特征摘要】
1.一种电磁器件分析中电磁-热-应力三场耦合的去耦合计算方法,其特征在于包括以下步骤:根据电磁波传播原理与阻抗边界条件建立电磁波在金属微波器件内壁的微波电磁损耗模型,通过微波电磁损耗模型将电磁场和力场之间去耦合,使得电磁场通过温度场间接与力场耦合,进而对力场分布计算。2.根据权利要求1所述的一种电磁器件分析中电磁-热-应力三场耦合的去耦合计算方法,其特征在于:所述的平面波入射到金属微波器件,在金属微波器件的内部形成电磁场分布并产生热量,先计算获得金属内壁产生的热损耗分布,热损耗包括电阻性损耗和磁性损耗,根据热损耗分布进行求解得到温度场分布,根据温度场分布计算获得热应变分布,获得去耦合计算结果。3.根据权利要求1所述的一种电磁器件分析中电磁-热-应力三场耦合的去耦合计算方法,其特征在于:在所述平面波入射到金属微波器件采用以下方式计算获得去耦合计算结果:第一,先通过电场形式下具有附加边界条件的波动方程获得金属微波器件内的电场分布,接着利用麦克斯韦方程组以及本构关系计算出电位移、磁感应强度、磁场强度和自由电流密度物理量,从而获得电磁场分布情况;第二,采用以下公式计算获得电阻性损耗Qrh与磁性损耗Qml:...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈昱舟,周天益,王瑞,吴明光,崔万照,皇甫江涛,冉立新,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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