【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机仿真领域，具体涉及一种基于有限体积法的低频电磁场仿真方法及系统。
技术介绍
1、电机作为现代工业中不可或缺的设备之一，其重要性不言而喻。从家用电器到交通运输、工业制造等，不同类型的电机在各自领域都发挥着关键作用。为了设计出高效、可靠的电机，电磁场仿真软件的使用变得至关重要。这些软件可以计算电机设计过程的主要指标如扭矩、反电势、电感等，帮助工程师深入了解电机并优化设计。
2、目前市场上主流的低频电磁场仿真软件有ansys maxwell、cst studio suite、comsol multiphysics等。这些软件可以较好的对电机进行仿真与优化，但也仍存在许多不足。以ansys maxwell为例，该软件的计算精度较高，但是计算速度一般，稳定性较差，遇到复杂模型时易出现卡死、数据丢失的现象。此外，ansys maxwell是基于有限元法(finiteelement method，fem)对电磁场问题进行离散化和求解，计算时会生成大量的自由度，对计算资源要求较高。因此，如何设计离散和求解电磁场问题的方法，使得在保持计算精度的同时提高计算速度和稳定性、降低计算资源，是开发更优异的低频电磁场仿真软件的难点。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于有限体积法的低频电磁场仿真方法及系统，可以在保持计算精度的同时提高计算速度和稳定性、降低计算资源。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于有限体积法的低频电磁场仿
3、工程数据管理模块，其用于建立电机特征数据库；
4、建模与网格划分模块，其用于根据所述电机特征数据库中的电机特征数据搭建电机模型，并在所述电机模型进行网格划分；
5、电磁场计算模块，其用于采用有限体积法在网格划分后的所述电机模型中进行电磁场的求解，得到电磁场参数；
6、电机核心参数计算模块，其用于基于电机理论，并根据所述电磁场参数计算出电机核心参数；
7、仿真报告生成模块，其用于根据所述电机核心参数自动生成仿真报告并输出。
8、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
9、进一步，所述电磁场计算模块具体用于：
10、将所述电机模型中的网格作为一系列的控制体积，并为每个所述控制体积分配一个对应的节点；
11、构建守恒型的控制方程，将所述控制方程在每个所述控制体积上做积分，得到离散后的关于每个所述节点的未知量的代数方程组；
12、求解离散后的关于每个所述节点的未知量的代数方程组，得到每个所述节点的未知量的值；其中，所有所述节点的未知量的值即为所述电磁场参数。
13、进一步，构建守恒型的控制方程的具体过程为：
14、将守恒定律用偏微分方程表示；
15、基于所述微分方程获取每个所述控制体积的体积积分方程；
16、基于体积平均法和散度定理对所述体积积分方程进行处理，得到守恒型的控制方程。
17、进一步，所述体积积分方程表达为：状态向量积分项加上通量张量积分项等于零；
18、基于体积平均法和散度定理对所述体积积分方程进行处理具体为：
19、对所述态向量积分项进行积分处理以获得体积平均项；
20、使用散度定理对所述通量张量积分项进行处理，得到通量张量散度项；
21、将所述体积平均项与所述通量张量散度项进行加法运算，得到所述控制方程。
22、进一步，将守恒型的控制方程在每个所述控制体积上做积分具体为：采用高斯方法与线性插值方法将守恒型的控制方程在每个所述控制体积上做积分。
23、进一步，求解离散后的关于每个所述节点的未知量的代数方程组所采用的方法为共轭梯度法。
24、进一步，还包括：
25、效率map图计算模块，其用于根据所述电机核心参数进行效率map图的计算。
26、进一步，还包括：
27、优化模块，其用于从所述电机核心参数中提炼多目标优化的指标并进行冲片优化。
28、基于上述一种基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，本专利技术还提供一种基于有限体积法的低频电磁场仿真方法。
29、一种基于有限体积法的低频电磁场仿真方法，应用于上述所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，包括：
30、建立电机特征数据库；
31、根据所述电机特征数据库中的电机特征数据搭建电机模型，并在所述电机模型进行网格划分；
32、采用有限体积法在网格划分后的所述电机模型中进行电磁场的求解，得到电磁场参数；
33、基于电机理论，并根据所述电磁场参数计算出电机核心参数；
34、根据所述电机核心参数自动生成仿真报告并输出。
35、基于上述一种基于有限体积法的低频电磁场仿真方法，本专利技术还提供一种计算机存储介质。
36、一种计算机存储介质，包括存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真方法。
37、本专利技术的有益效果是：本专利技术一种基于有限体积法的低频电磁场仿真系统及方法，可以高效准确的进行低频电磁场仿真，特别是针对电机仿真与设计领域具有优越性；用有限体积法导出的离散方程可以保证具有守恒特性，而且离散方程系数物理意义明确，计算量相对较小。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，所述电磁场计算模块具体用于：
3.根据权利要求2所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，构建守恒型的控制方程的具体过程为：
4.根据权利要求3所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，所述体积积分方程表达为：状态向量积分项加上通量张量积分项等于零；
5.根据权利要求2所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，将守恒型的控制方程在每个所述控制体积上做积分具体为：采用高斯方法与线性插值方法将守恒型的控制方程在每个所述控制体积上做积分。
6.根据权利要求2所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，求解离散后的关于每个所述节点的未知量的代数方程组所采用的方法为共轭梯度法。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求1至6任一项所述的基于有限体积法的低频电磁场
9.一种基于有限体积法的低频电磁场仿真方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，包括：
10.一种计算机存储介质，其特征在于，包括存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，所述电磁场计算模块具体用于：
3.根据权利要求2所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，构建守恒型的控制方程的具体过程为：
4.根据权利要求3所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，所述体积积分方程表达为：状态向量积分项加上通量张量积分项等于零；
5.根据权利要求2所述的基于有限体积法的低频电磁场仿真系统，其特征在于，将守恒型的控制方程在每个所述控制体积上做积分具体为：采用高斯方法与线性插值方法将守恒型的控制方程在每个所述控制体积上做积分。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴作柱，周鹏，李庆旭，林建军，林建强，
申请(专利权)人：浙江电驱动创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。