Призначення пакету ELCUT і огляд основних типів задач

До виконання лабораторної роботи

«Рішення польових задач у середовищі ELCUT. (Розрахунок плунжерного електромагніту)

з курсу

«Спеціальні питання теорії електромеханічних пристроїв»

(для студентів спеціальності 092206 «Електричні машини і апарати» V курсу всіх форм навчання)

Рекомендовано

на засіданні кафедри ЕМА

Протокол № 6 від 18 . 02 .2010

Затверджено

на засіданні методради ДонДТУ

Протокол № 4 від 19.03..2010

Алчевськ

ДонДТУ

УДК 621.313

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи «Рішення польових задач у середовищі ELCUT. (Розрахунок плунжерного електромагніту)з курсу «Спеціальні питання теорії електромеханічних пристроїв» (для студ. спец. 092206 «Електричні машини і апарати» 5 курсу всіх форм навчання) /Укл.: І.А. Цодік –Алчевськ: ДонДТУ, 2010.– 43 с.

Приведено приклад вирішення завдання, а так само завдання до контрольної роботи і список літератури.

Укладач: І.А. Цодік, доц.

Відповідальний за випуск В.Д. Лущик, проф.

Відповідальний редактор М.М. Заблодський, проф

Зміст

ELCUT - це комплекс програм для інженерного моделювання електромагнітних, теплових і механічних завдань методом кінцевих елементів.

Редактор моделі дозволяє достатньо швидко описати створити модель досліджуваних об'єктів. Крім того, фрагменти моделі можна імпортувати з системи AUTOCAD або інших систем проектування. Результати розрахунку можна проглядати в різних формах уявлення: лінії поля, кольорові карти, графіки різних величин уздовж довільних контурів і інше. Можна обчислювати різні інтегральні величини на заданих користувачем лініях, поверхнях або об'ємах. Постпроцесор забезпечує виведення таблиць і малюнків у файли для подальшої обробки або якісного графічного друку.

ELCUT дозволяє вирішувати плоскі і осесиметричні задачі по наступних темах:

– Електростатика;

– Електричне поле змінних струмів в неідеальному діелектрику;

– Розтікання струмів в провідному середовищі;

– Лінійна і нелінійна магнітостатика;

– Магнітне поле змінних струмів (з урахуванням вихрових струмів);

– Нестаціонарне магнітне поле;

– Лінійна і нелінійна, стаціонарна і нестаціонарна теплопередача;

– Лінійний аналіз напружено-деформованого стану;

– Зв'язані завдання.

За допомогою ELCUT користувач, що має певні навики, може протягом достатнього короткого часу описати завдання - її геометрію, властивості середовищ, джерела поля, граничні і інші умови, вирішити її з високою точністю і проаналізувати рішення за допомогою засобів кольорової графіки. За допомогою ELCUT вирішуються двовимірні краєві задачі математичної фізики, що описуються еліптичними диференціальними рівняннями в часткових похідних щодо скалярної (потенційної) або однокомпонентної векторної функції.

Розглядаються плоскі (плоскопаралельні) і осесиметричні класи двовимірних задач. У плоскопаралельній постановці зазвичай використовують декартову систему координат xyz, причому передбачається, що геометрія розрахункових областей, властивості середовищ і параметри, що характеризують джерела поля, незмінні у напрямі осі z. Внаслідок цього опис геометрії, завдання властивостей, граничних умов і джерел, а також обробку результатів можна проводити в плоскості xy, званою плоскістю моделі. Прийнято, що вісь x направлена зліва направо, а вісь у - від низу до верху. Замість декартової системи координат може бути використана і полярна.

Осесиметричні задаі вирішуються в циліндровій системі координат zrө, порядок проходження осей вибраний по аналогії з плоскопаралельними задачами. Фізичні властивості і джерела поля передбачаються не залежними від кутової координати. Робота з моделлю проводиться в плоскості zr (точніше в напівплощині r ≥ 0). Вісь обертання z направлена зліва направо, вісь r - від низу до верху.

Для застосування пакету ELCUT його потрібно встановити на персональний комп'ютер. Пакет ELCUT в студентському варіанті розповсюджується безкоштовно. Його можна викачати на сайті виробника: http://www.tor.ru/elcut/.