Wie visualisieren Sie ein Magnetfeld?

Ein Magnetfeld wird in der Regel mithilfe verschiedener Diagramme dargestellt, z. B. Vektor- oder Konturdiagramme. Vektorgrafiken stellen die Richtung und Stärke des Magnetfelds an verschiedenen Punkten im Raum dar, während Konturdiagramme skalare Größen darstellen.

Wie zeigt die Simulation an, in welche Richtung das Magnetfeld zeigt?

Die Feldsimulation kann die Feldgrößen in allen Richtungen des Koordinatensystems auf dem Raster berechnen, das für die Diskretisierung verwendet wird. Ein Vektordiagramm kann die Richtung und Stärke des Magnetfelds an jedem Punkt darstellen.

Was ist die Rechte-Hand-Regel für Magnetfelder?

Die Rechte-Hand-Regel ist eine einfache Möglichkeit, die Richtung der Lorentz-Kraft zu visualisieren. Halten Sie den Daumen, den Zeigefinger und den Mittelfinger Ihrer rechten Hand so, dass diese rechte Winkel bilden, genau wie die Achsen eines Koordinatensystems. Wenn der Daumen in Richtung des Stroms und der Zeigefinger in Richtung des Magnetfeldes zeigt, zeigt der Mittelfinger in die Richtung, in der die Lorentz-Kraft auf den Leiter wirkt. Sie können auch mit dem Zeigefinger für den Strom beginnen, mit dem Mittelfinger für das Feld und dem Daumen für die Kraft.

Niederfrequenz

Niederfrequenz- und Störgeräuschsimulation

Die SIMULIA Suite mit spezialisierten Simulationswerkzeugen für Niederfrequenz (LF) und Störgeräusche kann Herausforderungen bei der Entwicklung von Magnetkonstruktionen, Hochspannungsgeräten und elektrischen Maschinen bewältigen. Branchen wie der Energiesektor, Fahrzeugbau und Mobilität, Schifffahrt und Offshore sowie Maschinen- und Anlagenbau entwickeln mithilfe von Niederfrequenzsimulationen modernste Produkte und innovative Systeme.

Dank flexibler Anpassungsmöglichkeiten an die Anforderungen der Anwender konnten SIMULIA Werkzeuge erfolgreich für eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Branchen eingesetzt werden. Die Genauigkeit von SIMULIA ist bei der Betrachtung winziger Feldhomogenitäten in medizinischen Geräten oder Teilchenbeschleunigern von größter Bedeutung. Die erweiterten Werkstoffmodellierungs- und Lösungsverfahren ermöglichen detaillierte Untersuchungen von Geräten, die Permanentmagnete oder supraleitende Spulen enthalten. Anwendungsspezifische Frontends helfen Anwendern bei der komplexen Aufgabe, hocheffiziente Hochleistungsmotoren, Generatoren und Transformatoren zu simulieren und zu optimieren.

Die niederfrequente Simulation verkürzt Entwicklungszeit, Kosten und Risiken in der Produktentwicklung und ermöglicht es Ingenieuren, große, komplexe Systeme in der Größenordnung von Generatoren, Schiffen und Teilchenbeschleunigern zu verstehen und zu optimieren.

Die erweiterte Hysterese- und Entmagnetisierungsmodellierung von Werkstoffen bietet die erforderliche Genauigkeit, sodass sich Konstrukteure und Ingenieure auf virtuelle Prototypen verlassen können. Sie verkürzt die Zeit vom Entwurf bis zur Produktion erheblich.

Die starke Kopplung von elektromagnetischen Effekten mit thermischen und mechanischen Effekten ist ein Merkmal der meisten Niederfrequenzgeräte. SIMULIA bietet branchenführende Tools für die detaillierte Analyse des gekoppelten physikalischen Verhaltens, das erforderlich ist, um einen vollständigen Überblick über die Leistung und Zuverlässigkeit der Systeme zu erhalten.

Niederfrequenzanwendungen

Magnetdesign
Magnetische Abschirmung
Stromerzeugung und -übertragung
Sensordesign
Kathodenschutz

Magnetdesign

Magnete sind die Basis vieler Präzisionsinstrumente in Bereichen wie der medizinischen Bildgebung, der Teilchenforschung und der Materialwissenschaft. Die Simulation bietet Standardkennzahlen zur Magnetisierung, einschließlich:

Feldverteilung
Feldhomogenität und Gradienten
Fourier-Analyse-Koeffizienten
Zugehörige Legendre-Polynomialkoeffizienten
Spitzenfelder auf Spulen und Abschirmungswirksamkeit
Multiphysikalische Ergebnisse einschließlich Kräfte, Erwärmung und Spannung

Simulation supraleitender Magnete

Supraleitende Magnete können effizient starke Magnetfelder erzeugen, aber ihre Funktion hängt von der Verwendung von kryogenem Kühlmittel ab. Wenn der Magnet ausfällt, kann er einen heftigen „Quench“ durchlaufen, da das Kühlmittel kocht und der Supraleiter in einen resistiven Zustand übergeht. Die Simulation kann die supraleitende Magnetleistung einschließlich der Quench-Ausbreitung modellieren.

MRT-Magnetdesign

Für die Magnetresonanztomographie (MRT) sind leistungsstarke Magneten mit präzise gesteuerten Magnetfeldern erforderlich. SIMULIA Simulationswerkzeuge verfügen über die Genauigkeit, die für die Konstruktion von MRT-Magneten erforderlich ist. Unsere Solver können statische und LF-Magnetfeldanalysen mit Hochfrequenzspulen (HF-Spulen) und Patientensicherheitssimulationen kombinieren. Verknüpfungen mit Spin-Simulationstools vervollständigen den MRT-Konstruktionsworkflow.

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Häufig gestellte Fragen zur Magnetfeldsimulation

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Simulation elektrischer Maschinen

Simulation von Elektromotoren, Generatoren und Transformatoren

Simulation der Teilchendynamik

Simulation von Teilchen in elektromagnetischen Feldern

Simulation der elektromagnetischen Verträglichkeit

Virtuelle Prüfung der Konformität mit EMV-Normen

Bioelektromagnetische Simulation

Analyse der Wechselwirkung elektromagnetischer Felder mit dem menschlichen Körper

Antennenkonstruktion und -simulation

SIMULIA elektromagnetische Simulation für effiziente Antennenkonstruktion

Mikrowellen-/HF-Filter- und Komponentensimulation

Effiziente Simulation von sehr resonanten Strukturen

Simulation von Signal- und Leistungsintegrität

Integration von Simulation in EDA-Workflows (Electronics Design Automation)

Simulation optischer Systeme

Simulation von photonischen Schaltungen, Graphen, Metamaterialien und photonischen Kristallen

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