Simulazione elettromagnetica a bassa frequenza
Simulazione di campi elettromagnetici elettrostatici, magnetostatici e a bassa frequenza
Simulazione a bassa frequenza e statica
La suite SIMULIA di strumenti di simulazione specializzati per la bassa frequenza (LF) e la staticità è in grado di affrontare sfide quali la progettazione di magneti, di dispositivi di alimentazione ad alta tensione e lo sviluppo di macchine elettriche. Settori come energia, trasporti e mobilità, navale e offshore e macchine e impianti industriali, utilizzano la simulazione a bassa frequenza per progettare prodotti all'avanguardia e sistemi innovativi.
La capacità degli strumenti SIMULIA di adattarsi alle esigenze di ogni utente ne ha consentito l'adozione per un'ampia gamma di applicazioni in diversi settori. La precisione che offrono è di fondamentale importanza, quando si esaminano le omogeneità di campo nell'ordine delle parti per milione, nei dispositivi medici o negli acceleratori di particelle. La modellazione dei materiali e le procedure di risoluzione avanzate permettono di eseguire studi dettagliati di dispositivi che impiegano magneti permanenti o bobine superconduttive. I front-end specifici per le applicazioni contribuiscono a guidare gli utenti nella complessa attività di simulare e ottimizzare motori, generatori e trasformatori ad alta efficienza ed elevate prestazioni.
La simulazione a bassa frequenza riduce il tempo di sviluppo, i costi e i rischi nella progettazione dei prodotti, consentendo agli ingegneri di comprendere e ottimizzare grandi sistemi complessi sulla scala di generatori, navi e acceleratori di particelle.
La modellazione avanzata dei materiali di isteresi e smagnetizzazione fornisce il livello di precisione richiesto che consente a progettisti e ingegneri di affidarsi alla prototipazione virtuale. Riduce l'intervallo di tempo tra la progettazione e la produzione.
Il forte accoppiamento degli effetti elettromagnetici con quelli termici e meccanici è una caratteristica della maggior parte dei dispositivi a bassa frequenza. SIMULIA fornisce strumenti all'avanguardia per l'analisi approfondita del comportamento di fisica accoppiata necessari per ottenere una visione completa delle prestazioni e dell'affidabilità dei sistemi.
Applicazioni a bassa frequenza
- Progettazione di magneti
- Schermatura magnetica
- Generazione e trasmissione di potenza
- Progettazione di sensori
- Protezione catodica
Progettazione di magneti
I magneti costituiscono la base di molti strumenti di precisione utilizzati nei campi della medicina, della ricerca sulle particelle e della scienza dei materiali. La simulazione fornisce KPI dei magneti standard, tra cui:
- Distribuzione dei campi
- Omogeneità e gradienti di campo
- Coefficienti di Fourier
- Coefficienti dei polinomi associati di Legendre
- Campi di picco su bobine ed efficacia della schermatura
- Risultati multifisici tra cui forze, riscaldamento e sollecitazione
Simulazione di magnete superconduttore
I magneti superconduttori possono produrre in modo efficiente forti campi magnetici, ma il loro funzionamento si basa sulla presenza di liquido di raffreddamento criogenico. Se il magnete si guasta, può subire un "quench" (spegnimento) violento quando il liquido di raffreddamento bolle e il superconduttore passa alla fase resistiva. La simulazione è in grado di modellare le prestazioni del magnete superconduttore, inclusa la propagazione del quench.
Progettazione di magneti RM
La risonanza magnetica (RM) richiede magneti potenti con campi magnetici controllati con precisione. Gli strumenti di simulazione SIMULIA hanno la precisione necessaria per progettare magneti RM. I nostri solutori possono combinare l'analisi del campo magnetico statico e LF con simulazioni della bobina a radiofrequenza (RF) e della sicurezza del paziente. I collegamenti agli strumenti di simulazione di rotazione completano il flusso di lavoro di progettazione della RM.
Simulazione della schermatura magnetica
I campi magnetici dispersi possono causare problemi di compatibilità elettromagnetica e di interferenza (EMC/EMI), inclusa la perdita di dati nella memoria. Possono inoltre danneggiare altre apparecchiature elettroniche e causare rischi per le persone con pacemaker impiantati. Con la simulazione, gli utenti possono progettare la schermatura magnetica per magneti permanenti e bobine di induzione (ad esempio, la ricarica di veicoli elettrici wireless) per contenere in modo sicuro i campi magnetici.
Simulazione della generazione e trasmissione di potenza
I trasformatori, i quadri elettrici, le sbarre collettrici e i componenti simili devono condurre grandi correnti in modo sicuro, senza pericolosi flashover o dispersioni di corrente. La simulazione mostra i campi elettromagnetici e le correnti intorno ai componenti, inclusi i fenomeni di induzione elettromagnetica e la generazione di calore, consentendo ai progettisti di verificare che i sistemi ad alta potenza funzionino in modo sicuro anche in presenza di carichi estremi.
Progettazione di sensori
Dai touchscreen capacitivi ai test non distruttivi, molti sensori utilizzano campi statici o a bassa frequenza per rilevare e misurare gli obiettivi. La simulazione può analizzare e ottimizzare la risposta dei sensori a diversi obiettivi di test, anche in presenza di interferenze o sporcizia.
Simulazione della protezione catodica
Per proteggere i propri sistemi dalla corrosione dovuta alla presenza di acqua salata, le attrezzature offshore come navi, piattaforme petrolifere e impianti per la produzione di energia eolica offshore utilizzano un sistema di protezione catodica. Nella protezione catodica, un anodo sacrificale o a corrente impressa impedisce l'ossidazione del corpo metallico. La simulazione permette di calcolare il potenziale presente in tutta la struttura dell'imbarcazione, al fine di poter analizzare le prestazioni dei sistemi di protezione catodica presenti e contribuire a ottimizzare il posizionamento degli anodi.
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Domande frequenti sulla simulazione dei campi magnetici
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