1、并行计算
高速求解过程和可测量性是并行计算的两个主要目标;JMAG支持共享和分布式内存处理,可以采用图形处理单元(GPU)计算;从台式计算机到计算机集群到云计算,JMAG的并行计算技术可以用于各种广泛的计算环境,利用这些架构意味着可以在一个计算周期内分析超过1000万个网格。
大型旋转电机模型损耗分析:
电机具有较高的功率密度要求,并且工作在高饱和状态,因此在轴向方向存在漏磁。为了高精度地评估损耗,需要一个包含线圈端部和端部叠层钢板的大型模型来进行详细的建模。通过使用512核的MPP解算器进行高速处理,大型模型的计算时间可以和传统模型一样。
2、收敛性能优化
JMAG的线性和非线性求解器采用高效的迭代计算方法。Cutting-edge加速技术不断融入到所有应用中获得很好的收敛性。
时间周期误差修正法 (EEC):
该图显示感应电机转矩分析随时间变化曲线, 由于电感和涡流的影响分析模型中时间常数将会很长,转矩波形需要一段时间才能达到稳定状态。众所周知,EEC对于求解时间的减少是有效的。JMAG的EEC功能,有效的利用了磁场分析的特性和传统EEC的改进,各种模型达到稳定状态的时间已经被减少。
1、自适应网格生成技术
每一个模型的网格,JMAG必须能够识别不同部分组件以及确定什么类型的网格计算效果更好。例如,在磁钢中包含会改变磁场的涡流与磁钢没有内部涡流,需要的计算方法是不同的,JMAG为了满足这些需求,对于网格生成提供了优越、高效的收敛。
2、错位滑移网格
错位滑移网格容许滑移界面上发生的网格错位,支持CAD和网格模型的分析。例如,对于轴向磁通电机,不需要每一步重新生成网格。求解器在不匹配的网格之间执行插值,因此可以使用MPP功能来加快计算速度。
3、几何识别
要产生优质的网格对几何模型特性的深入理解是必需的,JMAG技术是使得其能够识别CAD模型的关键方面。通过了解什么类型的几何建模,JMAG可以帮助加快模型的建立。
4、网格噪声消除
网格噪声(离散化误差)影响分析的准确性,JSOL努力发展技术来抑制网格噪声,让JMAG实现更高的精度和可靠性。
5、旋转机械网格
此图显示了带有外壳的IPM电机杂散损耗的计算网格。几何识别技术可以使定子、转子部分核心部件运用拉伸网格,使网格的数目急剧减少。线圈端部使用四面体网格,该网格是顺利连接到其他各个部件,薄层状网格代表涡电流。该间隙部分具有规则的网格,该网格减少了数值噪声。
要获得高度可靠的分析,需要尽可能地实施真实的物理特性到模拟模型中。在每个阶段我们将从材料内部的微观行为,多物理现象和控制系统,继续开发JMAG建模技术以提供最好的模型。
1、材料库
JSOL为了获得JMAG材料库最好的数据,与材料制造商建立伙伴关系,除了开发出于与应力相关的磁场特性和铁耗特性的电工钢之外,我们继续加深与合作伙伴合作,为先进的分析提供所需的材料数据。
(1)模型材料
JMAG在材料建模技术领域具有当先地位。在快速详细的建模开发的基础上,我们了解硅钢片,磁铁和粉末金属的特性。许多公司利用JMAG的帮助开发新材料,这样可以确保JMAG总是能够捕捉精确的材料响应。
(2)磁滞模型
JMAG能对由磁滞小回环和硅钢片内的涡流引起的磁滞回线进行精确的模拟,JMAG用户计算中所需准确的材料数据也可以使用测量数据。
(3)矫顽力分布
通过适当分配矫顽力,模拟表面渗镝的物理现象,与传统的磁铁相比可以减小Dy用量,同时提高退磁耐热性。矫顽力分布均匀的IPM电机,强大的反向磁场导致磁体两端产生退磁(左)。通过有效地调节矫顽力分布,能控制磁钢退磁(右)。
2、齿轮高频感应淬火
该案例为齿轮高频感应淬火案例,由于加热线圈的高频电流,由涡流产生的热被感应到齿轮的肌肤表面。从涡流分析中所获得的热被传递到热分析温度场分析模型的单元面上作为表面热源,通过映射肌肤深度上的损耗分布到热模型的表面进行有效分析,通过精确的涡电流分布和利用与温度相关的磁化特性,可以提高温度分布的高精度。
(1)结构瞬态响应分析
输入随时间变化的电磁力分布后,在时间历程中检查振动波腹和节点。通过检查因阻尼而瞬时变化的阻尼效应,可以采取措施减少振动和噪声。
(2)磁致伸缩振动
磁致伸缩是振动和噪声的一个主要来源,这个例子将基于磁滞伸缩力导致大型变压器以及将周围的声压分布在振动(球面上)分布结果显示出来。
针对基于模型的开发,我们提出了一种基于仿真的工作流程。为了提高组件性能,以及提升系统内部集成度,从系统和组件设计到原型设计和性能评估,再到系统验证的过程不断重复。