솔루션

과학 및 엔지니어링 분야에서 널리 사용되는 정역학 모듈은 정자기장 및 정전기장을 계산합니다. FEA 방법을 사용하여 불연속 모델에서 정적 케이스에 대한 맥스웰 방정식을 풉니다. 3D 정자기의 경우, 정역학 모듈에서 사용되는 알고리즘은 모델에서 자력원을 포함하는 볼륨과 자력원이 없는 볼륨을 자동으로 서로 다르게 취급합니다. 이 강력한 방법을 사용함으로써 모듈은 대체 솔루션 방법을 사용할 때 발생할 수 있는 취소 오류를 방지합니다. 따라서 유한 요소 해석에서 기대하는 것보다 솔루션이 훨씬 더 정확한 경우가 많습니다. 이 모듈에서 사용자는 자석 재질 속성을 선형, 비선형, 등방성, 이방성, 적층 또는 영구 자석으로 지정할 수 있습니다. 3D에서 사용자는 비오-사바르 적분을 전개하여 코일에서 자기장을 계산하는 Opera만의 방법을 사용하여 코일/솔레노이드를 매우 정확하게 시뮬레이션할 수 있습니다. Opera-3d는 솔레노이드, 레이스트랙 등 표준 형상을 쉽게 정의하는 데 도움이 되는 라이브러리를 포함하고 있으며 사용자가 어떠한 토폴로지의 코일도 유연하게 생성할 수 있도록 해줍니다. “손실 유전체” 옵션을 사용함으로써 사용자는 전도율이 낮은 유전체를 충전함으로써 발생하는 전기장을 시뮬레이션할 수 있습니다.

동적 전자기 모듈은 전자기 장치 및 시스템에서 시간에 따라 바뀌는 전자기장과 와상 전류 흐름을 계산하는 데 사용될 수 있습니다. 여기에는 움직임이 지오메트리를 변경하지 않는(예: 회전하는 디스크 또는 단면이 일정한 무한 파이프) 단순 이동 전도체에 의해 유도되는 와상 전류가 포함됩니다.
각각 서로 다른 형태의 시간 변형이 있는 세 가지 유형의 동적 솔루션을 사용할 수 있습니다.

• 조화 솔루션은 모든 장 및 전위의 진동수가 동일한 정상 상태 ac 전류를 계산합니다.
• 과도 상태 솔루션은 구동 전류장에 의해 유도되는 와상 전류, 경계 조건 그리고 미리 결정한 방법대로 시간에 따라 바뀌는 외부장을 계산합니다.
• 고정 속도 솔루션은 모델의 지오메트리를 변경하지 않는 모션에 의해 유도되는 와상 전류를 계산합니다. 소스 필드 및 구동 조건은 모두 시간의 영향을 받지 않습니다.

전자기 모션 모듈은 솔루션 중에 메싱을 다시 수행하도록 만드는 순환 및 선형 이동이 있는 장치에서 시간에 따라 바뀌는 장 및 와상 전류를 계산합니다. 지오메트리의 일부 그리고 그에 따른 유한 요소 메시는 사용자가 제어하는 속도나 해석이 진행됨에 따라 계산되는 속도로 독립적으로 움직일 수 있습니다. 이 해석은 움직이는 자기장의 효과에 따라 그리고 모델 소스의 시간 차이에 따라 전도 매개체에 와상 전류가 발생하는 과도 상태 해석입니다.
이 모듈은 영구 자석(PM), 인덕션, 스위치드 릴럭턴스, 동기식, 동기식 릴럭턴스 등 모든 유형의 전기 기계에 대한 동적 모델링을 포함하도록 설계되었습니다. 정류 효과, 과도 상태 응답 그리고 정상 상태 성능, 불균형 국부적 효과를 조사하는 데 사용할 수 있습니다.
영구 자석을 비롯한 모든 재질에서의 와상 전류 손실도 계산할 수 있습니다. 계산에는 정상 및 고장 조건 속에서의 전기 구동과 동적 기계 부하가 포함될 수 있습니다. 각 시간 단계에서 모듈은 움직이는 파트(순환 또는 변환)의 전자기력을 계산하고 다시 계산된 전자기장에 따라 증분 이동을 적용합니다.

이 모듈을 사용하여 초전도 자석의 급랭을 해석할 수 있습니다. Opera 급랭 모듈은 급랭이 자석 전체에 전달되면서 저항력이 생기는 과정 등 급랭 도중 초전도 자석의 온도 상승을 활용합니다. 급랭을 일으키는 열은 다양한 곳으로부터 올 수 있습니다. DC 시스템에서는 일반적으로 극저온 시스템이 고장 나서 시스템이 너무 급하게 작동하기 때문입니다. 테스트 상황에서 일부러 일으킬 수도 있습니다. 시뮬레이션에서는 이 열을 곡면 또는 볼륨 속성으로 포함하거나, 흐르는 전류 또는 내부의 장으로 인해 재질에서 발생하는 비율적 옴 및 이력 손실로 포함할 수 있습니다. 이 경우에는 감는 방향으로 열 전도율이 매우 크기 때문에 재실 속성에 상당한 비등방성이 존재하며, 따라서 효율성 및 정확성을 위해서는 특정 모델링 기술이 요구됩니다.
급랭 모듈은 고급 FE 기술을 사용하여 급랭 중에 자석의 매우 비선형적인 일시적 동작을 모델링합니다. 코일에 있는 전류를 파악하기 위해 전자기 솔루션을 열 및 회로 솔루션과 결합하는 알고리즘을 사용하여 전체 급랭 프로세스를 해석할 수 있습니다.

열 해석 모듈은 전자기 가열 또는 외부 열원으로 인한 정상 상태 또는 과도 상태 온도, 열 유속, 열 기울기 장을 계산합니다. 열 속성(전도율 텐서, 비열 등) 및 열원 밀도는 위치 함수로 지정될 수 있으며 온도에 따라 달라질 수 있습니다(비선형 해석으로 이어짐).
열 모듈은 사용자가 열 입력 분포를 정의하는 독립형 모드에서 실행되거나, 다른 Opera 솔루션 모듈이 열 분포를 제공하는 다중 물리 시뮬레이션에서 사용될 수 있습니다. 단일 계산에 여러 열원(예: 와상 전류 가열 및 모터의 철손)을 포함할 수 있습니다. 열 모듈은 모델에서 온도 분포를 계산하며, 이로 인해 전자기 솔루션이 수정될 수 있습니다(재질 속성이 온도에 따라 달라지는 경우). 열 팽창에 의해 발생하는 응력은 응력 해석 모듈을 사용하여 해석할 수 있습니다. 발생한 변형을 후속 열 및 전자기 시뮬레이션에서 사용할 수 있습니다.
응력 솔버는 2차원 또는 3차원으로 선형 정적 응력을 해결할 수 있습니다. 결과에는 기형, 변형, 응력이 포함됩니다. 3차원에서 응력 솔버를 사용하여 구조의 자연 모드, 즉 고유값 및 고유 벡터를 계산할 수 있습니다.

충전 입자 모듈은 정전기장 및 정자기장에서 충전 입자의 상호 작용을 계산합니다. 유한 요소 방법을 사용하여 불연속 모델에서 정상 상태 케이스에 대한 맥스웰 방정식을 풀며 공간 전하 효과, 자체 자기장, 상대론적 운동 등 자체적으로 일관된 솔루션을 제공합니다.
곡면으로부터의 열전자 및 전계 효과 방출, 곡면으로부터 그리고 체적 내에서 2차 방출(가스 이온화 모델링에 사용), 비자화 및 자화 플라즈마에 대한 모델 등 종합적인 방출체 모델 집합이 제공됩니다. 여러 종류의 충전 입자가 포함될 수 있으며, 각각 사용자가 정의한 충전 및 질량을 갖습니다.
충전 입자 모듈은 입자 빔이 열을 생성하는 경우와 같은 다중 물리학 해석에 사용될 수 있습니다.