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关于本次座谈

座谈简介

超特高压电网的运行对电力系统提出更高的设计要求。本次网络研讨会将对电力设备中涉及的电气、机械、传热等多物理场之间的相互耦合进行讲解,并分享 COMSOL 多物理场仿真软件在电力设备中的应用案例。会中还将对变压器、电力电缆、开关、IGBT 等设备的仿真分析进行介绍,包括焦耳热、感应加热、直流放电、电磁流体、振动噪音、材料制备等多物理场耦合问题。通过案例演示讲解在 COMSOL 中对电力设备的多物理场现象进行建模的工作流程,以及如何在软件中查看对应的数据和绘图。

专家介绍

张凯 张凯
COMSOL 中国
资深应用工程师
张凯拥有物理学硕士学位,多年来一直负责 COMSOL 软件的技术支持和客户咨询工作,在电磁、传热、结构等领域拥有丰富的仿真建模经验。

精彩问答

[问:ezcui] 多物理场仿真是否普遍适用?是否也有哪些应用局限?
[答:] 多物理场就是相对于单场考虑因素更多,就像我们点菜,可以是套餐可以单独点
[问:tsaqd8288] 仿真变压器工作状态的准确性如何
[答:] 建模的准确性取决于几何、材料、边界条件及其他参数、还要考虑的现象是否全面有关
[问:LYKJ2012] 操作手册有单独的吗?
[答:] 软件装好后,就有内置的学习文档,已经翻译成中文
[问:ljch65] COMSOL 多物理场仿真软件除了在电力设备中的应用,还用于哪些领域?
[答:] 电磁、结构、流体、化工、电池等都有
[问:zhyouer] 可以在单个模型中将各种领域的物理现象进行组合吗?
[答:] 可以
[问:hhshaha] comsol的多物理场是怎么耦合的
[答:] 不同现象对应不同方程,基于不同方程之间的关联性建立方程组,内部相当于通过全耦合方式直接求解这些方程组
[问:szyouer] 可以通过偏微分方程组建模来仿真吗?
[答:] 可以
[问:allie] 是否具有CFD仿真功能?
[答:] 内置专门的CFD模块
[问:szyouer] 在建模时,在一个软件环境中是不是可以任意切换力学,声学和传热化学反应现象?
[答:] 可以直接在界面上添加不同力、热、声接口,然后选择内置耦合或用户自定义耦合
[问:zsyf88] 仿真报告支持什么格式的文件输出?
[答:] word,html
[问:tony5262003] COSMOL软件 可以使用显卡的加速计算能力提高仿真速度吗?
[答:] 当前不支持显卡加速
[问:ledzm] 分析信号转换时是否需要电路分析软件?
[答:] 如果指定激励段的具体变化过程,可以直接通过一个与时间相关的表达式描实即可
[问:cuiqingju] 如果提供计算机集群,COSMOL可以提供分布式应用提高仿真速度吗?
[答:] 可以支持分布式并行计算
[问:BOWEI181] COSMOL在生物医学上有哪些应用?
[答:] 可以参考这个视频http://cn.comsol.com/video/multiphysics-simulation-in-biomedicine-industry-webinar-cn
[问:dsg333] COSMOL软件 进行仿真对计算机有什么要求?
[答:] http://cn.comsol.com/support/knowledgebase/866
[问:gyf1016] 请问comsol如何仿真两电极间电场分布?
[答:] 可以通过静电接口建模,指定上下电极上的电势大小
[问:rzy] 仿真对象形状可以异形吗?或者多个简单形状叠加?谢谢
[答:] 可以,软件有个复合材料模块就是描实多层问题
[问:shj_23] 该仿真系统可以仿真的最小空间可以达到多小,如果用来仿真近似微观的环境,仿真结果是否近似实际情况?
[答:] 只要有偏微分方程描实,均可建模
[问:LYKJ2012] 仿真时产生的电力幅度多大与什么有关?
[答:] 具体变化是软件通过方程算出来的,用户只需指定初始或是激励条件
[问:dsg333] COSMOL提供入门课程或者教学资源吗?
[答:] 可以参考这个学习视频http://cn.comsol.com/video-training/intensive-training-cn-prt1
[问:LYKJ2012] 输电线上取样电流能仿真吗?
[答:] 只要满足电磁场方程,指定其边界条件和材料属性均可建模
[问:tgxzer] 怎么设置comsol中石墨烯电导率?
[答:] 要看是高频分析还是低频分析,一般是把他指定为一个特定的薄面条件,指定其等效电磁材料属性
[问:fyh6703] comsol仿真直埋电缆温度场时需要注意哪些细节?
[答:] http://cn.comsol.com/model/buried-cables-heating-78351可以参考这个案例
[问:wxgsnake] 是否可以用于汽车涡轮系统?
[答:] 要看关心的是哪方面的问题,可以通过多体动力学建模
[问:sai2018] 软件是否能自定义PDE?
[答:] 可以自定义PDE
[问:zwjiang] comsol可以提取电感吗?
[答:] 可以
[问:mtf-0522] comsol 在仿真处理数据时,怎么获得某一点的数据?
[答:] 结果数据集中选择一个三维截点,派生值选择点计算
[问:sai2018] 软件是否能建几何模型?
[答:] 有几何建模功能
[问:guojun0718] 请问能仿真EMI吗?
[答:] 可以
[问:yinyue01] 对于电力电子设备,能否仿真控制过程中一次设备的物理场动态过程?
[答:] 可以分析暂态过程
[问:galaxy215202] 软件安装环境是?
[答:] win mac linux均可
[问:stclq] 该仿真软件对计算机的硬件配置要求是否高?
[答:] http://cn.comsol.com/support/knowledgebase/866
[问:wangku001wei] 如何把COMSOL仿真结果的数据导出?
[答:] 结果中有导出选项,可以支持常见的数据格式
[问:mayanni] comsol软件可以仿真出两个面接触后的物理量么?
[答:] 可以参考结构力学模块中的接触功能,
[问:tengzhihua] EMI一般只做瞬态分析吗?
[答:] 常见瞬态,软件也可支持稳态和频域计算
[问:guanhl] 多匝线圈如何计算和建模?
[答:] 线圈建模可以参考这个视频http://cn.comsol.com/video-training/low-frequency-electromagnetic-cn-prt3
[问:sai2018] 软件的操作手册是否能下载?
[答:] 装好软件就有内置手册
[问:Etrainchina] 有哪几种优化算法?常用的是哪几种?
[答:] 可以参考这个介绍http://cn.comsol.com/search/?s=%E4%BC%98%E5%8C%96&subset=video
[问:wangshimao] 预测报告能打印吗?
[答:] 可以
[问:EricCheng] 软件安装是否有要求?
[答:] win mac linux版本均可
[问:wojiaomt] comsol与hfss软件之间是否可以交换数据?
[答:] COMOSL可以支持文本或是excel或matlab数据的导入导出
[问:zwei9] 变压器预测数值分析和计算? 可分析哪些噪音?
[答:] 根据场景选择铁芯、绕组、或是其他部位在电磁力或其他作用下的振动噪音
[问:dsg333] COSMOL的软件支持二次开发吗?
[答:] 可以支持基于编程或是方程的二次开发
[问:liu12715] 请问有什么办法能直观的看到气流的流动方向?这个问题困扰了我们很多年,以前都是用有色烟雾测试,但是效果不明显
[答:] 首先计算流体接口得到速度、压力,然后通过粒子追踪模拟烟雾的流体作用以及自身的布朗运动
[问:dsg333] 多种物理场,是否可以进行联合仿真,如变压器的电气+温度+变压器油+灰尘等等
[答:] 变压器电磁流体传热有不少案例,对于灰尘要看其表现的哪方面的特性,比如影响的是散热还是什么,可以通过一些等效的阻抗边界、散热薄层等条件描实
[问:tengzhihua] comsol目前在电力行业应用广泛吗?
[答:] 很多国际知名电气公司、国内985院校、电科院都有
[问:bjs1688] 仿真结果准确度高吗?
[答:] 数值计算精度取决于输入的参数的精度,描实的过程与实际是否一致,以及设置的容差大小
[问:linghz] 仿真精度怎么样?
[答:] 软件有很多用户案例,里面不少是与试验对比的,案例库也要基准模型
[问:linghz] 多物理场仿真软件如果做优化分析?
[答:] 可以参考http://cn.comsol.com/search/?s=%E4%BC%98%E5%8C%96&subset=video
[问:wangshimao] 多场耦合经典实例? 提供一下
[答:] 参考案例http://cn.comsol.com/models/acdc-module
[问:EricCheng] comsol操作实例 能下载吗?
[答:] 这是下载案例http://cn.comsol.com/models/acdc-module
[问:linghz] 可以仿真纳米级集成电路版图吗?
[答:] 如果不考虑量子效应,有描述的PDE方程可以
[问:linghz] 如何在comsol中模拟循环的过程?
[答:] 可以通过事件功能,或是APP开发器中的编程实现
[问:djgyy] 具体的应用案例有哪些?
[答:] 参考案例 http://cn.comsol.com/models/acdc-module
[问:cntszxb] 多物理场仿真有免费版本吗?
[答:] 可以试用info@comsol.com
[问:dsg333] COMSOL仿真的基于什么样的抽象物理模型进行建模,完备性如何?
[答:] 通过经典理论对应的偏微分方程描述物理现象,比如麦克斯韦方程理论描述电磁场,通过有限元算法计算这些方程或,几个方程组。
[问:wxh520522] 低频电磁场有模型吗?
[答:] 这是案例库http://cn.comsol.com/models/acdc-module
[问:tengzhihua] 看起来静场模拟的效果很好!
[答:] 谢谢
[问:wxh520522] 低频电磁场的应用范围?
[答:] 不考虑电磁波动性、符合麦克斯韦理论的场景均可
[问:gaon] 有针对不同行业,比如电力行业的定制版本吗?
[答:] 没有特定版本,内部是按照模块分类的,针对不同场景有对应案例
[问:chnei] COMSOL 多物理场仿真软件的性能有哪些独特之处?
[答:] 操作简单、图形化界面、自定义方便、可以实现多个物理场相互耦合
[问:linghz] 仿真时有哪些注意事项?
[答:] 首先要分析问题类型,关心参数,然后选择对应的物理场,比如选择静电、还是电磁感应、还是电磁结构等,建议先找个相似案例开始学习
[问:CarlChan] 防雷可以模拟吗?
[答:] 可以通过瞬态计算,指定激励的位置,电流大小,选择磁场接口计算
[问:cntszxb] 多物理场仿真可以仿真PCB板上元件的发热吗?
[答:] 可以考虑,这是一个类似案例http://cn.comsol.com/model/heating-circuit-465
[问:guojun0718] 仿真是否能和sw或者eplan相结合?
[答:] 可以导入通用的CAD格式,及与SW同步
[问:sai2018] 温度场如何计算?
[答:] 选择软件内置的传热接口,指定工作条件即可计算
[问:sai2018] 海底电缆载流量计算方法?
[答:] 可以参考这个案例,及里面的文档说明,http://cn.comsol.com/model/cable-tutorial-series-43431
[问:sai2018] 海底电缆如果计算流量?
[答:] 您说的是载流量吗,可以通过电磁热分析,确定最大温度下的载流量大小,参考案例:http://cn.comsol.com/model/cable-tutorial-series-43431
[问:jamesleo] COMSOL仿真变压器,与传统的SPICE电参数仿真,有什么不同?
[答:] COMSOL是三维有限元分析,计算麦克斯韦方程组,一般电路分析是0维
[问:linghz] 是否可以进行EMI的仿真分析?
[答:] 可以选择考虑,一般是做瞬态分析
[问:liang-1011] 多物理场仿真包括那些物流场?
[答:] 电磁场、结构、流场、传热等,如果考虑两个以上影响就是多物理场
  关于 COMSOL  

COMSOL 是全球仿真软件提供商,致力于为科技型企业、研究实验室和大学提供产品设计和研究的软件解决方案。其旗舰产品 COMSOL Multiphysics® 是一个集物理系统建模和仿真 App 开发于一体的软件平台,尤其擅长对耦合或多物理场现象的仿真分析。多个附加模块将仿真平台扩展到电气、力学、流体流动和化工等领域。接口工具实现了 COMSOL Multiphysics® 仿真与 CAE 领域的所有主流技术计算工具和 CAD 工具的集成。仿真专业人员借助 COMSOL ServerTM 能够向其遍布世界各地的设计团队、制造部门、测试实验室及客户部署仿真 App。COMSOL 公司创立于 1986 年,在全球设有 21 个办公室,并通过分销商网络覆盖更多地区。更多信息,请访问: http://cn.comsol.com