电磁场数值计算幻灯片.pptVIP

  1. 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
  2. 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  3. 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  4. 4、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  5. 5、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  6. 6、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  7. 7、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
下 页 上 页 ① ③ ② 4 2 1 3 5 下 页 上 页 例 求同轴传输线的电位。 x y ?=10V ?=0V x y ?=10V ?=0V ? 0 2 2 1 7 5 4 3 2 6 9 8 座标 1(0,0),2(1,0), 3(2,0) 4(2,1), 5(2,2), 6(1,2), 7(0,2), 8(0,1), 9(1,1) ?=0.5 下 页 上 页 x y ?=10V ?=0V 1 7 5 4 3 2 6 9 8 下 页 上 页 x y ?=10V ?=0V 1 7 5 4 3 2 6 9 8 节点 1 3 4 5 6 7的值已知,在矩阵中移项消去。 下 页 上 页 边界节点电位成为已知值,不但满足了边界条件,而且减少了未知数的个数,这是有限元的巧妙处之三。 特点 下 页 上 页 面板电流密度分布 50Hz电流走向和密度分布 下 页 上 页 面板电流密度分布 50Hz电流走向和密度分布 线脚电流强度 下 页 上 页 面板电流密度分布 50Hz电流走向和密度分布 线脚电流强度 面板磁场强度分布 50Hz 下 页 上 页 下 页 上 页 适用于不同形态的边界形状,便于处理非线性、多层媒质及各项异性的场。 程序通用性强,实用商业软件发展迅猛。 有限元法的特点 需要全场域离散,计算机内存量大。 2. 有限元法 有限元法是首先利用变分原理把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题,也就是所谓泛函的极值问题。然后,利用剖分插值化变分问题为普通多元函数的极值问题,从而获得待求边值问题的数值解。 有限元软件包的基本组成 下 页 上 页 1. 计算的步骤 1)用一组简单函数的线性组合来表示近似解。 近似解 Ci——待定系数 ?i——尝试函数, (有限元法中称形状函数、基函数) 注意 如何确定Ci是一种数值方法区别于另一种数值方法的主要方面。 下 页 上 页 注意 Ci的选取要使误差减小。 ?i的个数多,解越精确,但计算量和复杂性增大。 2)为确定Ci建立一种考虑微分方程和边界条件的目标函数。 3)用适当的算法使目标函数达到最小化,在此过程中确定了Ci,从而得近似解。 下 页 上 页 例 解平板电容器电场。 理论解 边值问题 + - 10V x 0 d ? 下 页 上 页 近似解 设近似解 + - 10V x 0 d ? 误差(建立目标函数) 选定算法降低误差,通常选取适当的加权函数使余数与加权函数的积分为零。 下 页 上 页 注意 加权函数的选法有很多。算法目的是使定义在区域内和边界上的余数的加权平均值为零或最小。 2.迦辽金法 选 尝试函数 下 页 上 页 平板电容器问题选尝试函数为 近似解为 下 页 上 页 微分方程转为代数方程 下 页 上 页 线性代数方程组写成矩阵形式: n×n阶系数矩阵 n×1阶未知数矩阵 n×1阶源矩阵 n×1阶边界矩阵 下 页 上 页 变分法的步骤 3.变分法 2)构成一个近似解的泛函 3)使泛函最小化,减小近似解的误差。 1)用一系列线性独立的尝试函数表示近似解。 未知函数 F为函数的函数称泛函 下 页 上 页 变分法的原理(用变分法求拉普拉斯方程) 构造一个与误差有关的目标函数,然后用某种方式使误差达最小,以确定近似解中的未知系数。 1)目标函数——电磁场的储能趋于最小 注意 ?i的选取要满足第一类边界条件,这样限制了其选取范围,但简化了待定系数的求解过程。 下 页 上 页 2)求F的最小值,也称变分法 泛函F定义为: 下 页 上 页 注意 以上是变分法的基本原理,变分法是有限法的基础。 例 求平板电容器的电位。 + - 10V x 0 1 ? 边值问题 数值解为 代入边界条件 下 页 上 页 令 求导 下 页 上 页 解得 3)变分法求解泊松方程 边值问题 下 页 上 页 因为储能为 泛函F定义为: 代表能量 设 下 页 上 页 求F的最小值 注意 第二类边界条件在求泛函极值过程中自动满足,故称这类边界条件为自然边界条件。其对应的变分问题称无条件变分问题。 下 页 上 页 注意 第一类边界条件在求泛函极值过程中没有满足,称第一类边界条件为强加边界条件,要单独处理,其对应的变分问题称有条件变分问题。 存在的问题 加权余数法和变分法把偏微分方程变为代数方程,可以用矩阵表示,但确定待定系数时常常要用到分部积分,当尝试函数很多时,计算十分复杂,很难用计算机计算,需要用改进的方法简化计算。有限元就是其中一种。 下 页 上 页 4.有限元的基本原理 边值问题 泛函为: 把场域分成有限个单元(离散化过程) 两维问题中常用三角单元、四边形单元。单元划分必须满足: 下 页 上 页

文档评论(0)

精品课件 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档