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如何优化电磁线圈的间距

2017年 4月 20日

在设计电磁线圈时，我们可能想要调整线圈的位置，以便在特定的空间区域内获得所需的磁场强度。这可以使用 COMSOL Multiphysics® 软件附加的“AC/DC 模块”和“优化模块”产品，结合参数和形状优化来实现。接下来，让我们看看如何操作。初始线圈设计和优化问题假设我们的任务是设计一个线圈，使沿着部分中心线的磁场尽可能接近目标值。我们在之前的博客文章中介绍过，可以通过调整每匝线圈的电流来实现，但是，文中讨论的方法要在设计方案中为每匝线圈设计单独的电流控制。其实，我们可以对整个线圈使用单一的电流控制，并沿轴向调整线圈的间距来实现。 10 匝轴对称线圈。目标是改变中心线（绿色）处的磁场。上图所示的线圈就是我们将要分析的案例。10 匝轴对称线圈由单个电流源驱动; 也就是说，流经每匝线圈的电流相同。最初的线圈设计将直径为 1cm 的线圈间隔为 S0 = 4cm 的距离。由于线圈是轴对称结构（我们仅对关于 z = 0 平面对称的解感兴趣），我们可以使用下图所示的简化计算域。计算模型。我们想要改变五个线圈的位置和线圈电流。我们的优化目标是通过改变五个线圈的线圈电流和 z 位置，使沿着一部分中心线的 Bz 场尽可能接近期望值 B0。每个线圈可以移动的距离为，相邻线圈之间必须存在 G0 的间隙，因此第一个线圈的偏移量具有不同的下限。我们还需要对峰值电流进行约束，将电流限制在大于零的范围内。虽然从物理上讲，没有必要将电流限制在大于零的范围内，但这样做是一个很好的优化建模的技巧，因为这样可以保持受限的设计空间更小。更正式地讲，这些陈述可以写成： \begin{aligned}& \underset{I, \Delta Z1, \ldots ,\Delta Z5}{\text{minimize:}}& & \frac{1}{L0} \int0^{L0} \left( \frac{Bz}{B0} -1 \right) ^2 d l \\end{aligned} \begin{aligned} & \text{subject to:}& & -(S0-G0)/2 \le \Delta Z1 \leq \Delta Z{max} \\end{aligned} \begin{aligned} & & & -\Delta Z{max} \leq \Delta Z2, \ldots ,\Delta Z5 \leq \Delta Z{max} \\end{aligned} \begin{aligned} & & & G0 \le (Z5-Z4) \\end{aligned} \begin{aligned} & & & […]

优化电磁线圈电流的 3 种方法

2017年 4月 10日

如果您想要设计电磁线圈， COMSOL Multiphysics® 软件的 AC/DC 模块与优化模块可以帮助您快速实现并进行迭代改进。今天，我们将研究如何进行线圈系统优化设计，并通过改变线圈的驱动电流来实现所需的磁场分布。还将介绍三种不同的优化目标和约束。如果您对线圈建模或优化感兴趣，这篇文章将满足您的好奇心！。

如何在仿真研究中使用声学拓扑优化

2016年 11月 3日

今天，瑞声达听力集团的客座博主 René Christensen 跟我们一起讨论声学拓扑优化的重要性，以及如何在 COMSOL Multipysics 中应用声学拓扑优化。拓扑优化是一种强大的工具，通过使用这种工具，工程技术人员能够找到与其应用相关的问题的最佳解决方案。本文中，我们将深入研究声学方面的拓扑优化，以及如何最优分配声介质来获得所需的响应。下面几个例子将进一步说明这种优化技术的潜力。

改进的四面体单元网格剖分功能

2016年 9月 27日

为了优化用户的建模过程，我们须不断努力改进软件的网格剖分功能。就在近期，COMSOL Multiphysics® 软件的四面体网格的生成算法实现了升级。在本篇博客文章中，我们将对生成四面体网格的具体步骤进行讲解，让您深入体验改进的网格剖分功能及其相关特征，同时我们还将探讨如何利用这一功能获得更加精确的仿真结果。

探究图灵的形态发生理论

2016年 5月 9日

你是否思考过老虎身上的条纹究竟是怎样形成的？艾伦·图灵（Alan Turing）的形态发生理论提供了一种可能的解释：条纹一类的图案最初呈均匀状，逐渐自然地演变成有规律的图案。今天，我们将详细讨论图灵的形态发生理论，并探讨一些现代研究，其中涉及了 COMSOL Multiphysics 中的分支形态发生建模。