Uchanganuzi wa Muundo wa Transformer: Mchakato Wa Muhimu Changamoto na Utaratibu Bora wa Kutumia Zana za Finite Element

1 Utangulizi

Vipimo vya uchanganuzi wa muundo (kama vile COMSOL, Infolytica, au Ansys) vilivyotumiwa kwa ajili ya uchanganuzi wa simulishi wa transforma—hata ikiwa unategemea kwenye chaguo kati ya ukungu wa umeme, ukungu wa magneeti, mzunguko, nguvu za kimikono, au sauti—mifano yasiyo na tofauti zaidi. Kuelewa vipengele muhimu katika haraka yoyote ni msingi wa mafanikio ya uchanganuzi wa simulishi na ulimwengu wa mipaka ya mwisho.

2 Mifano ya Msingi ya Simulishi

Msimbo mzuri na kamili wa simulishi wa transforma una saba hatua kubwa:

3 Kuelewa Ukuaji

Transforma ni kitumaini cha umeme chenye kutokuwa na mvuto, na kutoka hapa, kazi yake ya simulishi inaweza kuwa rahisi, kwa sababu kuna sehemu zinazokoroga zinazongezeka ukuaji wa simulishi nyingi. Lakini vibaya, transforma pia ni kifaa kinachobadilika la umeme na mikundi mengi ya viwango ambavyo huunganishwa kwa nguvu, ambayo mara nyingi huchanganya simulishi ya transforma na hivi ndiyo kusababisha kuwa rasmi kabisa.

Kwa mfano, simulishi za viwango vya joto ya transforma yanayotumia uchanganuzi wa mzunguko mara nyingi hazitoshi na mipaka yasiyofanikiwa. Sababu moja ni kwamba teoria asili ya mzunguko yenyewe ni ngumu na haijafanikiwa kukutana na kusakinishwa. Upande mwingine, simulishi ya joto ya transforma inahitaji uunganisho wa nguvu wa tatu: "ukungu wa magneeti - mzunguko wa joto - mzunguko wa maji." Kwa mfano kubwa wa transforma, kutatua mzunguko mmoja tu wa maji unaweza kuwa ngumu, isipo kuwa uunganisho wa nguvu wa tatu.

Ili kupata mapendeleo katika maeneo muhimu ya simulishi ya transforma, muhandisi wa simulishi lazima anaeleweka kwa undani teori zinazohusiana na transforma, ujenzi, ujadili, na utafiti, na upande mwingine, anaweza kutumia programu za simulishi na kuelewa tabia yao.

4 Vipengele Muhimu vya Hatua
4.1 Tathmini ya Matatizo

Kabla ya kujenga modeli ya geometria, itaraji kwa awali ya matatizo ya simulishi inahitajika ili kuunda modeli ya geometria inayofaa na kutagua viwango vya fizikia vya vyema. Kwa mfano, je, matatizo ya simulishi yana taarifa ya viwango vingineo vya fizikia au vingineo vinavyounganishwa kwa nguvu?

4.2 Kujenga Modeli ya Geometria

Tayari ya kujenga modeli ya geometria hutegemea kwa fursa na mafanikio ya simulishi. Mara nyingi, modeli ya geometria inayopunguza inahitajika. Lakini, ikiwa modeli ya geometria itapunguza sana, mipaka ya simulishi itakuwa si sahihi na itakuwa duni kwa kazi ya ujenzi. Ni wazi kwamba kufafanulia kama vile gani modeli ya geometria inapaswa kupunguza inahitaji kuelewa kwa undani tatizo linalotatuliwa. Kwa mfano, je, modeli ya geometria 2D inasafi? Je, ni lazima kujenga modeli ya geometria 3D? Hata wakati wa kujenga modeli 3D, ni vitu gani vinavyoweza kupunguza na vinavyohitajika kutambuliwa?

4.3 Ukosefu wa Vitu

Chombo chenye vitu vilivyovurugwa vinaweza kuwa na parameta zaidi, lakini mara nyingi, kuna chache tu vinavyohitajika kwa matatizo fulani.

Wakati wa kupanga parameta zifuatazo, lazima kuwa sahihi; vinginevyo, matatizo yanayowekwa yanaweza kuingia katika mipaka ya simulishi.

Baadhi ya parameta za vitu hupunguza kwa sababu ya parameta zingine. Kwa mfano, katika simulishi ya joto ya mzunguko wa transforma, ukungu, ukungu wa joto, na uzalishaji wa joto wa mafuta ya transforma hupunguza kwa joto, na hayo mahusiano yanapaswa kutafsiriwa kwa kutumia funguo sahihi.

4.4 Kujenga Viwango vya Fizikia

Kwa viwango vilivyochaguliwa, ni lazima kutatua masharti muhimu, kama vile masharti ya fizikia yanayomiliki matatizo, maneno ya uhamisho, masharti ya mwanzo, masharti ya mpaka, na masharti ya kuzuia.

4.5 Kutengeneza Mtandao

Kutengeneza mtandao ni hatua muhimu baada ya kujenga modeli ya geometria. Teoriyan, mitandao machache yanatoa mipaka safi. Lakini, mitandao machache sana si ya faida, kwa sababu zinazongezeka muda wa kutatua.

Sheria ya msingi ya kutengeneza mitandao ni kutumia mitandao machache na machache: kurudia pale ambapo linahitajika na kurudia pale ambapo linaweza.

Kutengeneza mitandao kwa mkono ni ngumu na inahitaji muhandisi wa simulishi kuwa na kuelewa kwa undani tatizo linalotatuliwa.

Na furaha, baadhi ya programu zina funguo za kutengeneza mitandao kwa njia ya fizikia, ambazo mara nyingi huchanganya mchakato wa kutengeneza mitandao. Kwa mfano, funguo ya kutengeneza mitandao ya COMSOL kwa moduli za simulishi za ukungu wa umeme ni ngumu, inayoweza kufanyia mitandao ya modeli kubwa ya ufunguo mkuu wa transforma kwa kasi zaidi ya mara 40 kuliko programu nyingine.

Lakini vibaya, funguo zisizozingati kutengeneza mitandao zinazozingati hakikuu za kutatua matatizo fulani, kwa sababu programu za umma hazitoeleweki sehemu zinazohitaji kutengeneza mitandao machache- kama vile katika simulishi za mzunguko.

4.6 Kutatua Modeli

Ubusara wa kutatua simulishi ni kutatua mifano makubwa ya mifano. Hii inahitaji muhandisi wa simulishi kuwa na maarifa ya hisabati, kama vile teoria ya matriksi na njia za Newton iteration.

Baadhi ya programu za kutatua zinafunuliwa kwa msingi wa matatizo, bila haja ya ushirikiano zaidi kutoka kwa muhandisi. Lakini, kama kutengeneza mitandao, hii si ya faida. Kutatua matatizo ya juu na ngumu inahitaji muhandisi kuweka maelekezo yake kwa kila kila ili kuhakikisha kwamba ni kwa kasi na mipaka sahihi.

4.7 Kutatua Matokeo

Ili kutayari mipaka ya simulishi, data iliyopatikana inahitaji kutatuliwa, kama vile kutengeneza grafu za ukungu wa umeme, grafu za joto, au grafu za mzunguko.

Pia, baadhi ya hatua za kutatuliwa yanahitaji muhandisi kutumia maarifa ya umma. Kwa mfano, programu nyingi za simulishi za ukungu wa umeme zinaweza kuleta ukurasa wa ukungu wa umeme, lakini kutatua imara ya ufunguo unahitaji kutatuliwa kwa data hiyo ili kutengeneza kurasa za imara ya ufunguo kulingana na mizizi ya ukungu.