ADINA EM


전자기학은 과학과 엔지니어링, 특히 전자기적 효과가 다른 기계/유체유동 시스템과 연동되는 경우에 매우 중요합니다.

응용분야로는 전기자동차, 오븐의 열, 의학적 과정, 전자기장 스위치, 전자기장 펌프, 브레이크 등이 있습니다.
이러한 모든 전자기적 현상과 응용분야는 Maxwell 방정식으로 정의되며,
다중 모델 분야를 위해 우리는 ADINA 시스템의 새로운 모델링 기능을 발전시킵니다.

ADINA-EM은 서로 다른 하중과 경계조건에서 Maxwell방정식을 풀기위한 프로그램입니다.
전자기장 효과가 다른 유체에 영향을 끼칠 때에도 Maxwell방정식을 이용하여 해석을 할 수 있습니다.

기본적으로, 일차 전자기장을 위해 Maxwell방정식은 다음과 같습니다.

 

 

또한, 진동에서의 Maxwell방정식은

 

 

여기에서

 

 

 

이방적식 들에서 , 로 표시된 전자기적 물질은 순서대로 전기적 유전율, 자성의 투과율, 전기적 전도율을 의미하며

로 정의된 두 밀도와 전하밀도, .를 이용하여 알맞은 경계조건에서 Maxwell방정식을 해결하여  를 구할 수 있습니다.

식과 으로 된 완전히 다른 두 식은

  

 

위의 두 식은 유한요소법을 이용하며, 효율성과 정확성을 위해 위에 주어진 Maxwell의 일차방정식을 푸는 대신에, 다른 방정식을 추가하지 않고 2차방정식으로 재구성하였습니다.

그 이유는 식은 엔지니어들과 과학자들이 많이 이용하고 있으며 식은 알려지지 않은 물리적 변화에 쓰이며 유체와 고체의 역학적 연동을 위해 쓰이기 때문에 ADINA EM에서 식과  식의 두 식을 모두 제공한다는 것은 매우 중요합니다.

 

ADINA-EM은 아래의 전자기적 문제들을 해결할 수 있습니다

 

- Electrostatic fields
- Magnetostatic fields
- DC conduction
- Time-harmonic
- Eddy current
- AC conduction
- EM fields with Lorentz forces
- EM fields coupled with temperature
- Wave guide



The pre- and post-processing for the ADINA-EM models and solutions are performed using the ADINA User Interface.

 

Eddy current in a torus with cracks, induced by time-harmonic magnetic field


문제의 기본적인 도식도를 Figure 10에서 볼 수 있습니다. 와상전류가 외부의 전자기적 유동이 가해지면서 전도체에서 와상전류가 유도되고, 환상면 전도체는 깊이에 따라 네 개의 균열이 있으며 이 균열들은 전기적, 전자기적 영역을 변형시킵니다. 그리고 이러한 관찰은 전자기학을 이용한 비파괴검사를 기초로 합니다. (*전체의 1/8만이 모델링 되었습니다.)


이 3D 시간 고조파 와상전류 문제는 ADINA-EM형식을 이용하여 해석하였고 Figure11과 Figure12에서 전기적, 전자기적 분야의 실제와 가상의 band plot을 볼 수 있습니다.


두 경우에서 모두 균열이 방향과 규모를 변형시킨다는 것을 알 수 있습니다.

Figure 10 Eddy current in torus: schematic

Figure 11 Eddy current in torus: vector plot of ; real part (left) and imaginary part (right)
Figure 12 Eddy current in torus: plot of ; real part (left) and imaginary part (right)

 


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