[发明专利]基于棱边单元法处理电磁场中移动边界问题的耦合方法

摘要

本发明公开了一种基于棱边单元法处理电磁场中移动边界问题的耦合方法，包括：建立三维模型，对该模型的运动区域及静止区域剖分网格，并在两区域的边界处形成滑移面；建立电磁场求解的基本方程，采用拉格朗日乘子法施加规范条件，计算各个区域的棱边单元矩阵并进行集成；当运动区域的网格沿着滑移面移动时，在所述滑移面上采用拉格朗日乘子法对磁矢势的自由度进行耦合，生成拉格朗日乘子约束矩阵，并对所述约束矩阵进行集成；在所述滑移面上，对规范所引入的拉格朗日标量乘子，采用MPC方法进行耦合；对通过上述步骤所获得的有限元总体方程施加边界条件并进行求解，得到待分析对象的电磁场分析结果。本发明获得的有限元矩阵性态良好，计算结果精度可靠。

主权项

1.基于棱边单元法处理电磁场中移动边界问题的耦合方法，其特征在于：所述方法包括：S1：建立待分析对象的三维模型，对三维模型的运动区域及静止区域剖分网格，并在运动区域及静止区域的边界处形成滑移面；S2：建立电磁场求解的基本方程，为保证磁矢势的唯一性，引入拉格朗日乘子规范方案，即采用拉格朗日乘子法施加规范条件:计算各个区域的棱边单元矩阵，并将所述棱边单元矩阵集成到有限元总体方程中，其中为散度（div）计算符号，A为磁矢势；S3：当运动区域的网格沿着滑移面移动时，在所述三维模型的滑移面上，采用拉格朗日乘子法对磁矢势A进行耦合，生成拉格朗日乘子约束矩阵，并将所述约束矩阵集成到所述有限元总体方程中；S4：在所述三维模型的滑移面上，对S2中施加规范条件时所引入的拉格朗日标量乘子自由度，采用MPC方法进行耦合；S5：对S2、S3及S4步骤所得到的有限元总体方程，施加边界条件，进行求解，得到待分析对象的电磁场分析结果。