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全耦合动态变形电磁线的公式化和数值分析。 (英语) Zbl 1425.74178号

摘要:建立了一个电磁束模型,用于模拟驱动电子纺织品。该梁采用基于非线性方向的运动学描述进行求解,并沿其长度方向附加温度场和电势场。这三个场通过变形、洛伦兹力、反电动势、温度相关本构响应和塞贝克效应的相互依赖性完全耦合。用准静态近似来求解运动物质介质中的电势,而不是详细求解麦克斯韦方程。电流束近似用于进一步简化势的解空间。虽然该公式减轻了空间和时间离散化限制,但耦合问题是一个需要特殊处理的指数-1半显式微分代数方程。采用不同的Runge-Kutta方法求解时间相关问题。探讨了利用电势问题隐式解的对角隐式Runge-Kutta方法和显式Runge-Gutta方法。有限元模型是使用开源软件包FEniCS实现的,该软件包能够自动生成隐式解所需的多物理方程的线性化。构造了一个模型问题,用于测试和分析物理公式和数值求解技术。使用高阶Runge-Kutta方法的收敛阶对时间步进方法进行了验证。运行时比较表明,显式方法通常比用于此问题的隐式方案计算效率更高。对于隐式格式,在大多数时间步长下,交错解要比整体解快得多。然而,对于非常大的时间步长,例如用于动态松弛的时间步宽,整体解可能比交错解更有效。

MSC公司:

2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
74K10型 杆(梁、柱、轴、拱、环等)
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全文: 内政部 链接

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