快速介绍永久磁铁建模

我已经以一种或另一种方式撰写了一些涉及永久磁铁的博客条目。阅读这些可能提出了一个问题：“对永久磁铁模拟更简单的介绍又如何？”公平，这是对永久磁铁及其周围磁场进行建模的方法。

马蹄形的永久磁铁和铁棒。

关于磁静态

在我们深入了解永久磁铁建模之前，让我们快速介绍磁静态的一般概念。简而言之，磁静力学涉及研究磁电流不会随时间变化（它们稳定）的系统中的磁场。这与涡流制动器我们前一段时间讨论了磁场随时间变化。我们今天将要经历的特定永久磁铁模型是磁静态问题的一个很好的例子。

设置永久磁铁模型

假设我们要对围绕马蹄形永久磁铁的磁场进行建模。根据本文顶部的图像，我们还希望看看磁铁如何与金属棒相互作用。在对磁场进行建模并计算作用在杆上的力时，我们可以利用几何形状的对称性和磁场的反对称性。尽管这不是计算重的问题，但它是引入对称概念的一个很好的例子。知道何时利用对称性可以节省大量时间，在我们的简单磁体示例的情况下，只有四分之一的几何形状需要建模。作为提倡效率的倡导者，我想这确实很好。

使用betvicror伟德2021欧洲杯comsol多物理学随着AC/DC模块，我们可以开始定义磁标势，v_m，通过选择磁场，没有电流界面。这样做会提示模型使用适当的方程式：–∇Å（μ₀∇v_m- μ₀m₀）= 0。

接下来，我们要从模型库导入永久性几何形状。几何形状包括马蹄铁和金属棒，但是如您所见，它完整显示了组件：

我提到我们可以利用问题的对称性和反对称性来加快模拟的速度，现在是时候这样做了。我们可以使用xy- 和xz- 平面分别与磁场的对称和反对称性相对应，形成几何形状的外界。为此，我们将需要创建一个空气盒，然后删除我们不再想要使用的几何部分（完整的说明如何执行此步骤和所有其他步骤永久磁铁的型号文档）。

磁场是与边界的切线xy- 平面，垂直于边界xz- 平面，由磁性绝缘和零磁性标量电势条件分别。

对磁场进行建模并计算金属杆上的力

如果我们绘制磁通量密度，我们可以可视化围绕永久磁铁的磁场。通过添加箭头图，我们可以查看字段的方向。

最后，我们可以使用全局评估来计算永久磁铁在杆上施加的力。这样做后，我们了解到磁铁在金属棒上施加1.53 N的力。请记住，我们仅对几何形状进行了建模，因此杆上的实际力是该值的四倍，即6.11N。

进一步阅读

• 模型下载：永久磁铁的磁场
• 模型下载：Halbach转子的静态场建模
• 模拟永久磁铁发电机
• 磁轴承
• 涡流制动器