CFX读取Maxwell磁场或功率损耗的方法

CFX读取Maxwell磁场或功率损耗的方法

作者：范文哲 

      目前磁流体技术越来越多的得到了应用，那么就需要流体和磁场之间的耦合计算，之前发布了一个fluent读取 Maxwell磁场数据的方法，该方法可以很好的读取Maxwell当中的磁场结果，在fluent的MHD模块可以很要的传递磁场数据，这种方法得到大家的广泛使用。但是CFX在流体软件种的应用也很广泛，例如，电磁泵、焊接、炼钢等场所需要电磁场的计算结果，获取磁场分布或者感应加热的功率损耗。而且在CFX种的磁场设置是很方便的，值需要勾选相应的内容，即可考虑磁场效果，那么读取Maxwell数据的方法该怎么实现呢？下面来讲解一下。

     本次以读取功率损耗为例，首先Maxwell中的计算方法和之前相同，计算出涡流损耗，并通过后处理导出坐标和功率损耗的数据文本，其模型和计算结果如图所示

             线圈加热圆盘三维模型                                     线圈加热圆盘磁场分布

线圈加热圆盘涡流损耗分布

        可以看到磁场分布和感应的涡流损耗分布是不均匀的，在线圈的下方涡流损耗较大

       通过常规的Maxwell和温升计算模块连接的方式可以得到温度分布如下图所示，但是不能准确给定物体表面的对流系数，得到结果是经验数值，因此需要在流体软件中分析温度场。

线圈加热圆盘AC模块稳态分析

线圈加热圆盘温度分布

         在流体分析中的温度场分析和常规方法类似，需要在子模型中添加功率损耗即可，只是功率损耗需要定义为函数，其设置的模型结果和最终的温度场分布如图所示。

线圈加热圆盘CFX模型                                线圈加热圆盘温度分布

         重点考虑读取功率损耗的方法。在流体软件中需要定义函数funciton如下图所示，读取Maxwell计算的功率损耗文本得到如下的结果，函数名称为power

功率损耗读取的函数设置方法

在表达式中定义一个表达式source读取power函数，如下图所示，填写相应的参数即可

功率损耗设置方法

         经过稳态计算得到温度场的分布如图所示，可以看到温度值在感应线圈位置是最高的，这样就体现的感应加热的不均匀的功率损耗分布

      该方法同样的适用于外部磁场的读取方式，方法同上，只是将功率改为磁场B即可。CFX中的计算为隐士算法，而且计算设置更加灵活便于理解。因此推荐大家使用CFX软件进行通用的流体分析或者磁场流体的耦合分析