Книга: Сканированные методические указания по Magnum

Распознанный текст из изображения:

УДК

ат!з

М Ваа

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ РОССИИСКОЙ ФЕДЕРАШ!1! Пг' ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(Технический Униоерситег)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по проне)!е~ппо практических занятий па ПЭВМ

с пакегом программ конечно-элемеитиого анализа

электромагнитных полей Ма~й)и!и

Москаа

1996

Распознанный текст из изображения:

В. П.Лунин, РЛ В. Кирсанов, А. А. Иванов

Редактор В. П. Лунин

(Кафедра электротехники п интроскопии)

Редактор нэдательсгва Л. Т. Васюьсвс

Темплан издания МЭИ 199б г

Подписано к печати

Фнз. печ. л. 3

Тираж 50

метод. Форы от ббх84)10

Иэд №

Методические указания по проведению практических занятий на ПЭВМ с пакетом

программ конечно-элеменгного анализа электромагнитных полей Май)1аю

Распознанный текст из изображения:

СОДЕРжаНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММЕ

.12

4. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ

43 Свили СПжтЛ Л ПРОГРЛМЬГЬ!

....г|

..г!

5.! ГилвнОе меню.

..22

5.г подмшпо Рпд

53 ПОДМЕНЮ Воп

....3!

5.4 БН БДИ ОТЕЕА МАТЕРИЛДОВ...

..32

..36

РД Подменю Ншд

...Ао

..41

б.! НЛВНАШРГИЕ ЕГГЛВИШ...

,... 4 !

6 2 ВВОД ОГРЕ! ЕОВ И ПРЯМОРТОЕЬНИКОВ ..

..47

СООБЩЕНИЯ ОБ ОШИБКАХ.

..47

ЛИТЕРАТУРА...

Игдатеиьсгао МЭИ

1996

Москва

3. ОСНОВЪ| МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ..

4 2 УСГАНОВЕА ПРОГРАММЫ И ТРЕБОВАНИЕ Е ЛППАРЛТНОМР И ПРО П АМИН ОМУ О БЕС П БЧЕНИЮ ...,

4.3 посдедОВАтедьностьдеасГВии пРН Решении 3АдАчи В млоном.................,...

5. сГРукГуРА меню и Опислние кОмАнд достутп|ых В мен1О ....

5 5 ПОДменю СОмРсте.

5.6 ПОЕМЕИЮ Ню!Пдв ....

5.7 Подменю ОРОСИ! ....

5.3 СогдЛНие и ИСПОЕЬзовлнив ФАВНОВ ВЛДАНИН ...

б. КОМАНДЫ ГРАФИЧЕСКОГО РЕДАКТОРА..

7. ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ МАО|ЧОМ.....

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИйСКОй ВЕДЕРАЦИИ

ПО ВЫСИ!ГАМУ ОВРАЗОВАПИ1О МОСКОВСКИ!! Э!!ЕРГЕ!ИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Утверждено

учебным управлением МЭИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ НА ПЭВМ С ПАКЕТОМ

ПРОГРАММ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ МаЕНЩИ

Распознанный текст из изображения:

УДК

621.3

М 545

УДК: 621.3.ОО4.14

Знсргоатомиэдат 1989

47

Методические указания па проведению практических занятии на 1!ЭВМ с пакетом прагралгм конечно-элемоггнага аназапа эяскгромаппгп(ых палей Мавгчаш. В.П. Лу(аш, С В. Кирсанов, А Л.! Раапаа. ° Мз Изд аа МЭ(1, 1996.. 48 с.

В методических указаниях дастся подробное ош~сагп(с мегацнкн решения

ираки(чески» задач с помощью пакета программ Маямаш, орнмппроааннага на

а(слс(о(ьш аназап наума(з~изл спг(пчсскнх. а1ацнана(н(ых и кааэнсгацнапарпых

элскц>амагпнп~ых шззю! (зюан'(пых эаскцю(скопческих ус(рапств и шшарагов.

Прнвадгпся пример решения учебной задачи.

Указания прецназначены цзш сгудсн(аа ш(ацнальпоап~ "Приборы и матовы

контроля качества н Ш(агнос(нки" ((апроскооня) прн изучении нмн Нисцшшнн "Теория элехтронагнппзаго поля", "Численные надюш н компьютерное праекэнрованке в

~(шроскаппп", Уйяск(ромапшп(ый ко(правь", нрн аы(~о(а|сан(з учсбпонсследоваттльскик, «урсавых и дипломных работ, а также цая сгуцегпоа, аспирантов н научных соэруцннкаа других электротехнических спенпазюнос(ей, изучающих и

прилгсняющих на практике мегоцы анализа и синтеза элскзрамапштных систсль

© Маекааскнй энсрглическнй ~агсгнгуг, 1996 г.

Сообщения об ошибках

В процессе работы программы могут позникать ошибки. Часп из них обусловлена

некорректными действиями пользователя (ввод имени несуществующего фейла,

некорректного числа ит.п.) или недостатком системных ресурсов (памяти, свободного

пространства на диске и т.п.). В этом случае выводится соответствующее сообщение. Эти

ошибки нс прерывают работу программы и не могут испортить исходные данные. Наиболее

часто встрсчшощиеся сообщения:

?!(е 1имя 6)аааа1 во!зава(Г

файл с именем (имя файла] нс найден, необходимо исправить имя, а затем убедпъся,

по файл цсйствитсльно существует;

Из(е (алая (байлау а(гааз(у спи, ааепаига (1/Л9?

файл с именем (имя файла) уже существует, при ответе "Р", файл будет персзаписан,

если "Ф", то нет. Ситуация возникает в случае, если делается попытка сохранить файл в

пункте меню И(е — Яаче зы..., при вводе имени файла результатов, при перезаписи файла

( данных из старого формата в новый, если файлы с таким именем уже существуют. Оат ауамшагу

не хватает п~~ совершения операции. Вдинствснная воэможность преодоления

втой ситуации - уменьшение количества резидентных программ в 2)О8.

Однако есть вероятность того, что в программе может возникнуть неисправимая ошибка,

обусловленная недоработками. В этом случае вьшодится сообщение -Яилг!ша еггаг", а также

код и а(йэес ошибки. В этом случае все данные, находящиеся в оперативной памяти, будут

потеряны, и придется перезагру:юпъ файл данных с диска. Чтобы избежать потери данных,

рекомендуется периодичесюз сохранять рабочие файлы на винчестере.

Литература

1. Сильвестер 11., Феррари Р. Метод конечных элементов для радиоинженсров и инженеров

- электриков. Мх Мир, 1986.

2. Кулон Ж.-Л., Сабоннадьср Ж.-К. САПР в электротехнике. Мл Мир, 1988.

3. Демирчан К. С., Чсчурин В. Л. Машинные методы расчета электромагнитных полей. Мп

Распознанный текст из изображения:

требуется предварительная расстеновка узлов (они расставхюотся автоматически). В подменю Еша выбирается пункт Мсво, а затем Кейп)эг. В появившемся окне задается такой тип разбиения прямоугольников, который диктуется скосом формы сердечника (т.е. крестом" под углом 45'). Шаг по осям Х и У задается равным 5 мм. После построения ости каэвишей гй введенные данные сохрашпотся в файле.

Для создания магнитного полл в системе задается ток в обмотке устройства намагничивания, с использованием пункта Яовгсе подменю Еш1, как описано в п.5.3. С помощью клавиши пробела поочередно выделяются области верхнего и шгжнсго сечений обмотки и в них задается противоположная по направлению и равная по величине плотность тока — +3А/ммз и -3А/ммз.

Последний шаг — определение граничных условий. В подмешо ЕЖ1 выбирается пункт Р)хсб рогшйэ), а затем пункт Бсрага1е. С использованием клавиши пробела дхя выделения прямоугольньгх областей всем узлам верхней, правой и нижней границы исследуемой области задастса значение мызвгпгого потенциала, равное О. По окончании клавишей гй данные сохраняются в файле.

Модель задачи создана и можно приступать к расчету, для чего в главном меню выбирается пункт Сошро1е-воп.

После завершения расчета программа автоматически загружает файл результатов. Выбором в подменю Кевцйа (результаты), можно построить силовые линии магнитного поля илн найти распределение потока или интенсивности в области решения. Подробнее об этом см. п. 5.6.

Теперь можно изменить относительную магнитную проницаемость материалов и, пересчитав задачу, оцешпь ес влияние на перераспределение магнитного поля в зазоре.

1. Введение

Успешное решение задачи форыироээния профессиональных качеств будущих инженеров ряда электротехнических спепиаяьностсй невозможно без предоставления студентам возмовзюсти практической эксплуатации программных пакетов, ориентированных на решение зацач моделирования электромагнитного поля и позволяющих помочь в изучении электромагнитных процессов.

Действие электрических и магнитных полей полностью определяет работу вращающихся машин, трансформаторов, контакторов высокрдо и низкого напряжения. Для любого электромагнитного устройства по известному полю можно установить ннтсгразьные характеристики как в установившемся, так и в переходном режимах. В самом деле, зная распределение индукции магнитного поля, можно рассчитать значение потока, ЭДС (в генераторах), врыцаалцсго момента (в двигателях), силы притяжения или отталкивания (в контакторкх), потери ог собственных илн наведенных токов. Возрастаюгцая сложность устройств, повышение требований, которым они должны удовлстворягь, постоянное совершенствование аппаратуры затрудгяет использование упрощенных гипотез.

Создание наглядной математической модели позволяет значительно расширить возможности изучения электромагнитных явлений, особенно, если модель реализована средствами, позволяющими студенту ввести всю исходную информацию, изменить ее при исследованиях или ошибках, получить результаты в виде векторного поля, проследить

взаимовлияние различных параметров, наблюдать за изменением свойств модели в выбранном масштабе времени. Опыт показывает, что тахос наглядное представление электромагнитного

явления способствует более глубокому усвоению учебного материала

Основное достоинство метода конечных влементов, как наиболее мощного численного

метода моделирования электромагнитных явлений, заключается в присущей ему значительной геометрической гибкости. В отличие от ыногих др)тих численных методов его применимость существенно меньше зависит от геометрических форм обзсктов задачи. Например, используя

треугольные алсменты, можно удовлетворительно представить любую двумерную область, границы которой аппроксимированы рядом прямолинейных отрезков. Необходимо также отметить, что сетка из треугольных элементов, с помощью которой моделируется вн)пренняя обласп задачи, не является регулярной ни геометрически, ни топологически. Это значит, что

Распознанный текст из изображения:

размеры и формы греч ольников могтт изменяться произвольно. з их взаимные соединения Пс обязательно лолжны следовать какои-лиГо регулярной сгруктсрс

В задачу методические указаний входит потлошь студентам н чффеьтивншл испольтовзнии метода конечных элементов и. глзвнос, рсзлизовзннои на его сжнове программы ЫзВ51пш в решении практичесюгх задач анализа рзепрслсления поля в различных элсктрьпсхничсских 5стройствах, а также об5чснис их постановке. формированию молели задачи. анализу и контроли правильности полтчснных численных рсттльтэтов.

1'пс 7 3 Ок.ы и рсшсгс.я хьсзчп

1)прсдслспис ма~свисла лля ьалзкт о оГылтз Б погслычк ГИ1П выйирзстся птнлт Ргорег15. В 1ассмз~ривзсмоь примере и с ма~орианы гзгсс, ~ся липеи.плгзи пункт 1йпсаг . Псрсмегпая хфт сор г ~ оГчскта ь оГтсктт определяется лязг риал лля каждого из них Внешняя средз— вотат. ~ "иlг". относитстьная мзгнптнзя п1онипзеш ать тг1, оГчлозкз нзглзгничиваюшсго тстроистпз медь "гедлгг". и 1, ссрдс'дшт. — пер.галлон ррггпга1ог", .т=5п. 5~т(зь оГрзтсп- сталь ~ "яггрс и 5' . 1' ' Втлзыся лзыс-лиро ч~ачсппе ит тьазыппжо 'напазона. Еаждоьо ма~спилят Г1лс~ присек сн о ~рслслснныи ппег 11~ лс описания ~загсризлств во всеи оГлзсти фзил сапных ыгхрзпяс~ся хтктлишси ГВ

Сзкл1 юшин зази - расстановка узлов и по чроснис ьонс ~но-чясиснгнои сети. При рсзлитзоин лого тапа соГлклзет'я о новнос 5 лоиис ьзкаыи элемент сети лолжсн тзншлэть пол~ Глз чь, припзллсжжи5ю огалт~з1 нат.риалу Рзыичньк режимы расстановки узлов и построения сыи ~~ол1тоуно шзызпы в ~ з . '1злзча и примере гаков, ч о гложно поспогл,«милыя самым ш ~ с~ым гастево м — отданные рсгтлярнои сети В атолл рсжнмс нс

Распознанный текст из изображения:

2. Общие сведения о программе

Обмотка

Обр ц

Сердечник

(х1)

ф - скалярный электрический потенциал, В;

Кл

р — плотность электрического заряда, — .

м'

Для создания файла данных в подменю П!е выбирается пункт Яен (или нажимается клавиша ге) и вводится имя файла (например юшячз!е.баг, расширение указывать нс обязательно). В верхней части вкрана в строке подагазки появится имя файла и тип решаемой задачи (бгсабу шабпег).

Следующий шаг — это определение обьектов в области решения. Так как распределение поля симметрично отноагтелъно центральной оси намапгичивающего устройства, то целесообразно прово)япь расчет только дхя половины области, например, для правой.

Все дальнейшие операции подробно описаны в п. 5.3. В етом подменю выбирается пункт Оь)есь экран переюпочастся в режим графического редактора. с использованием команд редактора соединяются линиями следующие точки (координаты укаханы в миллиметрах):

После выполнения указанных операций изобразкенис на экране долкно соответствовать

рис. 7.3

При ошибке неправильные элементы уделяются юпшишей 3)е( и операция рисования

повторяется в точном соответствии с координатами, указанными в таблицах. После успешного

завершения всех операций нажимается худая сохранения в файле введенных объектов.

Махышп — программный комплекс, разработанный для решения двумерных линейных и нелинейнъъх электрических, магнитных и вихретоковых зымч на персональньсс компъютсрал. Решение полевых задач проводится методом конечных элементов, получившим в последнее время широкое распространение. Основное внимание при разработке програымы было уделено предоставлению пользователю удобных интерактивных средств по вводу и изменению

исходных данных задачи; сокращению времени, необходимого для описания геометрии н конечноэлементной модели решаемой задачи; уменьшению обьсма рутинной работы

пользователя. Программа работает в интерактивном режиме, широко используя графические возможности компьютера. Настоящая версия написана на юыке Вог(апб Ршса( и рассчитана на работу на компьютерах типа 1ВМ под управлением операционной системы МЯ НОЯ, Программа была разрабатана для расчетов электромагнитных полей, однако схожесть лиффсренциюьных уравнений, описывающих явления другого рода, например, распределение тепла, позволяет проводить расчеты и для них.

Расчет поля проводится вариационным методом, скалярные функционалы могут быль построены дая уравнений Лапласа, Пуассона н Гелъмгольца с однородными и неоднородными граничными условиями Дирихлс н Неймана, Подробнее о методе конечных влементов см. п. 3. Ниже перечислены типы полей, численно енааизируемые программой, а также приведены уравнения для соответствующего потенциала, выступающего в качестве искомой функции прн расчете.

Электростатическое поле в иепроводяших средах

Поле описывается дифференциальным уравнением Пуассона

— (е„(х,у) ' )+ — -(а„(х,у) ' )= — р(х,у), Ы Нр(л, у) с( Йр(х, у)

~Ь " ' Их Ыу Ну

Ф

где е — абсолютная диэлектрическая проницаемость, —;

л

м

Распознанный текст из изображения:

д ~ 1 дА(х,у)~ д ( 1 дА(х,у)1

дх(Н(*,у)Не дх ) ду(,Н(х,у)На ду

(7.1)

(о,„,у) Ф('У)) А (о(х,у)~9('У)).. О,

»2.2)

См

где»э - электрическая провод»мосзь, —.

м

— (Н„(х,у) ' ) + — (Н„(х,у) ' ) = О,

А Аи(х,у) »! Аи(х,у)

Ах

(2.3)

намагничмваюц(ая

обмотка

(2.4)

А

3 - плотность электрического тока, — .

'м»'

Рис. 7.2 Схематичепо»й чертеж уст»юйсгва

43

Модель справеллива ши всех устройств, где электрическое поле создается зарядами,

распределение и величина которьа» постоянна во времени. Модель применима дая расчета

поля в диэлектриках.

Электряческое поле тока в проводящих средах Для стационарного электрического поля постоянного тока справедливо дифференциальное

уравнение Лапласа относительно скалярного потенциааа

Модель позволяет рассчитать распределение тока в проводниках в постоянном

электрическом поле.

Мапл»тостатическое поле со скалярным потенциалом

Скалярный магнитный потенциал и удовлетворяет уравнению Лапласа

Б»

где н, - абсолютная магнитная проницаемосгь, —.

м

В этой модели полагается, что токи в рассматриваемой области отсутствуют, поле нс

мсняегсл во времени и создается внешними источниками. Модель применяется для магнитных

материалов, в том числе ыатериалов с нелинейной характеристикой В(Н).

Стациоварпое мапштвое поле с ваггориь»м потенциалом

Задача сводится к решению дифференциального уравнения Пуассона

А 1 АА(х, у) А 1 АА(х, у)

( ) - ( ' )=-у(ху), Ах Н,(х,З) А* АУ Н,(х,З) Ау

где А - векторный магнитный потенциал, Тл м;

образца — стационарное магнитное поле, описываемое дифференциальным ураонмщсм

Пуассона:

где А(х,у) — 2-компонента вектора магнитного потенциала, Тл.м;

Н(х,у) — относительная магнитная проницаемость (мажет быль нелинейной);

1(х,у) — плотность электрического тока, А»»мз !

На — мапштная постоянная, равная 4х 10 ~Гн»»м.

В меню Орцопз выбираогся пункт Твэ)» йеаст!Рбоп (описание задачи). В новом подменю в

пункте туре отде!4 (тип поля) задается Б!сабу Я!а!е майпспс (стационарное мапштное поле),

в пункте Соопйпа»езузцзп (система координат) — Саг»ез!апсоопйпа»еа(Х-Т) (декартова

система коорд»нат Х-'т), а в пункте Овп)пе йеоше»гу (размер области) — 100 мм по горизонтали

и !00 мм по вертикахи. Размеры области решения дол:кны превышать габаритные размеры

устройства. В пункте Впв рапипе!ега (режимы вычислений) задается первый режим, а процесс

итераций отключается (1цхапоп ргосезз - О(т).

Распознанный текст из изображения:

поля.

1 АА(х,у) А 1 АА(х,у)

Ах ра(х,у) Ах Ау (г,(х,у) Ау

(а.я

где га — круговая частота, гс = 2ку", —.

рад

с

42

7. Пример решения задачи е помощью программы Ма~Мпш

Для иллюстрации работьг программЫ Май)4шп предлагается сценарий решения орной из

типовых задач электротехники.

Рис. 7.1 Общий вид исслсаусмего устройства

В качестве примера рассматривается расчет системы, состоящей из намагничивающего устройства П-образной формы, расположенного над ферромагнитным образцом (см. Рис. 7.1). Требуется рассчитать и построить распределение силовых линий магнитного поля, а таске исследовать зависимость индукции поля в зазоре от относительной магнитной проницаемости

А

образца и сердечниха. Плотность тока в обысткс возбуждения -3, . Зазор между образцом и

мм

сердечником - 5 мм.

Считается, что размеры намагничивающего устройства в направлении, перпенюпсулярном

центральной плоскости его продольного сечения, достаточно велики,'так что задачу можно

считать двумерной. В таком приближении система может быль зшапочена внутри замкнутой

прямоугольной области, на границе которой магнитный потенциал принимается рааьым

нузпо. Благодаря симметрии относительно центральной плоскости поперечного сечения

достаточно рассмотреть лииза половину области определения решения.

Запускается программа Май)(пш (файл зап)чзса — пмапвш.схе). Определяется тип решаемой

задачи. Поле системы, состоящей из намагничивающсго устройства и ферромагнитного

Как и в предыдущей модели, полагается, что источники поля нс зависат от времени,

электрическое и магнитное поля существуют независимо друг от друга. В отличие от

прсдьгаущсго случая ток проводимости отличен от нуля и служит источниколг магнитного

Псремсяпое злеатромап~итиое поле Рассматривается квазистэционарное поле, описываемое диффсренциальиьпа ураВНСНИЕМ

Пуассона

Источники поля меняются во времени по гармоническому закону, электрическое и

магнитное поле связаны мелщу собой. Модель используется Лдя проводпцих, в тоы числе

магнитных, материалов с линейными характеристиками.

Распознанный текст из изображения:

6.1 11азиячеиие клавиш

граничные условия:

(3.3)

(3.2)

Ря))п

Ряир

дпслзрпсе

Г1

- помощь

1пм3т

о=р

(3.3)

дыВ = О.

(3 4)

В=е„Е,

)35)

В=))„Н,

(3.6)

(3.7)

фигуры.

41

3. Основы метода конечных элементов

Основы метода конечных элементов будт рассмотрены на примере решения задачи расчета

переменного электромагнитного поля.

Электромагнитйое поле может быль описано следующей системой дифференциальных

уравнений (уравнений Максвелла) с добавлением уравнений, определяющих свойства среды и

дВ

ю)Е = — —,

дг

1

В

!

где Е - вектор напряженности электрического поля, —;

м

 — индукции магнитного поля, Тл.

)

ао

га)Н= Ле —,

)

дг

где Н - вектор напряженности магнитного поля, —;

А м

Кл

О - вектор электрического смещения (нс зависит от времени), — .

м'

Совместно с (3.1) - (3.4) записывают так нвзь3ваемые материальные уравнения, чтобы

учесть свойства средь), в которой рассчитывается поле. Для сл)чая линейных изотропных сред

они имеют следующий вид:

Ввиду отсутствия источников магнитного поля вектор магнитной индукции В макет быль

записан через ротор векторного потенциала А как

6. Команды графического редактора

1'рафический редактор вызывается многими коыандами меню Про- и Поспцюцсссора, он позволяет редактировать модель задачи и управлять получением некоторых результатов. Все команды редактора подразделяются на общие, которые могут быль выполнены всегда,

независимо от того, какая подпрограмма загрузила редактор, а также специальные, действующие только при вызове редактора в определенных режимах рабаты н рассмотренные в соответствующих главах при описании функций подменю. Ниже приведен список общих команд и их фупкционааьных клавиш:

Управляющие клавиши (+-,Т,-+,1)

о)п)Г е управляющая клавиша

Ногае

- перемещение курсора

- быстрое перемещение курсора

- перемещение курсора в положение Х=О

- перемещение курсора в положение Х=мах

— перемещение курсора в положение У=О

— перемещение курсора в положение У=мах

- перемещение к ближайшему узлу

- изменение шага перемещения курсора

- увеличение масштаба в 2 раза

- уменьшение масштаба в 2 раза

- восстановление исходного маса)таба

Его — выход из редактора

геь — переключение между меню и редактором Текущие координаты и шаг перемещения курсора, а 3 аюке текущий масштаб изображения отображаются в правом нижнем углу экрана.

6.2 Ввод отрезков и црямоугольииков

Эта процедура используется во многих операциях, поэтому ее описание вынесено отдельно.

Когда начинаетгл рисование отрезка или прямоугольника, то местоположение курсора в этот момент становится одним из концов отрезка или одной из вершин прямоугольнюга. Клавиши

управления курсором используются для определения местоположения второго конца отрезка или противоположной вершины прямоугольника. Клавиша Епгег нэжимаетсл дая ввода фигуры с текущими координатами вершин, а клавиша Ею - если надо отказаться ат ввода этой

Распознанный текст из изображения:

В = го(й

(з.э)

На векторный поти щиал наложим условие

(збб

д

Цчас о(лл — А, =-У;Зсг.

(зло)

где к=1..Н.

б

— -+ — )ш получим

д(

~ А'уезрло"=-Плуге 1

(зз ()

5.9 Создание и использование файлов задания

Талие задачи возникюот, например, если рассчитьвается зависимость сигнала датчика от параметров, физических свойств материала обьекта контроля или строится годограф индуцируемого напряжения датчика при его перемещении вдоль заданной траектории. В этих случаях решение одной задачи дает только одну точку искомой зависимости. Для получения всех точек нужно решить группу задач, а потом организовать построение втой зависимости по результатам решения всей группы. Для этого и создается файл задания. Он подготавливается до запуска задачи на решение при помощи любого текстового редактора и имеет следующий формат:

<количество задач (Н) >

<фаях дэгшых для >алаш 1г> <фаня результатов для задачи 1<> (частота, Гц!

Частота указывается только при решении хвазистационарного переменного поля.

Из (3.1), (3.2), (З.б), (3.8) после преобразованид [Ц для авазистационарного )юумсрного

случая можно получить

где Л - плотность сторонних токов.

В качестве неизвестной функции поля в последнем уравнении выступасг векторный магнитный потенциал. По сравнению с уравнением относительно вектора меп~итной индукции, уравнение для него получается более простым. Кроме того, для двумерного случая векторный потенциал имеет только одну, Х вЂ” компоненту и в (3.10) неизвестная функция- скалярная, что упрощает решение. Зная распределение векторного потенциала, мозно легко рассчитать вектор магнитноя ин)бчо(ии (по 3.8) и другис характеристики поля в любой точке.

Для случая, когда псременны» ток имеет синусоидальную форму, после преобрезоаания

Метод конечных элементов основывается на исследовании глобальноя функции, представляющей рассматриваемое поле во всех точках анализируемой области (2). Такая область должна быль предварительно разбита на конечные смежные подобласти, назъпмсмые хонечимии зеемеэмами. Их вершины называются узлами. Искомая глобальная функция строится по частям на каждом из этих элементов.

Основа метода - отыскание узловых величин, удовлстворюоших уравнениям, описывающим поле. Полученная таким образом функция должна полностью удовлетворять уравнениям в частных производных, дополненным граничными условияьш и свойствами непрерывности, причем хак на отдельном эдеме~па, тэк и во всея области. Как правило, можно доказать, что если размеры кюхдого элемента стремятся к нулю (шсло элементов стремится к бесконечности), то уравнения в частных произволньтх выполняются во всех точках области.

Распознанный текст из изображения:

Мс(г

спою(тся к решению системы уравнений

— =О,

д(1

д1,

(3.) 3)

(Эл4)

39

10

Конечные элементы, используемые для дискретнж(ции рассматриваемой области, могут иметь различное количество вершин и различную форму. Совокупность элементов, на которые разбита область, назьшаегся геометрической диекуетшаииай. Употребляется этаже понятие сетка.

Внутри каждого элемента функция, моделирующая явление, определяется путем интерполяции значения функции в узлех, представлюощих собой вершины данного конечного элемента.

Задача нахождения узловых величин решается вариационным методом. Суть метода состоит в миниыизации выражения

д1 д1 д1

(2=ЩР(к,у,е,1, —,—,—,. )а йудк+Ц(й(к,у,з)йг, (33 )

где Ри Ф вЂ” известные функционалы,

1- неизвестная функция.

Далее непрерывная неизвестная фушслия заменяется набором узловых значений

1„13, 1,,... 1», функционалы становятся простыми функциями от к, у, л и

1,, 1),1,,... 1», а интеграл - функцией только узловых значений. Тогда минимизация

которая, в свою очередь, сводится к системс линейных алгебраических уравнений.

В задаче расчета электрома нитного поля неизвестная функция - векторный потенциал.

Вариационный интеграл представляет ссбоЯ энергию системы, минимизируемую при расчете.

Как покюано в [Ц, распределение потенциала, при котором энергия системы минимальна,

являсгся решением соответствующего дифференциального уравнения. В [Ц приведен вид

вариационного интеграла для (3.12)

Для решения поставленной задачи составляется система линейных алгебраических

Ь уравнениЯ. Размер системы зависит от выбранного типа конечных э(с)лангов, их количества и

лругнх параметров. В качесгве неизвестных выступают значенил векторного потенциала А в

° Мазйпкпп Ясгапоп - максимы(ьно допустимое число итераций;

° Вгтог - величина критерия для завершения итерационного процесса (минимальная рюница меж)0 результатами в двух соседних циклах итераций, при достижении которой процесс завершается);

° Ке)ахабоп (ас1ог - параметр ускорения. Смысл его заюпочается в глсдующеьс промежуточный результат решения на К-м шаге Я, может быть псрссчитан кто Яа = Ялб+Ка ((1 — 6), где б - параметр ускорения. По умолчанию б= 05.

Выводит на экран любые компоненты модели. Открывается новое подменю в котором

имеются команды, управляющие отображением. Команда С1саг — очищает экран. Выбором ОЬ)есг (обьект), Ма(апай (материал), 1Чофт (узлы), МсаЬ (сеть), Боыгсе (источник поля) и)ш

Воавйагу (граничные условия) можно вьшести на экран соответствующую компоненту созданной модели, а АЯ - все Составляющие одновременно. В пункте Ышпьегз можно получить

информацию о нумерации узлов и треугольников — для этого в новом подменю необходимо

выбрать Ыойсэ (узлы) или К)тпсп(а (элементы).

5.8 По)Ьмсдю Нс[р

Подменю Не!р (см. рис. 5.4) выводит информацию о программе и о решаемой в настоящий

маме(п задаче. Оно состоит нэ следующих пунктов:

АЬоат:

Выводит краткую информацию о программе Май)(п(п и ее разработчиках.

Ос( 1п(а:

Выводит информацию о загруженной в память задаче:

° имя файла данных, файла результатов и проектного файла;

° тип задачи;

° количество объектов, материалов, узлов, элементов, граничных условий,

источников поля;

° размер свободной оперативной памяти.

Распознанный текст из изображения:

координата в миллиметрах);

Влл рэгэгпе!егз:

38

° Сэг~Мэп соогшпа!сэ (Х-у), Х - Ьог1зоппб, у - тегбсэ! (декартове система

координат (Х-У), Х - горизонтвльнэя ось, У - вертикальная);

° Суйпш(сэ) соопйпэ!еэ (К-Х), К - ЬопхопЩ Х - тсгбсэ! (нилин)дзичсскэя система

координат (К-Х), К - горизонтальнэя ось, Х - вертикэльнвя).

ОоЯпе бсопмггу. В этом пункте подменю необходимо задать гвбэритные рвзмеры области

исследования:

° Ноизопш! э(ш, Х- ог К-соопйпв!с (пйИше!ег) (рвзмер по горизонтали, Х- или К-

° Уэ.бсэ) з(зе, у- ог Х-соопйпэ!е (вИИше(ег) (размер по вертикали, У- или Х- координата в миллиметрэх).

Уствнэвливэст режимы процмкл вычислений. Открывеется новое подменю, в котором первые три п)нктэ определяют режим расчете. Первый режим позволяет решить лишь одну зэдвчу с звданньшн исхо)щыми денными. Для его выполнения необходимо выбрать пункт Апэйэ(э о( ргоЫпп иИЬ эрес(бсб ршэ1сэ1 рыэгпе!аэ. Второй режим — рассчитать задачу для ряда рззличных частот источнике поля (п)чшт Апа1уз(э о( ргоыап п(гь сьэплсэ 1п (гсчпепсу). В обоих случэях необходим только один файл с исходными денными, однако после зэпершения рабаты во втором режиме будет получено несколько файлов результатов в зависимости от того, сколько различных чвстот было звдвно. Третий режим дэст возможность рассчитать несколысо независимых зэдэч, объединенных в группу. Для ее выполнения необходимо предввритсльно создвть фэйл задания (шг. п. 5.9). С помощью такого фэйла можно решить группу зедеч, э затем изучить результаты кэждой из них в отдельности или одновременно для всех вместе. Это ыогуг быль задачи с различными физическими свойстввми обьектов, их расположением и т. д. Этот режим расчета используется н для того, чтобы получить годогрвф (зэлисиыость) измеряемой датчиком величины кэк функции кэкого-либо изменяемого парэмстрэ. Перед начвлом расчетов н)окно с помощью Препроцессора создать необходимое количество файлов дэнных, а зэтсм в фейлс ведения уквзэть их список. Чтобы устэновить режим групповых вычислений, выбирается в подменю пункт Апа1уэ(з о( ргоЬЪп и(!Ь сЬэпйсэ (п памг)э! ргорег!у.

Пункт Ксгэбоп ргоссзз Оп/0((даст возможность использовать итерации при решении звдэч с нелинейными мэтсривлэми. Если он рззрешсн, необходимо задать параметры итерзционного процессе:

узлах модели. поэтому число уравнений совпедэет с числом узлов модели. В ккэщой строке матрицы нзходнтся ограниченное количество ненулевых коэффициентов по обе стороны от главной дивгонэли; ширина полосы зависит от порядка нумерации узлов в модели. Для уменьшения ширины матрицы и ускорения рвсчета необходимо применять специэльныс элгоритыы перенумерэцин.

Распознанный текст из изображения:

4. Описание про(раммы

а зч арчь х гр а гч

ьь ч

с ь е

а ч ч

ч ха ьрь

а р ч

ч.

с а ч у абрау ° а ь*у еч а чу

х ' ьу г ч*чь у у

чур чу уу ° уа

ччу ч

ю ь* ьч ( аьа сучы

и аеас ью

хч ь чьаа1 -у >

ечччау еч ч х чь мч

у ьч а с ему

сь ч *а ч <х-ч1 оуньаху«з а ч (а-Ы

уа.очесе гс.очесе

х ч* ч г г* (хгаы

ч *ю г * 1чча1, ьь

чччч р*

и хч с ь зе

е.ег

а у ь е ся

Рос. 4.1 Общая сгрукгура программы

37

12

4.1 Общая стРуктуРа прогримьава

Программа состоит из трех основных частей, представляющих собой Препроцессор, Решатсль и Постпроцессор (рис 4.1). Исходные данные к любой задаче, решаемой при помощи пакета Мая)(пгп: геометрия решаемой залечи, свойства материалов всех областей, источники поля и граничные условия дая скалярного или векторного (в зависимости от задачи) потенциала Все вводиыыс данные принимаются, обрабатываются и запоминаются Препроцессором. Далее Препроцессор строит конечно-элементную модель и передаст ее Решателю.

° Нес(гов1абс (поп-сопбоспоп) (электростатическое поле);

° Несщ с Сштепг Ион (стационарное электрическое поле);

° Мавпе1оа(аис (вопрос-(гсе) (мвгнитсстатическос поле);

ьы

сз а

чьз ь

ха

х ь

а

в ад*у

х ь

ь. ь зу г р ы чь р и а рьу.ь з р * ч*

а. ьь зуау ° у р ьг чьь ь а а у ч у

3. м 1у ь с р ы чь ь ч ь у рч р ьу

Рис. 5.4 Сгрухтура подменю Орпош и Нс1р

° В(сабу Яга1е Мяу~сия (шационарнсе магнитное поле);

° 1пдпссй й Еббу Сштеп(в (квазистационарнос переменное электромап п~тнае поле). Соогапа1е аув1нп. В этом пункте задаегся двумерная система координат, в которой будет

решаться задача. Предлагается два варианта:

Распознанный текст из изображения:

Т)пю ге!айопа:

В этой версии прогрюоаы функция не реализована.

Спюр о( йгэрЬэ:

В этой версии программы функция не реализована.

Тех! оо(рот !

В этой версии программы функция нс реализована.

5.7 По)ьчепзо Ор((опв

Подменю Орйопэ (см. рис. 5.4) содержит команды для изменения установок программной

среды Май)(шп, задания параметров процесса вычислений и определения типа решаемой

задачи. Подменю Орйопа имеет следующие пунктьс

сзгз(гопшсп! !

Изменяет глобаэьныс установки среды Май)(ош. Вызывает подменю, где в пункте Соопйпа!е аса1е можно определить соотношения масштабов вдоль осей координат. В диалоговом охне предлагается два варианта: Попаоп!а( эса!е Хгегбсэ) эсэ)е — равный масштаб по обеим осям (при этом все размеры на экране будут пропорциональны реальной физической модели); эрргорг(а(е эса1е - масштаб по горизонтальной оси не равен масштабу по вертикальной (при этом рабочее поле максимально растянуто вдоль осей).

Пункт Впар б!е б(гсс(огу позволяет указать директорию, куда в процессе вычислений записывается файл обмена. Зтот файл может временно сохранятъся на жестком диске в том случае, если оперативной памяти компьютера нс хватит для обработки всей матрицы.

Пункт Па(а шгсс!огу не реализован в этой версии про!Рэммы.

Используя авеле! пгые данньм, Решатсль рассчитывает распределение потснцыэла в области

исслсдовашя. Результатом счета являются его значения во всех узлах модели. Ло ягим

- главный исполняемый файл;

-исполняемый фейл, содержащий Пре- и Постпроцессор;

- оверлей для 1)!э(ойоедЕХЕ;

Маэпшп. Ь ХЕ П(а!о кое. ЕХЕ П1а!охпе. ОЪТ(

Я 01те! . ЕХЕ -исполняемый файл, содержащий Рсшэтель;

- файл дэннььт, содержащий струхтуру меню;

- файл дэнгшш системы помощи;

Марзош.Мг(П Маэпшп. Н1,Р

Мариво.УЗЧГ -файл даннъсс, содержэпшй все сообщения (на английском

языке);

Махпош.ПЯК - файл для хранения некоторых установок и параметров

программы;

значениям Постпроцсссор рассчитывает другие интересующие пользователя хэректеристики

поля и представляет нх в необходимом ниде.

Процесс решения !руины задач можно провести, сформировав так нэзываемъш файл

задения, где описывается программа расчета, т.е. дастся список подготовленных ранее файлов

с исходными данными и указываются имена файлов, куда наобходимо поместить результаты. В

атом случае программа автоматически предостввляет Решателю задачи нз списка После

завершения всей процедуры можно изучить как результаты отдельной завачи из списка, так и

закономерности, полученные при решении группы задач.

4.2 Установка программы и требования к аппаратному и прогрхммпому

обеспечеппю

Программный пекет Май)чогп состоит из следующих файлов:

Таях зевот)рбоп !

Описывает рсшаеыую задачу. В следующем подменю задаются требуемые параметры во всех пунктах без искюочения. Задачу необходимо описать каждый раз перед созданием нового файла данных. В дальнейшем эти установки для задачи сохраняются в файле данных и не должны изменягъся после того, как файл создан. Определяются следующие параметры:

Туре о( йе)ф В этом пункте следует выбрать дифференциальное уравнение, описывающее физическое поле задачи. В диалоговом окне необходимо указать соответствующий тип поля. Програмыа позволяет рассчитывать следующие поля:

36

дрпа 16Ы. Оуй - файлы для поддержки выполнения Яо!тег.ЕХЕ в защищенном

режиме;

Р1Р - файл (Рта йгэп! 1п(оппа бои Рйе) шш поддержки

Маршш.Р1Р

выполнения Май) 1шп в средс %~пдотгэ.

Все файлы необходимо скопировать в один каталог на жестком диске. Для запуска

программы набрать >шэхпош в стРокс приглашсшш ТзОБ.

!3

Распознанный текст из изображения:

Программа работает на всех 1ВМ-совместимых компьютерах. Минимальные требования к аппаратному обеспечению составляют: компьютер с видеоадаптером ЕОА или ЧОА и около 600кБ свободной памяти в ОЗУ. Для установки программы на жестком диске требуется около УГУокБ свободного пространства В зависимости от решаемой задачи, может быль необходима дополнительная память. Если для хранения всех данных во время расчета пе хватает оперативной пюляти, то используется место на жестком диске. В этом случае программе требуется больше дискового пространства. На компьютерах с процессорами 286 и выше

программа работает в защищенном режиме и имеет доступ ко всей имеющейся расширенной

паьити, при условии, 'поОЗУ составляет нс менее 2 МБ.

Компьютер с минимальной конфигурацией пригоден для решения только очень простых

задач. Для сложных задач может потребоваться ОЗУ до 50МБ (или дискового прос1ранства), а

время счета на 486 ОХ2-66 - достигаь десятков часов.

Программа способна работать на компьютерах под управлением Мь ОО5 версии 3.0 и

выше. Рекомендуется использовать версию МЯ ПОБ не ниже 5.0.

4.3 Последовательность действий при решеиии задачи в Мвб)ь(цгп

Препроцессор

Для решения задачи выполняется определенная последовательность действий (см пп.5 и

5.9).

В первую очередь создастся новый файл, где будет храниться описание системы для

црасчста Предварительно будущая зедача описывается в подменю Орцопэ - РгоЫеш дебшбоп.

Сначала в подменю Туре оу бе!6 следует определить тип поля, которое будет рассматриваться в

данной системс (выбирается один тип из пяти возможных). Затем в подменю Сов!в(ваге эуэгеш

указьвастся, в каких координатах будет решаться задача - прямоугольных декартовых (Х-У)

или цилиндрических (К-Е). Только после этого для создания нового файла в подменю И1е

моюю выбрать пунзгг (Чее или нююпь клавишу Г4.

Если файл был создан ранее, то его можно загрузить для рсдыстировиния, используя пункт

Еоаб дасэ подменю И!е или нажав ГЗ. Для вывода на экран отдельных составляющих

редактируемой системы используется подыеию Орцооа - Ч)ее. В нем выбирается обьскт дая

визуализации.

Следующий шаг - редактирование геометрической конфигурации объектов в области

решения. Для внесения всех изменений в задачу используется подменю Езй(, где 'зыбирастся,

14

агап рарь:

С помощью этого пункта можно получить !рафик изменения какой-либо характеристики поля вдоль прямой линии. В новом подысню выбирается исследуемая характеристик распределение которой надо отобразить. В качестве такой характеристики мо!Уг быть выбраны; Иох оспа)(у (плотность потока), 1л(епйту (интенсивность поля), Роцпба) (потенциал). Затем выбирается одна из компонент: Х-компонента, У-компонента или модуль. Соответственно, для Х-компоненты необходимо выбрать Х-сопзропеп! а(сов йпе, для У- комп снопы — У-со~пропев! э)оп в Впе, а для визуализации распределения модуля вектора ццоль прямой - Мобо!е а!опв Впе, Все эти команды вызывают экранный графический редактор (см. п. 6). С помощью клавиши Нпег задается начальная и конечная точка линии (см. п. 6.2), и, спустя некоторое время, на экран будет выведен требуемый график

б спасе:

Получение параметров поля, измеряемых вносимым датчиком. Мо:кно использовать датчик, заранее заданный в Прспроцессоре, а таске вновь созданный. В следующем подменю указывается измеряемый параметр поля. Зто может быль: Чойахе (нэпркяение), Впребапсе (полное сопротивление) или Иох бепэ!ту (плотцость потока). В последнем случае описывать датчик в Прспроцессорс не обязательно. Команда Иэх депя!у вызывает экранный графический редактор (см. п. 6). После нажатия клавиши Еашг выводится значение плотности потока в точке, где находится курсор. Для того, чтобы найти напряжение или полное сопротивление, необходимо предварительно задать параметры датчика в Прспроцессоре, а затем, с помощью подменю Чойаве или 1гпребапсе - получить значение соответствующей величины.

Тгэ!ес!огу:

Рисует на комплексной плоскости годограф сигнала, измеряемого датчиком, заданным в Препроцессоре. При решении одной задачи получается одна точка этого годографа, поэтому команду можно применять лишь в расчетах с использованием файлов задания и только после завершения вычислений для всей совокупности задач. Подробнее о таких расчетах сы. п. 5.9. После выбора пункта 2)э)ес!огу появится новое подменю. В нем нужно выбрать ту величину, годограф которой необходимо построить. Зто может быль Чойавс (напряжение) или Ьоредапсе (полное сопротивление датчика). После окончания вычислений на экран дисплея будет выведен требуемый годограф. Перед построением годографа предварительно нужно загрузить файл задания командой Н1е-1.оа4 И о)ес!.

35

Распознанный текст из изображения:

решения. Выбор этого пункта меню определяет начало работы с Постпроцессором (см. рис 4.1). Постпроцессор - часть программы, которая позволяет визуализировать результаты вычислений и получать интересующие пользователя характеристики поля. Ими могут быль распределения потоков, карты векторов поля, характеристики поля вдоль линий, индуцированнос напрязгенис в обмотке датчика и т. п. Зта часть программы используется лишь после того, как Решатель закончит расчет и двя каждого узла сети будет получено значение потенциала. Подменто Кезвйз состоит из следующих пунктов:

Ечва1 йпеа: Строит картину линий равного потенциала (эквипотснциальные линии). Команда

предлагает новое подменю, в котором необходимо выбрать компоненту потенциала для построения: Кеа) (действительная составляющая), 1шаюпзгу (мнимая сосгевляющая),

Мавп(щбе (амплитуда) или РЬаае (фаза). В задачах переменного поля, например, при исследовании распределения вихревых токов в проводящей среде, можно получить картину распределения любого нз этих компонентов. Если жс поле статическое или стационарное, то исгледустгя только действительная составляющая потенциала. При выборе одного из пунктов подменю появится диалоговое окно, в котором необходимо задать количество отображаемых линий.

Р)пс Пепз(ту:

Строит карту векторов поля, то есть двя каж;цого алемента изображает вектор плотности

потока. В подменю необходимо выбрать олин из трех предложенных вариантов: пункт Ис16-

выводится карта векторов для всей области решения; Агеа - карта векторов только дяя выделенной области; Я!пй)с - вектор в указываемой курсором тачке. Команды Агса и В!пй)е

вызывают экранный графический редмгтср (см. п. 6). В релшме Б1пх)е дзя изображения вектора используется клавиша Еп~ег. Одновременно значения горизонтальной и всртикааьной

составляющих вектора выводятся в специальном окне в прзвой части экрана. В режиме Агеа с помощью клавиши пробела можно выделить область (см. п. 6.2) и, нажав Ешег, получить изображение векторов в втой области.

ТП1шз((у:

Зта функция работаег аналогично предыдущей. Различие в том, что вместо плотности

потока используется интенсивность поля.

что именно необходимо редактировать, а затем непосредственно на экране вносятся исправления и дополнения.

Местоположение разлнюаях обьектов задаегся посредством пункта ОЪ1ес(а. Их

конструкция отображается прямо на экране. При решении задач вихрегокозого контроля возможно введение абсолютного или дифференциального датчика В пункте меню Яспзог

определяются ример датчика, положение, ток латания и количество витков.

Далее пользователь, используя пункт Ргореггу определяет данные о свойствах материалов

ввсдсннььх обьектов. Допускается ввод материалов как с постоянными свойствами, так и с

нелинейными характеристиками. Во время ввода этих данных имеется доступ к библиотеке

нелинейньгг материалов. Пользователь может глмостошсльно создать собственную библиотеку, добавлять новые характеристики материалов в уже существующую, исправлять и удаюпь ненужные.

Затем в исследуемой области должна быль построена конечно-элементная модель,

предусматривающая наложение сетки на рассыатривасмую область. Сетка состоит из ряда точек ("узлов") и соединяющих нх отрезков. При этом отрезки соединяют узлы таким образоьь чтобгя сепга состояла нз треугольшах элементов. Все узлы описываются путем

указания их координат, каждому треугольнику сгютветствуют номера точек, являющихся его

вершинами.

Существует несколько возможностей для генерирования узлов. Во-первых, программа

может сгенерировать узлы в автоматическом режиме (пункт Аэ1о подменю Хобеа). В этом

случае необходимо указать: требуемое количество узлов; точки сгущения ссгкн (например, в случае необходимости получения более точного решения); коэффициент, определюощий

степень сгущения. Во-вторых, можно определить а области отдельные участки, где задать шаг между рядами точек по горизонтали и вертикали, т.с. создать локальные одноровиыс зоны сгущения узлов (пункт Кей(сп подменю (Чодеа). Любой узел можно удалить, а также добавить необходимое количество новых узлов. Для этого выбирается пункт Мыша) подменю )Чодеа. В результате описвнгпаь действий будет создано множество точек, являющихся узлами сетки~

Теперь необходимо соединить узлы, чтобы получились треугольники (конечные элемегпы). При этом нс должно остаться мест, где бы треугольник отсутствовал, а такие - пересечений тре)тольников цзуг с другом. Программа позволяет сделать это несколькими способами.

34

15

Распознанный текст из изображения:

Рго1ес1:

одновременно.

а мл ерл

а 1

1 тт *т

К лртт Р

Рл

Р 11 1 р

р1 °

р1 за

Г1 Е Лг 11 ттт РЛ Мл

т- р т 1 е1

На 1 1 ел

Х- р т 1 ел*

ар 1 ° 1 т1

Рнс. 5.3 Огруктура подменю Соптроте и Вепйм

1б

33

Одна из возможностей — использование процедуры автоматической триангуляции (щюбления области на треугольные элементы). Для вызова процедуры служит пункт меню Лп(о подменю Меауь Возможно также построение регулярной сетки, получаемой, если в исследуемой области провести ряд вертикальных и горизонтальных линий, а образовавшиеся

прямоугольники разделить по диагонали на два треугольника или двумя диагоналями — на четыре. Для этого используется пункт Кейп!эг подменю Мезуь В этом случае нет необходимости создавать отдельно набор точек, а затем стрОИтЬ СЕПГу, то И ДРУгое создается

Построенная сетка Редактнрустся добавлением новЫх узлов или удалением ненужнълх

(пункт Мапца1 подменю Меай). При этом небольшой участок сетки, где находится удаляемый

или добавляеыый узел, пересграиваегся с учетом нового распределения узлов. Остальная сетка

останется без изменений.

Как распределение узлов, так и топологию сетки можно записать в специальный файл, а

потом импорлировать в другую задачу посредством пунктов меню укроет и Иврог( в подменю Р(обеа и МеаЬ. Зтим следует пользоваться для создания одинаковой дискретизации в ряде подобных задач, если рассчитывается зависимость какого-либо параметра (каждая задача дает Р одну точку этой зависимости и необходимо исключить влияние дискретизации).

После создания конечно-элементной модели исходная задача практически готова к

Решению, требуется определить грюшчныс условия и ввести источники поля. Граничные

. условия задаются в соответствующих узлах сетки фиксированными значениями потенциала (граничные условия Дирнхлс), дая чего используется пункт меню Нхеб рогепба1. Источники

поля - в элементах, для каждого типа поля это разные величины (плотность заряда для

злехтросгатики, плотность тока для магнитного поля и т.д.). Для этого используется пункт

меню Боцгсе.

При необходимости параметры модели могут быль проверены, т.е. молп1о узнать, какие были введены свойспза материалов, граничные условия, исгочтихн И т.д, отреДактированы илн удалены. Для сохранения данных на диске используется пункт Вате или Бате Ат.. подменю Р11е.

Теперь файл данных создан или загрузКЕН С ДИСКа. Для реиеНиэ задачи нСПОЛЛЗустея

подменю Сотри(е. В нем следует выбрать пункт Ввв или нажать гр. Прежде чем Решатель

Запускает расчет по программе, описанной в файле задания. Подробнее о файлах задания

см. п. 5лн Команда предлагает ввести имя файла задания в диалоговом окне. Файл задания

должен быль предварительно подготовлен и записан на диске.

Везгоге 1

Эта фП ищи я нс реалнзовм 1з в этой версии программы.

5.6 Подмепю атевп((з

Подменю Кеапйз (см. Рис. 5.3) содержит команды визуализации полученного численного

ач 1Ы тл Р лт р т рл 3 т 1 л т т 1тт а р 1р*рл т л лрл

Распознанный текст из изображения:

Мой(у:

Изменяет характеристику. Молшо изменить координаты любой точки (например, значения

Н и/или В) и сохранить все изыенения в библиотечном файле. С помощью клавиш У(

выбирается нужная точка и нажимается Еэгег. В появившемся диалоговом окне задаются

новые координаты этой точки на графике.

Эе)сгю

Удаляет текущую характеристику материала из жэруженной библиотеки.

Ощп

Завершение работы с библиотекой без выбора какого-либо материала для объекта.

5.5 Подменю Сошрц(е

Подменю Сопфвге (см. рис. 5.3) содержит команды, управляющие решением задачи. После

выбора этого пункта меню начинается работа Решатсля (см, рис, 4.1). Решатель - часть

программы, которая производит все расчеты, используя данные, подготовленные

Препроцсссором. Вычисления проводятся в несколько этапов:

° чтение данных из файла и проверка их на корректность;

° вычисление элементных матриц;

° наложение условий минимума энергетического функционала для получения общей

алгебраической системы уравнений;

° решение системы уравнений с помощью специального алгоритма, учитывающего

характерный вид матрицы (для задач с нелинейными материалами организуется

итерационный процесс решения методом Ньютона-Рафсона);

° запись найденных значений узловых потенциалов в файл.

Нажатием клавиши Ею мозно остановить процесс вычислений.

Подменю Сошрв(е состоит из следующих пунктов:

Запускает задачу на расчет. Команда предлагает ввести имя файла данных и файла

результатов в диалоговом окне. Для задач с переменным алсктромагнитным полем необходимо

также задать частоту тока возбуждения.

рассчитает поставленную задачу, Препроцессор подготовит ее: перенумеруст узлы модели с таким расчетом, побы обеспечить минимальную разницу в номерах узлов, входящих в один элемент - от этого зависит ширина матрицы и, следовательно, ее размер; присвоит калщсеэу элементу свойства его материала, проверит сетку на отсутствие ошибок - пересечений элементов и наличие пустых мест. После этого Решатель начнет расчет, включающий в себя следующие шаги:

° загрузка и проверка содержимого файла исхозэпах данных;

° заполнение матрицы системы линейных алгебраических уравнений;

° решение системы методом Гаусса;

° в случае, если в системс имеются нелинейные материалы, организуется итерационный цикл, в котором по результатам расчета поля выполняется пересчет переменного параметра свойств материала и с новым значением вычисления повторяются;

° значения потенциалов во всех узлах сети записываются в файл результатов.

В зависимости от количества узлов и элементов в модели решение задачи продоюкается разное время от нескольких секунд до часов. При необходимости процесс прерывается пользователем.

Если требуется совместно решить несколько задач, то каждую следует подготовить, как описано вьвпе и создать файл задания, содержащий весь список задач. Подробнее о файлах задания см. п. 5тк

Кроме того выбирается соответствующая программа расчета в подменю Орбопэ, пунхт Вцп рагжпсгегз - решение одной задачи или исполнение файла задания. В случае исполнения файла задания дая запуска программы на расчет необходимо использовать пункт Рго)ест подменю Соп~рв(с.

Для задач с нелинейной характеристикой материала можно задать некоторые параметры итерационного процесса; разрешить или запрсгить итерации, указать их мвксимахьно допустимое количество, параметр схолимости и требуемую точность. Для этого используется подменю Орбопз - Впп рагэгпе1се з.

После решения необходимо загрузить файл результатов, используя пункт меню 14заб геэвй в подменю Н!е, затем в подмешо Всавйз выбрать требуемые характеристики для визуализации. Все предлагаемые в этом подменю результаты предоставляет Постпроцессор.

32

Распознанный текст из изображения:

° Бепаог — для удаления датчика.

в = ю((А).

( 4,()

уют Вуш

ВА

(4.2)

(4.3)

Хсзг Вьл

В

Н= —.

)4»

( 4.4 )

(( = /ы» уА~П,

( 4.5)

(( =Ус)ч2д)( А

( 4 б)

31

Посгпроцессор

Постпроцессор - вто часть программы, обеспечивюощая обработку результатов после решения, т. е. по рассчитанному распределению потенциала получает другие характеристики поля, а также сигналы датчиков, введенных в задачу. Для этого используются следующие формулы.

Получение вектора индукции магнитного поля

Учитывая, что векторный потенциал имеет только Х-компоненту, следует

1 Получение напряженности магнитного поля

Если материал имеет нелинейную характеристику, вычисление напрюкенности проводится

по характеристике. Вычисление напра:кения вихретокового датчика

где тг - количество витков катушки.

Векторный потенциал определяется в месте расположения катушки, затем выполняется численное интегрирование. Для осесиммстричного случая напряже) ше может быль вычислено по формуле

гДе Ял - РаДиУс кат)зпки.

Кроме того, Постпроцессор позволяет представить результаты в виде графиков, годографов и цзугих наглядных формах. Возможна демвнстрация на экране:

5.4 Библиотека материалов

При описании свойств нелинейных материалов в пункте меню ИИ-Ргорег~у-Хоо-Впезг все данные берутся только из библиотеки. Когда с помощью курсора указывается обыкт и нажимается Ев1ег, поя5цшстоя днаЛоговое окнО, В КстсрОМ необходимо набрать имя файла библиотеки. После того, как библиотека зырузится, появится новос подменю, состоящее из следующих пунктов;

Выручат библиотеку с характеристиками материалов. Команда запрашивает имя файла в

диалоговом окне. По умолчанию предлагается имя МХ В(Щ.001 - библиотеки, входящей в

комплекг МаВХшп.

Создаст новый файл библиотеки характеристик материалов. Команда запрашивает имя

файла в диалоговом окне. После этого вводятся характеристики материалов, с которыми

предстоит работать.

Хехп

Просмотр характеристики следующего материала библиотеки.

Ргеионю

Просмотр характеристики предыдущего материала библиотеки.

СЬо(се:

Выбор текущего в качестве материала для обьскта.

Поиск в библиотеке характеристики материала по имени. Команда затрашиааст имя

интересующего материала в диалоговом окне. Если в, загруженной библиотеке такого не

окажется, то вывод)тая соответствующее сообщение.

Распознанный текст из изображения:

ачений с клавиатуры раскрывается специальное диалоговое окно. Элементы, н которых зацан

точник, отмечаются штриховкой. Чтобы узнать параметр источника поля в элементе,

лзынаемом курсором, нюаимастсл клавиша "у".

Мыссимальнос количество элементов с источниками поля - 500.

бепзаг:

Задаст параметры индукционного датчика в задачах с переменгшш электромагнитным элем. Пункт Яепаог открывает подмешо, в котороы пунша задать следующие параметры: сазог (уре (тип датчика), Ехала! гнб(нз (внешний радиус обмотки), !п1сгпа1 габ(ча нугрснний радиус обмотки), ГлпЛГЬ (длина каждой обмотки), П(аыпсе (расстояние ме:кду ентрами обмоток), Сштеп1 (плотность тока в обмотке), Са1уз апюшй (количество витков). ля изменения какой-либо параметре, выбирается соответствующий пункт и нелшмается !пег, после этого вводи ггя новое значение, тип датчика может использоваться как Аьааю1еднокатушечный (абсолютный), так и В(Г(егепба! - двухкатушсчный (дифферснциалъный). Все азмеры указываются в миллиметрах.

После определения параметров задасгся положение датчика в исследуемой области подаеню Вебпе Ьзсайоп). Команда вызывает экранный графический редактор (см. п. 6). ;лавишами управления курсором датчик перемещастсл, клавишей Пробел - вращается вокруг 1екгре, клюише» Яаег фиксируется в выбранном положении. Перемещение и вращение 1атчика Ускоряетса нахатисм клавиши ЯЫй. При решении осесиммстричных задач вращение нпчика искаючено, допускается лишь перемещение вдоль оси Х. Все заданныс параметры гроверяются и изменяются. вызовом подменю Еш1-8епаог.

В задачах задается только индукционный датчик

Ве1с1е:

Этот пункт меню предназначен для удаления каких-либо компонентов в модели. Команда

вывалит новое подменю, в котором необходимо выбрать:

° ОЬ)ес1 - для удаления всех геоыстрических объектов модели,

° Ргорсгту - дая удаления материалов из объектон,

° Хабча - дхя удаления всех узлов сети (при этом элеменгы будут также удалены),

° МсаЬ - дш удачсния элементов сети (располохенис узлов не меняется),

° Воапбагу — дая удаления фиксироввнтшх патенцианов для всех узлов,

° Боигсе - для удаления всех источников поля задачи,

° линий одинакового значения потенциала (эхнипотснциали). Для задач, где искомым является векторный магнитный потенциал, линии совпадают с силовыми линиями поля, Для получения втой картины ныбирается пункт меню Еена) Ипса. Для комплексного потенциала возможно построение эквипотенциелсй для отдельных коьщонснт действительной и мнимой части, абсолютного значения и фазы (пункты Веа!, Ьтхц(вюу, Моба!е и РЬвае соответственно);

° направлений векторов В,Н,В,Е н любой точке модели; в отдельном элементе, в зццанной пользователем прямоугольной абласги или но всех элементах модели (пунктыБ!пн(е, Леса и Не!б соответашеннон подленю Нах Вспй(у для Лили У) и Виспа(гу для пили е). при вычерчивании вектора в отделъной точке будут выведены тиске величины компонент в специальном окне справа;.

° графиков изменения некоторых характеристик поля вдоль заданных отрезков прямых

(пункт меню Вгли Хгарй): можно нывестк графики зависимости от расстояния Х- и г'- компонснт (К- и Е- компонент лля осесимметричных систем) векторов В,Н,В,Е а

такхе их модулей и модуля потенциала, для которого проводился расчет;

° показаний датчиков, определмппах в системе в Прспроцсссорс (пункт Бспзог). Для вихретокового датчика можно измерить напряжение и сопротивление. Для дифференциального датчика рассчитываются и складываются напряжения обеих катушек. Кроме того, в этом же подменю можно получить величины векторон В,Н,В,Е в любой указанной пользователем точке, т. е. показания точечного датчика, измеряющего величину поля в заданной точке (например, датчик Холла).

!

1'

электромагнитным полем на комплексной плоскости (пункт Тг4ес1агу). Используется только

датчик, определенный в Препроцессоре.

Если в решении был задействован файл задания, то каждый файл результатов нызынается

обычным способом независимо аг остальных. Если требуется построить какую-либо

1

!

зависимость по результатам решения всех задач в комплексе, то необходимо загрузить

выполненное задание целиком, используя пункт меню 1,оаб рго)сс1 в подменю Н!е. После

этого получмотся трсбуеыые характеристики, зависим хти и т.д. В качестве результлгое дня

С

° Топограф напрюкения нихретокового датчика н задаче с переменным

30

19

Распознанный текст из изображения:

и элементов в конечно-элементной модели.

Боогсе;

20

° Изменение действительной, мнимой частей или абсолютной величины напряжения

датчика в задачах, уклзанных в файле задания (пункт 'Гипс гс)айоп). Таким образом

формируются, например, временные зависимости.

В подменю Не(р моэме получить информецию об авторах программы и решаемой задаче:

имена файлов данных, резулътатов и задания, тип поля, система козрдинат, количество узлов

правило, нулевые) для всех узлов, находящихся на границе прямоугольной области решения. Значение потенциала необходимо ввести в диалоговом окне.

Используя команду агдаса(е, можно задать фиксированный потенциал любому узлу, находящемуся в области. Эта команда вызывает экранный графический редактор (см. п. 6). В дополнение к сганцартнъш командам в этом режиме клавиша Бпег служит для задания фиксированного потенциала в узле, указываемом курсором, а клавиша Юе! - для его удаления. С помощью клавиши пробела молззо выдсчить область прямоуголъной формы (см. п. 6.2), и для всех точек, попавших в эту область, задать одинаковый потенциал, или, наоборот, удышть введенные ранее. После фиксации выделяемой области (клавишей Еиег), нажимаегся Евгег ешс рэз, побы ввести, или Юе! чтобы удалить потенциалы узлов, находяцшхся внутри нее. Для того, чтобы ввести с клавиатуры значение потенциала, раскрывается специальное диалоговое окно. Те узлы, потенциал которых задан, помечаются небольшими кружками. Чтобы узнать, какой потенциал задан для конкретного узла, нажимается клавиша "Р".

Максимахьное количество узлов с фиксированными потенциалами — 5СО.

Залает параметры источников поля в исследуемой области. В задачах стационарного магнитного и квазистационарного переменного поля источниками служат проводники с током, размещенные в одном или нескольхих конечных элементах сети. При этом ток направлен перпендикулярно плоскости координат Х-'т' или К-К. Причем для квазисгационарного магнитного поля плотность тока определяется своим амплитудным значением. При решении электростатических заэлч источниками поля служат электрические заряды, также задаваемые в соответствующих элементах треугольной сетки. Для решения некоторых задач источники поля в явном аиде отсутствуют и используются заданные узловыс потенциалы, которые определяются в подменю р)хеб ршепба).

Команда Боцгсе вьцывает экранный графический редактор (см. п. 6). Для задания

плотности в элемегпе, указываемом курсором, служит клавиша Елмт, (клавшие 2)е! удаляет источник поля из элемента). С помощью клавиши пробела выделяется область прямоуголъной

формы (см. п. 6.2), и для всех элементов сети, входящих в нее, задаются одинаковые параметры источника. или, наоборот, удаляются введсннъ~е ранее. После фиксации выделяемой области (клавишей ел(ел), нажимасгся елгег сще раз, чтобы ввести, или 2)е!, чтобы удалить источники поля во всех элементах, нкходюцихся внутри нее. Для ввода

Распознанный текст из изображения:

Р11е - команды работы с файлами

Нхп) ро!епйа1 !

Рис. 5.1 Общая струкзура главного меню

21

2В

Пункт Кево!аг создает регулярную сетку. Это означает, что вся область исследования будет

разбита на прямоугольшпш, а кэзадый прямо)толь!щи - на два или четыре треугольника. После

вылова КсдНаг появится диалоговое окно, в котором задается способ разбиения прямоугольников (на два или на четыре треугольника). После этого экран переключается в режим графического редактора В этом режиме клавиши управления курсором используются дая перемещения маркера-линии вдоль коордннвтньп осей, а клавиша Ещег - для фиксации его положения. Сначала маркер перемещается вдоль горизонтальной оси, и вся область разбивается на несколько вертикальных полос. Кюкдая из полос делится на более мелкие с равномерным шагом, шаг этого разбиения в миллиметрах задается в диалоговом окне каждый раз после нажатия клавиши Ешег. При этом в правой части экрана в специальном окне вьшодится максимальное количество полосок, которое можно ввести. Введенные полосы удаляются при помощи клавиши Юе( Когда маркер достигнет правой границы области, начнется разбиение по вертикальной оси, осуществляемое аналогичным образом. Когда всл область будет рюделена на прямоугольники, они рюбиваются на треуголъники выбранным ранее способом. В этом режиме нет необходимости заранес рассгавлять узлы, так как они устанавливаются автоматически в процессе построения сети.

После 4юрмирования конечно-элементной сетки (команды Ап!о или Кеда)аг) можно ее редактировать, добавляя или удаляя узлъз, причем сеть будет перестраиваться автоматически. Для выполнения этих операций используется подменю Мапва1. Данные операции могут быль проведены только после успешного завершения одного из способов автоматичссхой

генерации, т.с. э целом сеть должна быль уже сфорьпгрована. Команда МсаЪ-Мавва! вызывает экранный графический редактор (см. п. 6). В дополнение к стандартным командам в этом

режиме клавиша Епег используется для добевления, а клавиша 2)е! - для удаления узла,

указываемого курсором. При этом сеть автоматически перестраивается после каждой

операции.

Максимальное количество конечзых элементов в сети - 10000.

Звдвст значения потенциала некоторых узлов (нэпример, граничгпзе условия) в сомпэаемой модели. Появляется дополнительное подменю, состоящее из двух пунктов: АВЬоовб и берэга1е. С помощью команды АИЪоопб определяются грэничнъю условия (кэк

5. Структура мсупо и описание команд, доступных в меню

с

Структура главного меню и его полменю показана на рис. 5.1 - рис 5зй Действия,

выполняющиеся при выборе пунктов меню, рассмотрены в п. 5.1 — 5Д.

5.1 Главное меню

После запуска программы на экране появляется главное меню (см. рис. 5.1), содержащее

следующие подменю!

- команда создания и редактирования модели для расчета

Сошро1е - коман~ъ! для решения задачи

Кеввйз - получение и обработка результатов

Орйовз - команды определения типа задачи и установок параметров вычислений

Не1р - информация о программе и характеристиках решаемой залаял ВЗА! - прекращение работы программы и выход в ПОЗ

Для выбора необходимого пункта главного меню и любого из подменю используются клавиши перемещения курсора (е- у-э э). Для выполнения требуемой операции выбирается необходимое подменю и нажимается клавиша Евсее для входа в него, затем выбирается требуемый пунхт и такие - Е пег. При работе с меню клавиша Л вызьваст на экран подсказку о назначении и функциях активного пункта меню. При выполнении любой операции клашппа

Ею слулшт Юш ее прерывания. В случае возникновения каких-либо ошибочнььх ситуаций

программа выдаст соответствующее сообщение.

Распознанный текст из изображения:

пунктов.

Рис. 5.2 Структура подменю Рбе и Ефг

22

27

При работе с меню нажатие клавиши Таь вызывает переход в окно редактирования. О командах графического редактора в этом режиме см. п. 6. Графический редактор вызывается также при выборе некоторых пунктов меню, о чем см. ниже, в описании соответствующих

5.2 Подмен!о И1е

В подменю И1е (см. рис. 5.2) содержатся команды, необходимые при операциях с

файлами данных и результатов. Можно создать новый файл данных, загрузить ранее

созданный, сохранить рабочий файл на диске под существующим или новым именем, а также

загрузить результаты решения и файл задания. Подменю И!е содержит следующие чунктьс

Команда вызывает экранный графический редактор, затем в рабочем поле необходимо определить прямоугольныс области, как это описано в п. 6.2 (фиксация каждой из вершин области - клавиша Ел!ег). После определения области в диалоговом окне следует ввести шаг в миллиметрах между узлами. При расстановке узлов этим способом обязательно должны быть точки на границах, иначе процедура автоматической триангуляции работать не будет. Нажатием клавиши Юаг введенные области удглюотся, начиная с послед!ей.

Пункт меню Мапва1 позволяет отредактировать расположение узлов — удаляется уже существующий узел или вносится новый. Команда вызывает экранный графический редактор (см. п. 6). В дополнение к стагшартным командам клавиша Егкег используется лля установю», а клавиша Юе! для удаления узла, указанного курсором. При этом необходимо следить, чтобы курсор обязательно находился в требуемой точке (шаг перемещения курсора бывает меньше размера пикселя экрана), для этого рекомендуется применять операцию увеличения фрагмента или функцию совмещения курсора с ближайшим узлом (см. п. 6.1).

Для записи координат расположения узлов модели в файле выбирается пункт меню Ехрог! ()пзроп - для чтения). В диалоговом окне вводится имя файла дхя записи или считывания соответственно. При считывании нс проверяегся состав!стане координат точек

фактическим рюмсрам облашн решения в новой задаче (т.е. если размеры областей в задачах

различны, чтение будет некорректным).

Максимальное количество узлов конечноалементной модели - 5000.

Автоматически разбивает область решения на конечные элементы - треугольники, а затем позволяет отредактировать полученное разбиение. Команда открьвает новое подменю, в котором необходимо выбрать способ генерации сетки. Зто подменю имеет пяп, пунктов: Ад!о, Мвзпа1, Ведо1аг, Ь)грега и 1шрогь Сначала необходимо провести автоматическую триангуляцию (в пунктах Ап!о или Кейп!аг) или загр)вить подготовленное ранее разбиение (пункт 1шрог!). После этого пользователь получает возмо:хность редактирования сетки (пункт Мююа1), а также записи в файл множества конечных элементов и их вершин - топологии сетки для последующего использовмия в других задачах (пункт Ехрогг, это бывает удобно для создания моделей с одинаковой дискретизацией в ряде подобных задач)

Пункт Ад!о проводит автоматическую триангуляцию, используя подготовленный в подменю ЕА!! - Ходса набор узлов.

Распознанный текст из изображения:

вызов функции 1Чен — клевиша Р4.

1оаб ))эта:

исходный файл остается без изменениЯ.

1юад Рго)ест.

сааб Кеэойэ .

23

26

используется клавиша Юе!. Если определяется новый материал для объекта, где материал был ранее уже задан, то старый будет удален автоматически. Клавиша "?" используется для получения информации о свойствах материала обьекта. Для линеЯного материала выводятся значения постоянных параметров, а для нелинейного - соответствующая характеристика.

Максимально возмо;хное количество различных материалов в системе - 9, количество объектов с заданнъгм материалом - 200. По умолчанию обьекту приписываются свойства воздуха.

Автоматически генерирует набор узлов конечноэлементноЯ модели, а таккс позволяет редэктировюь их положение. Команда открывает новое подменю, в котором необходимо выбрать способ генерации узлов. Зто подасню имеет пять пунктов: Апта, Маппа!, Караи, рлрогт и 1юрогт. Можно провести автоматическую установку узлов в пунктах Апта или Кедоп или загрузить подготовленный ранее набор узлов при помощи пункта 1шрогт. После этого есть возможность редактирования введенных узлов при помощи пункта Маиса!, а тюокс записи в файл массива узлов для последующего использования в других зацачкх при помощи пункта Ехрогт (это нередко бывает полезно для быстрого создания абсолютно одинаковой дискретизации'в ряде задач)

Пункт Ап(о проводит быструю автоматическую расстановку узлов. Зта команда вызывает экранный графический редактор (см. п. 6). В дополнение к стандартным командам в этом режиме клавиша багет используется дэя указания курсором точек в области (максимум 50) как точек пащенка узлов (клавиша Юе! устраняет помсису). Если не помечена ни одна точка, сгущение происходит к центру области. После того, кэк выбраны все точки сгущения, на:кимается клавиша Ею для завершения редюстировющя. Программа предлагает ввести в диалоговом окне приблизительное количество узлов в модели, затем - коэффициент растяжения (параметр в дзапазонс от 1 до 3, описывающий степень сгущения узлов к помеченным точкам) и, наконец, - форму базовой фигуры, по контурам которой будут расставлены тожи: К-прямоуголъник, С-окру:кность, Н-правильный шестиугольник (например, для "окружности узлы будут расстэшппъся по контурам концентрических окружностей с центрами в точках сгущения).

Пункт меню кеэ(оп служит для нанесения точек (с одинаковым шагом вдоль осей) вн)три прямоугольных областей. Зги области мо~уг пересекаться и накладаваться зззуг на друга.

Создаст новый файл денных, базируясь на описании задачи в подменю Орбопэ - ТЫг

беэсг(рбап (см. п 5.7). Команда выводит дзэлоговос окно, в котором следует указать имя вновь

создаваемого файла. Данная камыша недоступна, если задача не была перед втим описана. После етого, используя подменю Еб(т (см. и. 5.3), можно создавать модель щцачи. Быстрый

Загружает файл данных с диска. Команда выводит диалоговое окно, в котором следует указать имя загружаемого файла. Быстрый вызов функции 1юаб Ваш - клавиша Е!. Файлы данных, созданныс предыэущими версиями Мах(нши, загружаются в редактор автоматически. Затем программа предлагает перезаписать исходный файл в новом формате и выдает

сообщение: Уаге /)(е !а яюг /огвап (У/А0?. (Сохренить данные э новом формате (Да/Нет)7). Если нажимается кнопка "У", программа просит ввести в диалоговом окне имя, под которым файл будет сохранен, предэагая по умолчанию тек)чцее имя. Если нажимается кхевиша "А(",

Зюрулзет файл задания (см. п. 5.9) с диска. Команда вьводит диалоговое окно, в котором

необходимо указать имя загружаемого файла. Данная команда используется только на этапе

получения результатов, поэтому перед ее выполнением группа задач, описаннъю в файле

задания, должна быть у:кс решена. Загрузка файла задюшя дэя решения происходит при

выполнении коменды Рго)сс! в подзеню Сошрите (см. п. 5.5).

Зэгружает файл результатов с диска. Комюща выводит диалоговое окно, в котором

требуется указать имя загружаемого файла результатов. Файл результатов содержит ссылку на

файл с исходными данныыи, который загружастсл автоматически при загрузке резулътатов. Для успешного выполнения команды файл с исходными данными должен находиться в

текущей директории, а в случае, если для доступа к нему указывается полный путь, то в этом

пути.

Распознанный текст из изображения:

Бате:

Сохраняет файл даннььх на диске под текущим именем. Быстрый вызов функции Бате

клавиша Г2.

Бате Аз...:

Сохраняет файл данных на диске под новым именем. Команда выводит диалоговое окно,

в котором следует указать имя, под которым файл будет сохранен.

Ртэ о1:

Фунщгия не реализована в текущей версии.

ПОБ БЬей:

Фушщия не реализована в текущей версии.

5.3 11одмешо ЕЖ

Подменю ЕЖ1 (см. рис. 5.2) содержит набор команд Препроцсссора, представляющего

собой специализированный редактор, в котором создается новая или модифицируется

существующая модель для расчета, Во время работы Препроцессора определяются

пользователем и отображаются непосредственно на экране следующие данные:

— геометрическая форма, размеры и положение обьектов и активных датчиков в системе;

— электрофизические свойства обьсктов;

— дискретизация области решения, т.е. дробление ее на треугольники;

— греничные условия и источники поля в системс.

Подменю ЕЖ содержит следующие пункты:

ОЬ)ест:

Редактирование объектов в системс. Команда ОЬ!сс1 вызывает экранный графический редактор (см. п. 6). В дополнение к стандартным командам в этом режиме используются фунхциональныс клавиши дчя редактирования объектов в системе. Для рисования служат следующиетрафические элементы: отрезок прямой линии, прямоугольник, окружность, дуга окружности, эллипс, дуга эллипса. Для выбора необходимого элемента на»шмаются слезбтошие кэавиши (их список в этом режиме отображается справа от оюта редактирования): ,,Ь - отрезок прямой,  — прямоугольник, С - окрухшошь, Е - эллипс чли дуга эллипса, А - дуга

окружности. Если выбран режим рисования отрезка или прямоугольника, то определение соответсчвующсго элемента произойдет так, как это опипшо в п. 6.2. Если выбран один из трех оставпшхся графических элементов, то его центром считается точкж в которой в этот момент находится курсор. Программа предлагает в диалоговом окне ввести параметры соответствующего элемента: для окру:кности - радиус, дчя ее дуги — радиус, начальный и конечный углы (отсчитываются против часовой стрелхи от горизонтальной оси), для эллипса— радиусы по осям, начальнъШ и конечный углы. Все размеры вводятся в миллиметрах, углы в

градусах. Для удаления одного или нескольких нарисованных объектов нажимается клавиша Ютб Для выбора элемента для удаления используются клавиши ( у и 4). Выбранный элемент

мигасг на экране. Чтобы его удыгить, нажимается клавиша Пэебвл, ДЛЯ вЫХоДа из режима

удаления - клавиша сж

Максимально возможное количество различных обьсктов в системе - 200.

Ргорсг(у:

Определяет материал для объекгов в системе, а также количественно описывает свойства этих материалов. Згот пункт имеет подменю, в котором следует выбрать Носат или )Чоп-Ьпсаг, в зависимости от того, какой материал - линейный или нелинейный предполагается использовать. Выбирается пункт Нпсаг, если требуется определить иостоюпыс элсктрофизичсскис свойства для объектов системы и пункт Ыоо-Ьосэг - для описания нелинейных свойств, например, В(Н), П(Е). Параметры материала с линейными характеристиками вводятся с клавиатуры, а дхя нелинейных материалов используется библиотека нелинейных характеристик. При выборе любого из вышеперечисленных пунктов вызывается экранный графический редактор (см. п. 6), В дополнение к стандартным командам в этом режиме используются клавиши Лааг, Юе! и "?".

Чтобы задать для обьекта, указываемого курсором, необходимый материал, нажимасгся клавиша бяег. В случае линейных характеристик материала программа предложит ввести требуемые параметры материала в диалоговом окне. Если же материал имеет нелинейную характеристику, програыма вызовет специальную подпрограмму для работы с библиотекой характеристик. Ее описание см. в и. 5.4. В первую очередь в диалоговом окне необходимо ввести имя библиотеки, а затем работать с ней, как описано в п. 5.4. Вводимые материалы

имеют различные цвета, список названий материалов с указанием цвета показывается в окне

рядом с окном редактирования. Для удаления материала из объекта, указываемого курсором,

24

25