1、COMSOL 4.4 螺线管线圈产生的磁场分布1. 模型向导三维选择物理场，添加“磁场（mf） ”和“电路（cir ） ”， “求解”中选择“瞬态” ，然后“完成” 。2. “几何”里面长度单位设置为所需单位，此处设置为“mm” 。在“几何”菜单中点击“工作平面” ，右击“模型开发器”中的“几何 1”“工作平面 1”“面几何” ，选择“圆” ，设置“圆”的参数：对象类型选为“曲线” ，位置选择“中心” ， “层”中的“层 1”厚度设置为线圈的厚度，如 1mm。3. 关闭“工作平面” ，点击“几何菜单”中的“拉伸”：4. 设置外界空气： “几何”菜单中选择“长方体” ，设置好参数，在“图像”工作
2、区点击“线框渲染”工具，得到如下图：5. 右击“模型开发器”中的“定义”“视图 1”，选择“隐藏几何实体” ，在“隐藏几何实体”编辑区，选择“几何实体层次”中的“边界” ，手动选择需要隐藏的边界：长方体的六个面，则可以得到下图：6. 定义各个域和边界：定义线圈：点击“定义”菜单栏中的“显示” ， “模型开发器”中的“定义”下面会出现“显示 1”，右击并重命名为“线圈” ，然后在“显示”工作区将“几何实体层次”选择为“域” ，再选择图中看到的圆筒，此时圆筒有四个域，由于圆筒与后来的长方体重合，所以长方体现在变成了“域 1”，而圆筒变成了“域 2,3,4,5”：定义线圈边界：同样的方法在“定义”中
3、得到“显示 2”，并重命名为 “线圈边界” ，在“显示”编辑区的“几何实体层次”中选择“边界” ，并在图形中选择圆筒的各个边界，此时圆筒中的四个域中接触面也算一个边界。本例中可以在“显示”编辑区点击“粘贴选择”按钮，输入“7-14,16-19,21-14” ，点击“确认” 。定义空气：同样的方法，选择“域 1”位空气，就是刚刚建立的长方体，此时空气的边界已被隐藏，所以此处看不见长方体。7. 设置“磁场（mf） ”：设置“多匝线圈 1”：右击“ 模型开发器”中的“磁场（ mf） ”，选择“多匝线圈” ，在“多匝线圈”编辑区的“域选择”栏选择刚刚定义的“线圈” ， “线圈类型”栏选择“数值” ，
4、“多匝线圈”栏中的“匝数”N 设置为所需数字，如 100， “线圈激励”中选择 “电路（电流） ”。右击“模型开发器”中的“多匝线圈 1”，选择“自动计算电流 1”，再右击“自动计算电流 1”，选择“输入” ，在“输入”编辑区选择边界选择 15，把这个面当作多匝线圈电流的输入面。然后右击“自动计算电流 1”，选择“电绝缘” ，在“电绝缘 ”编辑区的边界选择中选择圆筒的外边界，如边界 15 这样四个域的接触边界不能选择，因为电流在线圈流过，不能被绝缘，该例子中点击“粘贴选择” ，输入“7-14,16-19,21-24” ，确认即可。设置“安培定律 2”：右击“ 磁场” ，选择“安培定律” ，在
5、“安培定律”编辑区中的“磁场”下面的“本构关系”中，选择“HB 曲线” 。最后右击“磁场” ，选择“磁标势场度规修复” ，编辑区中选择“所有域” 。8. 设置“电路（cir） ”：电压源：右击“模型开发器”中的“电路” ，选择“电压源” ，再在电压源编辑区设置电压源参数，“设备参数”中的“电压：V src”中输入所需电压值，此处设为 1V。电阻：右击“电路（cir） ”，选择 “电阻” ，在编辑区中的“节点连接”中，p 设为 2，n 设为 1， “设备参数”中的“电阻 R”设为所需参数，此处设置为 100 欧。外部 I vs U：右击“电场（cir） ”，选择“外部 I vs U”，在编辑区中
6、的“节点连接”中将 p 设置为 0，n设置为 2， “外部设备”栏的 “电势”选择“线圈电压（mf/mtcd1） ”.上面的“节点连接”中设置的参数就是将各个器件连城电路。9. 设置材料：右击“模型开发器”中的“材料” ，选择“增加材料” ，在材料中选择“air” ，然后点击“增加到组件” ，在“材料”编辑区选择“所以域” ，并将“材料目录”中的“电导率”设置为 10， “相对磁导率”和“相对介电常数”都设置为 1。10. 设置网格：右击“模型开发器”中的“网格 1”，选择 “自由剖分四面体网格” ，然后右击“自由剖分四面体网格 1”，选择“尺寸 ”，在编辑区“单元尺寸”中的 “预定义”选择“较细化” ，然后点击“构建选定” 。11. 设置求解：在“求解”菜单中，点击“求解步骤” ，选择“计算线圈电流” ，右击“模型开发器”中的“求解 1”下面的“步骤 2：求解线圈电流 ”，选择“上移” 。右击“模型开发器”中的“求解 1”，选择“显示缺省求解器 ”，展开“求解器配置”“求解器 1”“瞬态求解器” ，右击“瞬态求解器” ，选择“全偶合” ，编辑区中“线性求解器”选择为“直接” ，“方法和终止”栏中的“雅克比修正”选择为“在每次迭代中” ， “最大迭代数”设置为 25。点击“求解”菜单中“计算” 。 12.
