[发明专利]电磁场仿真分析方法

权利要求书

1.一种电磁场仿真分析方法，其特征在于包括：

步骤1：建立待分析对象三维模型，并采用棱边单元对三维模型进行网格剖分；

步骤2：采用拉格朗日乘子法对三维模型施加约束条件；

步骤3：计算剖分后棱边单元的单元矩阵以及朗日乘子约束矩阵并对单元矩阵进行集成；

步骤4：对加入有约束条件的集成后总体矩阵方程求解，得到电磁场分析结果并通过显示器显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于约束条件表示为：

div(A)＝0            in Ω

其中，A是电磁场向量势，Ω是不导电的三维空间域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤3包括以下步骤：

对于电磁势采用棱边单元，自由度方向是沿着棱边的切线方向，计算棱边单元节点的形函数，进而得到电磁势向量的棱边单元形函数矩阵；

利用不导电空间中的准静态磁场方程和边界约束条件公式计算得到其弱形式方程；

将棱边单元形函数代入弱形式方程对分析模型进行离散化，得到棱边单元的单元矩阵；对棱边单元的单元矩阵进行集成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，不导电空间中的准静态磁场方程表示为：

▿×[v]▿×A=JsinΩ]]>

计算得到的弱形式方程表示为：

([v]curlA,curlv)+(gradp,v)=(Js,v)inΩ∀v∈H0(curl;Ω)(A,gradq)=(0,q)inΩ∀q∈H01(Ω)]]>

其中，[v]是磁阻矩阵，即磁导率矩阵的逆；J_s是电流密度矢量源项；p是拉格朗日乘子标量自由度；

电磁势的棱边单元形函数表示为：

A＝[W][A_e]

其中，[W]是形函数矩阵；[A_e]是电磁势棱边自由度；

棱边单元的单元矩阵表示为：

其中，单元磁阻矩阵[KAA]=∫Ve(▿×[W]T)T[v](▿×[W]T)dV;]]>单元拉格朗日乘子矩阵单元电流密度源项向量{Jes}=∫Ve[W]T{JS}dV.]]>

5.根据权利要求4所示的方法，对于多区域耦合问题其特征在于步骤3和步骤4之间包括以下步骤：在耦合界面建立拉格朗日乘子空间，对跨不同区域界面电磁势向量切线方向的连续性通过拉格朗日乘子法保证。