[发明专利]一种微波场混沌搅拌器的数值仿真分析方法

摘要

本发明公开了一种微波场混沌搅拌器的数值仿真分析方法，首先建立微波场混沌搅拌器的有限元模型以及微波场混沌搅拌器中搅拌部件的随机运动函数模型；并定义微波场混沌搅拌器几何模型区域的控制方程和边界约束方程；再利用有限元法求解控制方程得到微波场混沌搅拌器内的电磁场分布。本发明将随机运动函数模型与有限元模型相结合，利用随机函数模型模拟微波场混沌搅拌器中非固定搅拌部件的随机运动，进而得到随搅拌部件变化的移动网格，再利用有限元法求解电磁场的偏微分方程，从而可以获得随时间变化的微波场混沌搅拌器的动态电磁场分布。

主权项

一种微波场混沌搅拌器的数值仿真分析方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在有限元分析软件中绘制或插入微波场混沌搅拌器的几何模型，对建立的微波场混沌搅拌器几何模型进行网格划分，得到微波场混沌搅拌器有限元模型；(2)定义微波场混沌搅拌器几何模型网格区域的控制方程和边界约束方程；(3)建立微波场混沌搅拌器中搅拌部件的随机运动函数模型；(4)求解微波场混沌搅拌器内的动态电磁场分布，包括以下分步骤：(41)初始化，对步骤(1)得到的微波场混沌搅拌器有限元模型进行初始化，并设定电磁场求解程序运行时间；(42)函数更新，将当前时刻代入步骤(3)获得的搅拌部件随机运动函数模型，获取搅拌部件位移值，将其作为当前时刻搅拌部件网格节点位移值；并依据搅拌部件网格节点位移值获得搅拌部件之外网格节点位移值，完成一次函数更新；(43)网格移动，将步骤(42)获取的当前时刻微波场混沌搅拌器网格节点位移值加载到网格上，完成网格移动；(44)网格畸变判断，判断最小网格质量是否小于设定值，若小于设定值，网格发生畸变，进入步骤(47)；若不小于设定值，网格没有发生畸变，进入步骤(45)；(45)电磁场分布计算，根据步骤(43)获得的移动之后的网格、边界约束方程以及上一时刻得到的微波场混沌搅拌器的电磁场分布，利用有限元法求解控制方程获得当前时刻微波场混沌搅拌器的电磁场分布；(46)判断是否达到设定运行时间，若达到设定运行时间，得到微波场混沌搅拌器的动态电磁场分布，任务完成；若没有达到设定时间，在当前时刻基础上增加设定时间间隔作为下一个当前时刻，然后返回步骤(42)；(47)网格重构，依据搅拌部件当前时刻的位移值，获取当前时刻搅拌部件的坐标值，再根据网格划分原理对搅拌器的几何模型进行剖分，得到重构后的几何模型网格，并以网格畸变时刻为当前时刻返回步骤(42)。