2.6 Решение задачи и анализ результатов расчета поля

2.6.1. Решение задачи расчета поля

Когда задача полностью описана, можно приступать к ее решению. Для этого необходимо выбрать позицию Solve Problem из пункта Results Главного Меню программы ( Alt+R, S ).
Специальный индикатор, появившийся в центре экрана, позволяет следить за продвижением процесса решения, показывая процент выполненной работы.

При решении линейных задач используется итерационный метод сопряженных градиентов с предобусловливанием матрицы по методу декомпозиции области.

Для нелинейных задач используется метод Ньютона-Рафсона с решением на каждой итерации линейной задачи выше указанным способом.

Решение записывается в файл с расширением .RES и помещается в тот же каталог, в котором находится файл описания задачи.

После решения предлагается перейти к анализу результатов.

2.6.2. Анализ результатов расчета

Для анализа результатов расчета программа представляет следующие возможности:

1) изображение картины поля на экране;
2) получение характеристик поля в отдельных выбранных точках;
3) построение графиков характеристик поля вдоль указанного контура;
4) вычисление интегральных характеристик модели;
5) вывод картины поля во внешний файл;
6) вывод характеристик поля в выбранных точках и вдоль выбранных контуров в текстовый файл.

Вызов постпроцессора для анализа результатов расчета производится выбором позиции Analyze пункта Results Главного Меню ( Alt+R, A ).

Постпроцессор работает также в режиме графического диалога. Как и при редактировании модели в нижней строке экрана находится подсказка и над ней два окна – большое и малое. В правой верхней части экрана – меню, окна диалога, шкала цветов для карты интенсивности.
Величины, характеризующие поля, зависят от выбранной предметной области задачи.

В задачах электростатики рассматриваются:
1) электрический потенциал U;
2) вектор электрической напряженности E= – grad U;
3) вектор электрического смещения D = ×E;
4) диэлектрическая проницаемость ;
5) плотность энергии электрического поля w = 0,5×E×D.
 
 
В задачах магнитостатики:
1) векторный магнитный потенциал A (в плоскопараллельной постановке) или функция потока Ф=2rA (в осесимметричной постановке);
2) вектор магнитной индукции B = rot A;
3) вектор магнитной напряженности H = B/;
4) относительная магнитная проницаемость ;
5) плотность энергии магнитного поля w = 0,5×B×H в линейных средах и – в нелинейных.
 

В задачах магнитного поля синусоидальных токов:
1) комплексная амплитуда векторного магнитного потенциала  (функция потока r в осесимметричном случае);
2) комплексная амплитуда напряжения, приложенного к проводнику ;
3) комплексная амплитуда плотности стороннего тока jo , вихревого тока и полного тока ;
4) комплексный вектор магнитной индукции ;
5) комплексный вектор магнитной напряженности ;
6) – магнитная проницаемость;
7) g – электрическая проводимость;
8) плотность энергии магнитного поля ;
9) вектор плотности силы Лоренца .
 

Способы изображения картины поля
– цветной картой значений выбранной скалярной характеристики поля (выводится и шкала-легенда);
– линиями поля : в электростатике – это линии равного потенциала, в магнитостатике – линии потока (или силовые линии);
– изображение поля векторов (индукции, напряженности) в виде направленных отрезков с точкой в начале вектора.

Все перечисленные способы изображения можно комбинировать в произвольном наборе.
Изменить установленный по умолчанию способ изображения картины поля и добавить другие можно в позиции Field View… меню постпроцессора, после выбора которой появляется окно диалога с полями для отметок выбора способа изображения. В каждом поле имеются кнопки альтернатив для выбора величины, характеризующей поле. В этом окне можно менять масштабирующие параметры (Scale), меняя с помощью них густоту картины или поля векторов.
Масштаб изображения можно менять для детального изучения поля, используя пункт Zoom… аналогично тому, как это делается в позиции Geometry пункта Edit Главного Меню.

Числовые значения характеристик поля в выбранной точке можно получить в пункте Values меню постпроцессора, указав курсором нужную точку области. Эти числовые значения могут быть выведены в табличный файл. Для этого нужно предварительно открыть вывод в табличный файл, выбрав позицию Open Table… в пункте File… . Открывшееся при этом окно диалога позволяет задать имя выходного файла и, в случае необходимости, вид таблицы с заголовком. Если это выполнено, то указание каждой точки в режиме Values будет создавать строку значений в табличном файле.

Построение графика вдоль какого-либо контура можно осуществить в пункте X-Y Plot, создав этот контур в позиции Edit Contour… пункта X –Y Plot. Редактирование контура состоит в добавлении линии (Add Line) или выделении имеющейся стороны (Add Edge), в добавлении блока (Add Block), изменении направления контура (Change Direction) и удаления его поэтапно (Undo) или сразу (Clear).

При возвращении в режим X-Y Plot из  Edit Contour… ( Esc ) в большом графическом окне изображается график величины, принятой по умолчанию. Изменить ее можно в позиции View пункта X –Y Plot в окне диалога.

С помощью позиции Zoom In можно подкорректировать масштаб осей графика.
Расчет интегральных характеристик осуществляется в пункте Integrals после предварительного редактирования контура и выбора интересующей интегральной характеристики: момента (относительно начала координат), силы, заряда, потока, энергии и т. д.