W oprogramowaniu ANSYS Maxwell mamy możliwość zdefiniowania wymuszenia korzystając z zewnętrznego pliku tekstowego (np. przebiegu napięcia lub prądu) lub wykorzystania wyników obliczeń z jednego projektu jako wymuszenia w drugim. Przykład takiego zastosowania pokazano na poniższym rysunku, gdzie wartość przebiegu prądu płynącego w cewce (model 1) wyeksportowano jako tabelę z wynikami, a następnie zaimportowano jako wymuszenie prądowe w modelu 2.
Rysunek 1. Schemat pokazujący ideę importowania wyników z modelu 1 jako wymuszenie w modelu 2.
Zanim zabierzemy się do importowania przebiegu wymuszenia do modelu 2 musimy przygotować plik wsadowy. W tym celu w modelu 1 wykreślamy przebieg np. prądu lub napięcia w czasie korzystając z zakładki Results -> Create Transient Report -> Rectangular Plot / Data Table i wybieramy interesującą nas wartość.
Rysunek 2. Tworzenie wykresu z przebiegiem np. prądu w Maxwellu.
Należy pamiętać, aby wyniki były w podstawowych jednostkach (bez przedrostków typu ms, mA, kV) – w tym celu w ustawieniach wykresu należy wyłączyć opcję Auto Units (znajdującą się zakładce X-Scaling oraz Y-Scaling) dla osi X (czas) oraz osi Y (wartość). Następnie dla osi X ustawiamy jednostkę czasu jako sekundę (s), a dla osi Y prąd jako ampery (A) i zatwierdzamy operację klikając „OK”.
Rysunek 3. Zmiana jednostek na wykresie.
W kolejnym kroku eksportujemy wartości z wykresu do pliku tekstowego (*.tab) – w tym celu klikamy prawym klawiszem myszy na wykresie; następnie z dostępnych opcji wybieramy Export (1); w nowym oknie wybieramy opcję Browse (2).
Rysunek 4. Eksport prądów z wykresu do zewnętrznego pliku.
Program prosi nas o wskazanie miejsca zapisu pliku (1) oraz jego formatu (txt, tab, dat) – wybierzmy plik typu *.tab (2), określamy jego nazwę np. „current.tab” i klikamy w przycisk Zapisz (3) całość zatwierdzamy przyciskiem OK (4).
Rysunek 5. Eksport prądów z wykresu do zewnętrznego pliku.
Pierwsza kolumna w eksportowanym pliku powinna zawsze odnosić się do czasu, druga kolumna do wartość wymuszenia (prąd/napięcie). Możemy również własnoręcznie stworzyć plik od podstaw – natomiast musimy pamiętać o spełnieniu reguły: X – oś czasu w sekundach, Y – wartość w jednostkach bazowych oraz stosować kropkę jako separator dziesiętnych.
Rysunek 6. Eksport prądów z wykresu do zewnętrznego pliku.
W ostatnim kroku – należy wczytać eksportowany plik „current.tab” do modelu 2. W tym celu edytujemy wymuszenie w Maxwellu klikając dwukrotnie na element typu Winding (1) znajdujący w zakładce Excitations w drzewku. Następnie wybieramy rodzaj wymuszenia (prądowe lub napięciowe) oraz wpisujemy sformułowanie pxwl(current,Time) (2) – gdzie pxwl jest funkcją z przedziałami liniowymi ekstrapolowanymi na osi x, current jest nazwą tablicy w Maxwellu, a Time jest zmienną systemową odnoszącą się do czasu. Po wpisaniu formuły pojawia się nowe okno w którym importujemy stworzony plik „current.tab” do Maxwella – w tym celu klikamy przycisk Import Dataset (3) oraz zatwierdzam przyciskiem OK (4) oraz ponownie wybierając OK (5).
Rysunek 7. Import zewnętrznego pliku z przebiegiem do Maxwella.
W taki sposób udało nam się stworzyć wymuszenie, którego wartość została zaimportowana z zewnętrznego pliku – zanim uruchomimy analizę musimy zmienić ustawienia analizy tj. krok czasowy (Time Step) oraz czas końcowy analizy (Stop Time).
Rysunek 8. Przebieg prądu w cewce w modelu 2.
Autor: Tomasz Kądziołka