FEM-Software für die Analyse und Optimierung elektromagnetischer Geräte

Das Programm ermöglicht einen einfachen Prototyping-Prozess in fünf Schritten und enthält für die Vorbearbeitung modernste CADS-Import- und Export-Funktionen. Eine leistungsstarke geometrische Beschreibung über einen einfach anzuwendenden Sketcher für 2D-Geometrie einschließlich parametrischer Einsatzmöglichkeiten sowie integrierte voll parametrierbare 3D-Konstrukte erleichtern den Einsatz dieser dedizierten Umgebung für die Entwicklung rotierender elektrischer Maschinen wieder.

Der Flux-Netzgenerator bietet verschiedene Netz-Typen und Netztechniken, die sowohl bei 2D- und 3D-Anwendungen gemischt werden können, wie z.B. dreieckige/vierfächige Elemente über Algorithmen der Delaunay-Triangulation oder die Advancing-Front-Methode. Vierseitige/sechsflächige Elemente können durch das gemappte oder extrudierende Netz generiert werden. Dadurch stehen leistungsstarke Funktionen zur Verfügung, mit denen der Nutzer schnell ein präzises Netz erhält. Mit diesem geometriebasierten, intelligenten und automatischen Netz ist die manuelle Feinsteuerung von Netzgröße und –verteilung möglich. Ein verbundenes Rasternetz zwischen identischen geometrischen Einheiten wird erstellt und der Import bereits parametrierter Objekte ist möglich.

Die vollständige Palette physikalischer Modelle zur Simulation des Niederfrequenzverhaltens von elektromagnetischen Geräten ist in das Programm integriert. Für magnetische Eigenschaften sind statische, stationär-AC-magnetische und transiente Modelle vorhanden. Modelle für Stromkreis- und mechanische Kupplungen runden dieses Spektrum ab. Elektrische Modelle umfassen elektrostatische sowie Leitungseigenschaften, die thermischen Modelle stationär-AC-thermische sowie transiente Eigenschaften, wobei thermische Kopplungen (elektromagnetisch, magnetothermisch) mit enthalten sind.

Erweiterte Modellierungstechniken wie z.B. nicht vermaschte Magnetspulen, verschobene Geometrie, komplexe Stromkreise  und Starrkörperbewegung sorgen für präzise und schnelle Ergebnisse. Der voll parametrische Auflöser für geometrische oder physikalische Parameter-Sweeps erlaubt die multiple lineare und nicht lineare Auflösung und beinhaltet die Möglichkeit, benutzerdefinierte lineare Auflöser anzuschließen. Die integrierte elektromechanische Auflösung für 2D und 3D dient für die feste Kopplung mit Schaltgleichungen, Gleichungen der Starrkörperbewegung, aufgelöst zu jedem einzelnen Zeitschritt und der automatisierten Gittererzeugung um die beweglichen Teile.

Ein voll multiparametrierter Postprozessor ermöglicht es, die Ergebnisse multiparametrischer Lösungen zu analysieren. Flux11.2 ermöglicht dazu den Zugriff auf verschiedene Maßgaben wie Potential, Flussdichte, Temperatur, elektrische und magnetische Felder, Eisenverluste (Bertotti, LS Model) und Joule´scher Verlust im Leiterkreis. Die elektrischen Maßangaben der Komponenten enthalten Strom, Spannung, Leistung und Induktivität, die mechanische Position, Geschwindigkeit, Kraft, Drehkraft und Drehzahl. Die Skineffekt-Visualisierung und anwenderdefinierte Maße runden diese Nachbearbeitung ab, deren Ergebnisse auf verschiedene Arten u. a. farbig schattierte Abbildungen und Isoflächen, Vektorplots 2D- und 3D Kurven als Funktion variabler Parameter auf einem Pfad, einem Netz, einer Sonde etc… dargestellt werden können. Umfangreiche Exportmöglichkeiten (Excel, Text, AMESim…), AVI-Animation, PNG-Grafiken die eine anwenderdefinierte Postprocessing-Box erlauben sowie die einfache Darstellung und Weiterverarbeitung der Ergebnisse.

Flux kommuniziert dank seiner API Schnittstelle problemlos mit zahlreichen weiteren Tools und erlaubt so die perfekte Integration in die CAE-Kette. Über die Co-Simulation mit-Portunus Systemsimulation gibt es auch Zugang zu Pspice, die Co-Simulation mit Matlab/Simulink eignet sich für Antriebs- und Steuerungsgeräte. Mit seiner Kommandosprache, die von den bekannten objektorientierten Sprachen Java und Python abgeleitet ist, ermöglicht Flux dem Anwender, seine eigenen Makros und Schnittstellen zu definieren, um seine Arbeit zu vereinfachen, von der Geometrieentwicklung bis hin zu den Lösungsergebnissen des Postprozessing. Verbindungen zu PIDO Software (iSight,…) stehen zur Verfügung, um komplexe Design-Prozesse zu realisieren.