電界の解析を行ってみます。(単位系:m,V,C,F)
対象 四面体要素
形状作成: FreeCAD 0.20
メッシング:salome 9.7.0
プリプロセッサ:ElmerGUI
ソルバー :Elmer
ポストプロセッシング:ParaView5.10.0
条件 :
図面はmmですが、解析内はm(メートル)で行います。
空気相当の比誘電率1とします。
電位差を1Vとして設定します。コンデンサになります。
結果
エネルギー密度と電界強度はコンタ表示ですが、一定の値になります。
電界強度E
\begin{align}
\small E= \frac{V}{d} = \frac{1}{0.002} = 500 V (d = 2mm)
\end{align}
エネルギー密度
\begin{align}
\small u= \frac{ε_0}{2}E^2 = \frac{1}{2} ×500^2= 125000 J/m^3
\end{align}
作業
ジオメトリ
FreeCADにて50x2x1mmの長方形を作成します。
参考:cube(Ver0.20)
サンプルデータ: T551_model_geo.step
メッシュ作成
salomeにて要素作成します。
stepファイルを読み込んだ後、パーティションに分けるためのジオメトリ編集を行います。
参考:グループ分け
電位を設定する面を2か所グループ分けして、オートメッシュで作成します。
サンプルデータ: T551_Mesh_1.unv
条件設定 Elmer
ElmerGUIにて解析設定を行って計算実行します。
電気定数(真空の誘電率)を1にしておきます。(8.85418781e-12 → 1)
サンプルデータ: T551_ElmerGUI.zip
結果表示
elmerGUIからParaviewを起動して結果表示します。もしくは、計算フォルダからvtuファイルをParaviewで読み込みます。
参考:T621 Paraview 設定例
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