Elmer

T551 電界 平行平板

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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 : 

モデル形状(mm)

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 J/m3             電界強度 V/m                電位差(電圧)V

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)

形状モデル

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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