COMSOL电磁仿真-《电磁脉冲焊接双 H型线圈的优化设计与实验研究》模型复现

本周继续学习comsol的操作，完成复现《电磁脉冲焊接双 H型线圈的优化设计与实验研究》这篇文章的模型。且对于模型使用了未采用全局方程和采用全局方程2种求解方法，加深了对全局方程的认识。

过程

基于师兄发的文件，第一次上手操作也颇快，使用二维轴对称模型（二维模型比三维模型可以简化计算），选择好物理场（这里是采用了磁场，固体力学和电流三个），按照论文给定数据进行建模即可

然后选择合适的材料，相对应的区域给好对应的材料

下一步是对应物理场进行参数选择和设定，选择需要的物理场，然后继续设定，这里由于涉及到多个物理场，就有多物理场的耦合问题，对应的接口要做好选择，否则就会出现求解结果为0的情况，比如一个电场和磁场耦合，接口没有设定好，线圈电流为零，就产生不了磁场，那求解结果的磁通密度就为0了，具体的内容在下面的问题栏目阐述。

 接下来就是对网格进行剖分，根据文章给出的要求做即可，过程也很简单。

做完以上的流程，就可以进行求解了，第一次做，和师兄的结果有些许不同，疑问点都将在问题栏目阐述

对于全局方程的认识

谈谈对全局方程的认识

全局方程是一个求解单一标量变量的方程，它会向模型中添加一个额外的自由度以及一个额外的约束。

在本仿真中，我们是将电场给禁用，只留固体力学和磁场2个物理场，然后给出一个电场的全局方程，我的理解是，如果不使用全局方程，这里就涉及到三个物理场，比使用多了一个，可能会增加计算时间，在操作中也遇到了，不用全局方程求解花费了56分钟求解，时间过长。使用全局方程，不仅可以减少计算时间，而且在参数设计是也简化了不少。按照论文中的电路原理图，在本仿真中，启用电流模块，要设计以下6项器件，而采用全局方程，设定2个方程即可。

问题

1多物理场耦合问题

在第一次仿真时，出现了这种情况

咨询师兄后，结果是这个结果为零，应该是电路模块和磁场模块没有耦合，先看看线圈电流有没有。检查后发现问题出现在这里，开始我是直接按照系统给定的，但是我的电场模块中是外部IvsU1,这个模块在电路中是作为电压源的，开始接口没有设定好，线圈激励为0，自然就出现了上述的情况，磁通密度为0，更多的可参考师兄的博客(1条消息) COMSOL中场路耦合（电路接口与电磁场接口）_comsol电路模块的节点是怎么接的_怎么又是萝卜的博客-CSDN博客

2全局方程的设置

此处参数设定不要忘记，否则求解的时候会出现未定义变量的问题。不是只要把方程设置好就足矣。

3结果上的差异

我的结果和师兄跑出来的有差异，包括磁场的形状和应力的形状，对比完师兄的模型，可能问题出在材料的选择方面，上图是师兄的材料选择，下图是我自己的选择。我的理解是材料不同，导致了在固体力学模块中的线弹性材料的域不同，对于线圈和铜板使用2种不同的铜，用来区分线弹性材料，而我直接使用对这两个部分使用的是一样的copper，导致了线圈部分也成为的线弹性材料，导致的仿真结果也会存在不同。上图为师兄的区域，下图为我的。