Мультифизическое моделирование электротехнических устройств

Abstract

Дана общая характеристика моделирования электротехнических устройств с одновременно протекающими процессами различной физической природы - мультифизического моделирования. Проведена классификация мультифизических задач в электротехнике как по характеру связи между такими физическими процессами, так и по подходам к их моделированию. В соответствии с такой классификацией выполнен обзор литературных источников и приведены примеры решения трех типов мультифизических задач.

У роботі дано загальну характеристику моделювання електротехнічних пристроїв з процесами, що одночасно протікають і мають різну фізичну природу, – мультифізичного моделювання. Проведено класифікацію мультифізичних задач в електротехніці як за характером зв'язку між такими фізичними процесами, так і за підходами до їхнього моделювання. Відповідно до такої класифікації виконано огляд літературних джерел та наведено приклади розв’язанння трьох типів мультифізичних задач.

In the article the general characterization of electrical devices with simultaneously running processes of different physical nature, that is multiphysics modeling, is presented. The classification of multiphysics (coupled) problems in electrical engineering both according to character of coupling between these physical processes (weakly coupled and strongly coupled processes) and by approaches to their modeling (multi-field problems, multi-circuit problems and field-circuit problems) is carried out. In compliance with such classification the review of scientific publications is implemented and the examples of three types of solved multiphysics problems are given. The distinctions of the coupled problems and approaches to their solving are given. As examples, the interconnections between electromagnetic, thermal processes and thermomechanical stress at induction heating of moving ingots, the coupling of external circuit with electric and magnetic circuits of three-phase power transformer and the scheme of solving the electromagnetic and thermal field problems for underground power cable line simultaneously with electric circuit equation taking into account the type of screen grounding are presented.