当导电材料附近有时间变化的磁场时，可能会发生电动力磁悬浮。在这篇博客文章中，我们将演示如何使用两个示例来对此原理进行建模：电动动力悬浮设备的团队基准问题和电动力轮。
什么是电动力磁悬浮？
当旋转和/或移动的永久磁铁或携带电流线圈在附近的导体中产生时间变化的磁场时，发生电动力磁悬浮。随时间变化的磁场会在导体中诱导涡流，从而产生相反的场。反过来，这产生了导电材料和磁源之间的排斥力。此过程是所有磁性悬浮系统的基本操作原理。
超导体上方悬浮的磁铁。朱利安·鲍勃罗夫（Julien Bobroff）的图像 - 自己的作品。获得许可CC BY-SA 3.0， 通过Wikimedia Commons。
分析电动动力悬浮基准问题
让我们看一下基于的基准模型瞬态电磁分析方法（团队）问题28：电磁悬浮装置。该问题由一个圆柱形的圆盘圆盘组成，该圆盘位于两个圆柱形的同心线圈上，沿相反的方向携带正弦电流。设置和尺寸的横截面切割如下图所示。
同心线圈和铝盘的横截面。所有尺寸均以毫米为单位。
该模型在下面的3D中显示。
电动动力悬浮装置的3D模型，显示了悬浮的圆盘和两个同心线圈，这些圆盘沿相反的方向携带时变电流。
为了在ComsolMultiphysics®软件中建模该188金宝搏优惠设备，我们使用2D轴对称几何形状。由于时间变化的电流以及诱导的涡流，我们使用磁场对磁场进行建模磁场AC/DC模块中的接口。相反的电流载体线圈是使用单独的线圈具有均质的多转线线圈模型。通过使用力量计算功能，它计算其中的麦克斯韦应力张量。
板的刚体动力学被解析为通过全球ODES和DAE界面。位置和速度的一阶ODE由以下方式给出：
由于电磁力随着板和线圈之间的距离而动态变化，因此有必要解决磁场板位置动态变化的界面。因此，我们使用移动网格界面。我们将仿真结果和团队基准数据比较以下图中振荡盘的相应位置的基准数据。
比较垂直板振荡的模拟结果和团队数据随时间的函数。
动画描绘了两个同心线圈上方的导电盘的振荡0.6秒。
在comsolMultiphysics®中建模电动车轮设备188金宝搏优惠
磁源的机械旋转（例如径向磁化的Halbach转子）在被动导电导向道（例如铝）上方诱导涡流。这会产生一个相对的磁场，该磁场与源磁场相互作用以同时产生升力和推力力。该设备称为电动力车轮（EDW）。
下图说明了EDW悬浮的高速运输概念。推力或制动力的产生取决于相对滑动速度，sl，定义为圆周速度之间的差异，vC，以及翻译速度，vX。例如，sl=vC-vX， 在哪里vC=ωmro和ωm=ωep。这里，ωm是机械角速度，ωe是电角速度，并且p是Halbach转子中的杆对数。
四极对EDW Maglev的概念设计，描绘了导电轨道和旋转和/或行进的Halbach转子。
如果圆周速度大于平移速度（对于正滑动），则会产生推力力。如果相反，将会有一支制动力。
使用2D和3D中的旋转机械，磁性界面，我们可以将翻译和旋转运动同时合并到同一模型中。使用A指定旋转运动规定的旋转速度特征。磁岩（Halbach转子）的翻译运动在指导轨道中使用速度（Lorentz）带有相反标志的术语。使用默认值对永久磁铁进行建模Ampère的定律远程通量密度的功能br= 1.42 [t]。由于磁化方向是径向或方位角，因此为方便起见，我们选择圆柱坐标系。
进行瞬态模拟，以在转子的机械角速度上进行步骤更改。升力和推力作为时间的影响的结果如下所示。这些力是通过两种不同的方法计算的：麦克斯韦应力张量（使用力计算特征）和洛伦兹方法。
磁岩上的升力和推力随时间的函数的比较。显示了Maxwell应力张量和Lorentz方法的结果。
在第二步中，对一系列翻译速度进行了固定模拟。如果没有旋转或周向速度小于翻译速度，则会产生阻力力。下面显示了各种速度的升力和阻力力的仿真结果。
岩浆上的升力和阻力与速度的函数的比较。显示了Maxwell应力张量和Lorentz方法的结果。
动画描述了空气和磁铁中磁通密度的表面图；导向道中的电流密度；以及磁矢量电势的轮廓图，Az。显示了Halbach转子的顺时针旋转和场相互作用。
建模电动磁悬浮的摘要
在今天的博客文章中，我们演示了如何使用COMSOL多物理学和附加AD/DC模块对两个电动磁性悬浮设备进行建模。188金宝搏优惠我们介绍了团队问题28：电动力悬浮装置，并将结果与文献的实验数据进行了比较。我们还强调了电动力车轮磁性悬浮系统的工作原理。我们的仿真结果表明，该系统生成的升力和阻力/推力/推力/推力/推力/推力/推力因角速速度和各种翻译速度的变化。
评论（2）
伊瓦尔·凯尔伯格（Ivar Kjelberg）
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特雷弗·蒙罗（Trevor Munroe）
2016年12月5日像往常一样，Nirmal的博客总是非常好（因此许多其他博客）。我同意上述评论。可以做更多的事情。我通过取出板动态方程并使用重力转启动来修改博客中提供的模型。跑得很好。