기능

Opera

Opera 시뮬레이션 소프트웨어는 사용자가 전자기(EM) 및 전기기계 시스템의 시뮬레이션을 2차원 및 3차원에서 수행하는 데 사용할 수 있는 유한 요소 해석 소프트웨어 제품군입니다. Opera는 뛰어난 저주파 시뮬레이션으로 기존 SIMULIA EM 포트폴리오를 보완합니다. 저주파 시뮬레이션은 자석, 전기 모터 및 기타 전기 기계를 설계할 때 특히 유용합니다.

 

 

GUI

구성 요소 또는 어셈블리를 기존 CAD 시스템에서 불러오거나, Opera의 내장 2D 스케처 또는 3D 모델러를 사용하여 생성할 수 있습니다. Opera 모델 파일에는 해당 파일을 생성한 명령의 전체 기록이 포함되어 있기 때문에 파일을 ‘재현’하고 수정할 수 있습니다. 표준 제품의 설계 변형을 자동화하는 데 사용할 수 있는 템플릿 역할도 합니다.

전처리 기능에는 다음이 포함됩니다.

  • CAD 불러오기
  • 지오메트리 생성(부울 연산자, 스윕된 면, 면 사이 로프트, 2d 스케치 작성, 복사 및 변환, 배경 영역, 혼합 및 모따기)
  • 파라미터화 및 재구성
  • 자동 메시 작성(메시 제어, 스킨 효과 및 얇은 시트를 위한 레이어링)
  • 외부 회로 정의

시뮬레이션이 완료된 후에는 Opera의 후처리기가 결과 해석을 간소화합니다. 장, 온도 또는 응력을 표시하는 것은 물론 파생 수량을 사용자에게 익숙한 형태와 단위(힘, 전력 손실, 저장된 에너지 등)로 준비하고 표시하기 위한 다수의 함수가 있으며, 계산된 전기장 및 자기장을 통과하는 입자 궤적을 계산하고 표시하기 위한 함수도 있습니다.

후처리 기능에는 다음이 포함됩니다.

  • 필드 값(3d 지오메트리 곡면의 윤곽 및 벡터, 임의 평면/원통형/구형 2d 곡면의 윤곽 및 벡터, 3d 공간에서 선/원/원호를 따라 표시되는 그래프, 등방성 곡면, 텍스트 파일로 내보내기)
  • 통합된 값(힘 및 토크, 에너지 및 전력, 선, 곡면 및 체적 적분, Q 계수)
  • 조화 해석
  • 변형된 형상
  • 충전 입자 추적(지오메트리에 표시, 곡면과 교차, 빔 전류 밀도 맵)
응용 환경

Machines Environment를 사용하면 파라미터화된 템플릿을 통해 모터 및 발전기 모델을 빠르게 설정하고 해석할 수 있습니다. 사용자의 설계 요구사항을 충족하기 위해 방대한 모델 사용자 정의를 Machines Environment에 포함할 수 있습니다.

사용 가능한 표준 기계는 다음과 같습니다.

  • DC
  • 인덕션
  • PM 동기식
  • PM 외부 로터
  • 스위치드 릴럭턴스
  • 동기식 릴럭턴스
  • 동기식

표준 설계 계산을 수행하여 백-EMF, 코깅 토크, 부하 토크, 개회로 및 단락 곡선 같은 유용한 결과를 얻을 수 있습니다.

Opera Optimizer를 통한 직접 결합으로 사용자 요구사항에 맞춰 설계를 구체화하고 최적화할 수 있습니다.

Transformer Environment를 사용하여 변환기 및 반응기 모델을 자동으로 정의 및 해석하고, 최적화를 위해 준비할 수 있습니다. 표준 해석에는 단락, 개회로 및 돌입이 포함됩니다. 유한 요소 해석이 수행됩니다. 즉, 진정한 비선형 속성 및 대표적인 구동 회로를 사용하여 정확한 결과가 계산됩니다. 자동 출력 수량에는 임피던스, 저항, 힘 및 손실은 물론 자속 밀도 및 기타 수량에 대한 일반 표시 옵션도 포함됩니다. 이 환경은 Opera Optimizer와 통합됩니다. 즉, 사용자가 예를 들어 핵심 치수부터 볼트 직경까지의 파라미터를 자동으로 최적화할 수 있습니다.

표준 결과에는 다음이 포함됩니다.

  • 효율성
  • 유도용량
  • 포화 곡선
  • 단락 해석
  • 개회로 해석
  • 돌입 전류/부하 테스트
  • 비정상 상태 시 전환
  • 손실 - 구리, 와상 전류, 히스테리시스
  • 설계 최적화
  • Simulink®와의 동시 시뮬레이션
  • 표유전계/차폐 해석(EMC/EMI)
  • 코일에 가해지는 동력
재료 과학

다음과 같은 특성의 재질을 해석하기 위한 옵션이 있습니다.

  • 선형 및 비선형 전자기 동작(히스테리시스 포함)
  • 등방성, 직립성 또는 적층 속성
  • 영구 자석 속성(자화 및 소자 솔루션 포함)

 

Multiphysics

Opera는 전자기/전기기계 장치의 설계를 돕기 위한 것입니다. 따라서 주요 기능은 저주파 전자기입니다. 하지만 구조 응력 및 열 등의 다른 물리학도 지원 기능으로 필요합니다. 그렇기 때문에 Opera는 다중 물리학 소프트웨어입니다. 해석이 서로 연결되어 있으며, 서로 다른 물리학 간에 결과를 전달합니다. 속성은 비선형입니다. 따라서 예를 들자면 사용자는 전자기 해석을 수행하고, 손실을 열 해석으로 전달하고, 열 분포를 계산한 후 온도에 따른 재질 속성을 고려하여 후속 전자기 해석을 수행할 수 있습니다. 이것은 영구 자석 모터에서의 토크 손실 같은 스터디나 부하가 걸린 자석의 균질성 스터디에 사용될 수 있습니다.

최적화

Opera Optimizer는 사용자가 최적의 설계를 달성하도록 지원할 수 있는 소프트웨어 도구입니다. Opera와 완벽하게 통합된 이 도구를 사용하면 가능한 설계 공간에서 다중 물리학 문제를 빠르고 쉽게 조사할 수 있습니다. 단일 및 다중 목표 최적화 문제를 해결하는 데 사용되는 결정론적 및 확률적 방법을 결합하는 효율적인 최적화 알고리즘을 사용합니다.

다음을 사용하여 최적화 문제를 쉽게 정의합니다.

  • 설계 변수와 수치 한도
  • 불균등 및 균등 구속 조건
  • 목표 함수와 목표 함수의 최소화 또는 최대화 필요 여부

최적화 프로세스 자체는 다음을 통해 제어할 수 있습니다.

  • 최적화 알고리즘의 종료 조건
  • 초기 모집단 분포 설계
  • 유지할 솔루션 데이터베이스 집합