介绍

许多电磁仿真包括具有极高纵横比的铁质几何形状。这方面的一个很好的例子是海军舰船的磁性签名计算，其中船体，甲板和舱壁板宽几米，但只有几厘米厚。Opera-3d已经具有有用的功能，例如网格分层和六面体/棱镜元素，使这些结构能够与高纵横比的体积元素进行网格化。但是，即使这些工具在几个板块相遇时达到了极限 – 例如在甲板和舱壁与船体的交界处。结点区域变得相当过度网格化，增加了模拟的吞吐时间而没有提高精度，或者模型构建需要相当大的努力来创建板连接的“斜切”边缘。

在Opera版本18R1中，引入了一种改进方法，其中板的三维体积结构被二维表面表示替换，伴随着薄板边界条件[1]。因此，任何表面都可以满足而不会引入额外的元素或需要特殊的建模

船舶磁性签名模型

在这个例子中，船的船体，上层建筑，甲板和舱壁已经建模，以确定在地球场存在的情况下船只的磁性特征。所有这些结构都使用新的边界条件表示。

边界条件的数据要求非常简单。材料标签用于指定构造板的磁性材料，并给出板的厚度。边界条件可以使用线性或非线性材料。

已经应用了-70 A / m的横向场，代表赤道附近的地球磁场，并且该模型作为非线性模拟运行。可以显示船舶结构中的磁通密度 – 这里使用切割平面视图，以便一些内部值也可见。还示出了在船体底部上方一米处的平面上的场强矢量。

尽管薄板边界条件应用于二维表面，但表面上的场是多值的。例如，如果磁通量正常地进入板，然后很大程度上转向在板中流动，则正常分量将在板上不连续。

同样的船也用薄板中的体积元素模拟。在该模型中求解的方程的数量是薄板模型的5倍以上，并且需要花费将近10倍的时间来解决。签名区域的横向分量沿着船体中心线沿着船体底部6米的纵向线计算，在两个模拟之间进行了很好的比较。

参考

[1] Christopher S. Biddlecombe和Christopher P. Riley，“磁性签名模拟的有限元网格划分的改进”，于2015年6月在美国宾夕法尼亚州费城举行的MARELEC 2015会议上发表