用于电动机器空间时间仿真的空气间隙单元
数值分析
2026-05-19 v1 计算工程、金融与科学
数值分析
摘要
空间时间方法有望更高效地进行时域仿真，尤其是对于电动机器。然而，大多数方法需要提前知道运动情况，以便在空间时间网格中包含其中的运动。为克服这一问题，本文提出使用已知的空气间隙单元用于 rotor-stator耦合的等值面积机器模型。首先，我们推导空气间隙区域的解，然后利用其来耦合转子和定子。该耦合随角度变化，我们展示了如何有效更新到不同角度的耦合矩阵，避免昂贵的数值积分。最终，得到的时变问题在空间时间设置下求解。使用等值面积分析进行的空间离散特别适合通过空气间隙单元进行耦合，因为NURBS可以精确表示空气间隙的几何。此外，包括空气间隙单元的模型可无缝迁移到空间时间设置中。然而，空气间隙单元在文献中已为人所知。本工作的原创性在于将其应用于等值面积分析和空间时间。
引用
@article{arxiv.2501.16099,
title = {An Air-Gap Element for the Isogeometric Space-Time-Simulation of Electric Machines},
author = {Michael Reichelt and Michael Wiesheu and Melina Merkel and Sebastian Schöps and Olaf Steinbach},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16099},
year = {2026}
}