Численное моделирование электромагнитных процессов с существенным влиянием вихревых токов и зависимостью намагниченности от предыстории

Разработаны математическая модель и вариационная постановка для учета намагниченности в векторном магнитном потенциале. Постановка была интегрирована в вычислительные схемы с использованием скалярного магнитного потенциала в непроводящей среде и векторного потенциала в проводниках, что позволяет одновременно учитывать вихревые токи и остаточную намагниченность в ферромагнитных материалах при моделировании электромагнитных процессов в сложных трехмерных конструкциях методом конечных элементов. Для оценки эффективности предложенных вычислительных схем произведены расчеты поля для ускорительного магнита с простой геометрией. Полученные результаты вычислительных экспериментов показали, что без учета вихревых токов отличие результатов численного моделирования от результатов экспериментальных измерений достигает 15 Гс (что составляет около 3% от величины поля). При этом с использованием предложенного подхода отличие не превышает 3 Гс. Таким образом, предложенный подход является вполне работоспособным и позволяет достаточно точно учитывать как вихревые токи, так и остаточную намагниченность.