Моделирование Электромагнитного поля

[MasterLomaster 0]

Здравствуйте!

Я студент. Мне необходимо смоделировать поведение частичек ферромагнетиков, содержащихся в композите, в электромагнитном поле.

Я нашёл Статью  .   В ней с помощью COMSOL Multiphysics, E l e c t r o s t a t i c s  смоделировали подобный композит.

Мой композит состоит из не металла и частичек металла-наполнителя. Их размер составляет примерно 3-15 нм.

В стате сделали кластер, представляющий собой куб с неMe и несколькими шарообразными частичками металла. После к низу куба подвели землю, к верху ток или поле ( я не понял ). Боковые грани задали как периодические структуры. С помощью матлаба каким-то образом меняется количество частичек металла в каждом кубе.

 

Для публикации статей нужно бесплатное ПО (платное естественно в России никто не собирается покупать) т.к. результат полученный в платном ПО вызовет много вопросов,  как и не освещение используемого ПО.

Прошу помочь с подбором необходимого ПО.

Я правильно понимаю, что такую задачу можно решить в Elmer?

Может есть какие-то мануалы по необходимому ПО? Желательно на русском.

 

 

[soklakov 1 475]

6 минут назад, MasterLomaster сказал:

Мне необходимо смоделировать поведение частичек ферромагнетиков, содержащихся в композите, в электромагнитном поле.

принимайте поздравления!

[karachun 2 038]

Тут надо позвать деда мороза @etcartman.

P.S. а если посчитать в чем-то платном а в работе просто не заострять на этом внимание? Или самый шпионский вариант - посчитать и экспортировать результаты в  бесплатный постпроцессор, например ParaView и делать скриншоты там и никто ни о чем не догадается и выглядит правдоподобно.

[MasterLomaster 0]

1 час назад, karachun сказал:

Тут надо позвать деда мороза @etcartman.

P.S. а если посчитать в чем-то платном а в работе просто не заострять на этом внимание? Или самый шпионский вариант - посчитать и экспортировать результаты в  бесплатный постпроцессор, например ParaView и делать скриншоты там и никто ни о чем не догадается и выглядит правдоподобно.

А нет ли каких-либо специфичных функций или форматов в платном софте?
т.е. не получится так, что я посчитаю в платном, а потом не смогу сказать, что такой функционал есть в бесплатном?

Изменено 15 августа 2019 пользователем MasterLomaster

[soklakov 1 475]

15 минут назад, MasterLomaster сказал:

т.е. не получится так, что я посчитаю в платном, а потом не смогу сказать, что такой функционал есть в бесплатном?

для примера в бесплатном студенческом ансисе такой же функционал как в платном, но с ограничением на размерность модели.

[karachun 2 038]

А не пишите вообще в чем это было посчитано. Все эти программы просто инструмент, физика одна и та же.

Найти примеры похожих работ для свободного ПО будет намного сложнее чем для популярных коммерческих пакетов.

[soklakov 1 475]

16 часов назад, karachun сказал:

А не пишите вообще в чем это было посчитано.

Думаю, "посчитать" - будет куда более важной и сложной задачей, чем решить вопрос с лицензией.

18 часов назад, MasterLomaster сказал:

С помощью матлаба каким-то образом меняется количество частичек металла в каждом кубе.

у меня где-то был скрипт для DesignModeler.  называется cheese. Делает кубик заполненный шариками размерами из заданного диапазона с заданной плотностью по пространству. в матлабе или где-то еще можно реализовать похожий.

А еще есть material designer - позволяет рассчитывать эффективные свойства композитного материала. правда, пока без электричества и магнитов

 

Изменено 16 августа 2019 пользователем soklakov

[AlexKaz 1 821]

22 часа назад, MasterLomaster сказал:

Я правильно понимаю, что такую задачу можно решить в Elmer?

Может есть какие-то мануалы по необходимому ПО? Желательно на русском.

Возможно OneLab, возможно Code_Aster, но не факт. Elmer - не знаю, не открывал, Elmer - это общий решатель дифуров.

Посмотрите CalculiX и почитайте его свежий Хэлп, возможно там всё в плане электромагнетизма уже разрулено.

 

Доков на русском нет. Переведёте - будете первопроходцем.

3 часа назад, soklakov сказал:

А еще есть material designe

А ещё есть apdl и куча решателей в классике дабы достичь истинный Multiphysics, без левацких дополнений. Но ТС спрашивал free.

 

 

Изменено 16 августа 2019 пользователем AlexKaz

[AlexKaz 1 821]

28 минут назад, AlexKaz сказал:

Elmer - это общий решатель дифуров

Ого, ничёсе общий решатель, да там форумчане прямо таки жгут напалмом, неплохая активность http://www.elmerfem.org/forum/

Судя по видосам очень интересный софт https://www.csc.fi/web/elmer/application-examples

Изменено 16 августа 2019 пользователем AlexKaz

[a_schelyaev 366]

В ИПРИМе такие задачи решают, но там написали свою математику.

[AlexKaz 1 821]

@MasterLomaster , у французов в лет 12-15 в разработке Code_Carmel

https://www.edf.fr/en/the-edf-group/world-s-largest-power-company/activities/research-and-development/scientific-communities/simulation-softwares?logiciel=10845

http://code-carmel.univ-lille1.fr/fr/node/8

Напишите им, может быть Вам дадут бинарники бесплатно.

Изменено 19 августа 2019 пользователем AlexKaz

[AlexKaz 1 821]

И ещё OpenFOAM http://webfiles.portal.chalmers.se/et/MSc/ZheHuangMSc.pdf

Но, вероятно, программировать придётся сильно-сильно быстро-быстро.

[MasterLomaster 0]

Спасибо за Ваши ответы!
Действительно помогли. Я понял, что идти по честному пути бесплатного ПО- это провальный утопический путь. Мне не нужно писать код. Есть задание и всем абсолютно всё равно как будет достигнут результат.
По ПО решили. буду брать COMSOL Multiphysics 5.4 . Осталось понять по самой физики процесса.

[soklakov 1 475]

20 минут назад, MasterLomaster сказал:

Я понял, что идти по честному пути бесплатного ПО- это провальный утопический путь.

 

21 минуту назад, MasterLomaster сказал:

буду брать COMSOL Multiphysics 5.4 .

а вы попробуйте связаться с их представителями. может, не такой уж и нечестный  он - путь платного ПО. они вполне могут дать вам возможность выполнить расчеты честным и бесплатным путем.

[MasterLomaster 0]

9 минут назад, soklakov сказал:

 

а вы попробуйте связаться с их представителями. может, не такой уж и нечестный  он - путь платного ПО. они вполне могут дать вам возможность выполнить расчеты честным и бесплатным путем.

Вы знаете как -то у меня в жизни отрицательная практика по данному вопросу сложилась. Может через пол года или как разберусь с физикой процесса. Вот тогда и можно запрашивать. Сейчас лучше взломанным ПО пользоваться и думать. Пока что даже не понятно можно ли это использовать. Я нашёл статью в которой написано, что квантовыми эффектами можно пренебречь, если свободный пробел электрона в материале много меньше размера самой частицы. Тут у меня частицы от 3 до 14 нм. А вот свободный пробег я посчитать пока не могу. Не умею. Если свободный пробег соизмерим с размером частицы, то нао учитывать крвантовые эфекты и тогда такого рода программа как COMSOL не подходят.

[soklakov 1 475]

1 минуту назад, MasterLomaster сказал:

А вот свободный пробег я посчитать пока не могу. Не умею.

попробуйте нарисовать на бумаге частицу. а потом еще одну. в масштабе, с учетом их размеров. потом еще одну. и вот их уже много и их плотность на рисунке соответствует вашей заданной. теперь возьмите ту, что поближе к центру и начните рисовать из ее центра лучи наружу с выбранным шагом по углу. после чего определите среднюю длину луча до первого пересечения с какой-либо частицей. это средняя длина пробега. не слишком точно, ведь частицы движутся, но все равно близко.

 

чтобы длина пробега была сравнима с размером частицы, они должны очень плотно лежать в пространстве. например, вещество может быть жидкостью. но это не значит, что в любой жидкости нужно учитывать квантовые эффекты. речь ведь шла об электронах. если вы сможете уложить элетроны так плотно, что между ними будут расстояния сравнимые с размерами электрона - там да, вам придется учесть квантовые эффекты.

[MasterLomaster 0]

В 15.08.2019 в 16:15, MasterLomaster сказал:

 

 

 

 

3 минуты назад, soklakov сказал:

не слишком точно, ведь частицы движутся, но все равно близко.

Спасибо за ответ!
Посмотрите на картинку. Частицами я назвал частицы металла в пиролизованном полиакрилнитриле, которые там запеклись и никуда не собираются двигаться.

Я беру частицу. Допустим в 5 нм. И задаюсь вопросом: нужно ли для неё учитывать квантовые эффекты? Я пока ищу формулу....

[soklakov 1 475]

1 минуту назад, MasterLomaster сказал:

Я беру частицу. Допустим в 5 нм. И задаюсь вопросом: нужно ли для неё учитывать квантовые эффекты?

конечно, нет.

[MasterLomaster 0]

А как доказать это? Спасибо за ответ. Я статью почитал про то как учитывать квантовый эффект. Там просто простыня из формул... Ужас. Зато первый вариант без учёта приемлем.

Там есть фраза:

С помощью кинетического уравнения для функции распределения электронов дана оценка температурной и частотной зависимостей сечения поглощения внешнего переменного электромагнитного поля малой металлической частицей. При этом считается, что радиус частицы R удовлетворяет неравенству lee << R << λ, где lee — длина свободного пробега электрона; λ — длина волны электромагнитного излучения. ....

 

 

У меня материал типа должен поглощать электромагнитное поле от ПК. Это от 30Гц до 400kГц. На таких частотах длинна волны много больше радиуса частичек. А вот "lee — длина свободного пробега электрона" как-то определяется через формулы.

 

fcf7c5e4cd516c8251fd89d6dac2f724.pdf

Изменено 19 августа 2019 пользователем MasterLomaster

[AlexKaz 1 821]

2 часа назад, MasterLomaster сказал:

У меня материал типа должен поглощать электромагнитное поле от ПК.

Есть 2 варианта решения вашей задачи:

- или есть мат.подготовка и мозги для программинга формул;

- или есть хотелки и деньги, и софт напишут умные дяди за дорого.

Промежуточныф вариант: стырить. Это чревато репутацией учёного. Двери могут закрыться навсегда.

Или возможно такой приблуды в проприетарном софте не реализовано (никто среди обычных инженеров не заморачивается квантами и длиной волн; я знаю т.к. сейчас решаю похожую задачу; потому Соклаков может не знать о том что пишет).

Выбирайте.