Выбор между плоско-параллельным, осесимметричным или трехмерным моделированием осуществляется назначением подходящего класса модели при вводе параметров задачи.
Плоско-параллельное приближение означает, что геометрия модели, граничные условия, источники поля, свойства материалов и, следовательно, рассчитанное поле, зависят от координат X и Y, но не зависят от координаты Z.
В плоскости экрана мы работаем с поперечным сечением модели (заштриховано на рис.), поскольку в силу трансляционной симметрии все поперечные сечения одинаковы, независимо от значения координаты Z.
Осесимметричное приближение используется для фигур вращения.
Введем цилиндрическую систему координат (r, z, θ) таким образом, чтобы ось Z совпадала с осью вращения. В ELCUT ось вращения Z всегда совпадает с осью абсцисс, т.е. направлена горизонтально вправо.
Осесимметричное приближение означает, что геометрия модели, граничные условия, источники поля, свойства материалов и, следовательно, рассчитанное поле, зависят от координат Z и R, но не зависят от координаты θ
То есть, если рассечь модель плоскостью, проходящей через ось вращения Z и рассмотреть в этом сечении полуплоскость с одной стороны от оси, то все такие сечения будут одинаковы, вне зависимости от выбранной плоскости сечения (т.е. от угловой координаты θ).
В плоскости экрана мы работаем с верхней полуплоскостью аксиального сечения модели (заштриховано на рис.), поскольку в силу осевой симметрии все такие сечения одинаковы, независимо от значения угловой координаты θ.
В трехмерных задачах геометрия модели, свойства материалов, источники поля и граничные условия могут зависеть от всех трех пространственных координат X, Y и Z.
Трехмерная геометрическая модель в ELCUT может быть построена двумя способами: вытягиванием двумерной модели из плоскости XY в направлении оси Z, либо импортом геометрии из CAD-программы. Способ построения трехмерной геометрии определяется классом модели: "3D вытягивание" или "3D импорт".
Трехмерная геометрия задачи, имеющей класс "3D вытягивание" строится путем вытягивания (экструзии) плоских фигур из плоскости XY в направлении оси Z на указанную высоту. Каждый объект из плоскости может быть вытянут на разную высоту несколько раз, что позволяет построить сложную многослойную трехмерную фигуру.
Большинство CAD-программ позволяют сохранять модели геометрических тел в формате STEP (ISO 10303). Если задача имеет класс модели "3D импорт", работа с геометрической моделью начинается с импорта заранее заготовленного STEP-файла (обычно имеет расширение .step или .stp). Импортированная модель при необходимости может быть дополнена окружающей областью – прямоугольным параллелепипедом, окружающим модель со всех сторон так, чтобы расстояние от модели до граней параллелепипеда составляло заданную величину.
См. также:
3D-Электростатика в разделе Теоретическое описание
3D-Электрическое поле постоянных токов в разделе Теоретическое описание
3D-Теплопередача в разделе Теоретическое описание
Ввод параметров задачи