Software: FEM - Tutorial - Diskretisierung - Potentialfeld-Analogien: Unterschied zwischen den Versionen

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  <div align="center">[[Bild:memo_stempel.gif| ]] '''Potentialfeld-Analogien'''</div>
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Bei der bisherigen Arbeit mit FEMAP sind uns nur mechanische und thermische Größen begegnet. Für diese Domänen wurde das FEMAP konzipiert, denn das sind die klassischen Anwendungsbereiche der FEM-Berechnung.




Falls man eine physikalische Domäne mit einem FEM-System behandeln möchte, für welches dieses nicht konzipiert ist, muss man sich der Analogien zwischen den Domänen bedienen:
Falls man eine physikalische Domäne mit einem FEM-System behandeln möchte, für welches dieses nicht konzipiert ist, muss man sich der Analogien zwischen den Domänen bedienen:


                  |Temperatur-Feld    |Elektr. (Fluss-)Feld   |Elektrostatisches Feld  
              |'''Temperatur-Feld'''     |'''Elektr. (Fluss-)Feld'''  |'''Elektrostatisches Feld'''
  -------------------------------------------------------------------------------------------
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  Potential       |Temperatur          |elektrische Spannung   |elektrostatisches Potential
  '''Potential'''    |Temperatur          |elektrische Spannung |el.statisches Potential
  .               |[K]                |[V]                     |[V]
  .           |[K]                |[V]                   |[V]
  -------------------------------------------------------------------------------------------
  ---------------------------------------------------------------------------------
  Pot.Gradient     |Temperatur-Gradient |el. Spannungsabfall     |Feldstärke
  '''Pot.Gradient''' |Temperatur-Gradient |el. Spannungsabfall   |Feldstärke
  .               |[K/m]              |[V/m]                   |[V/m]
  .           |[K/m]              |[V/m]                 |[V/m]
  -------------------------------------------------------------------------------------------
  ---------------------------------------------------------------------------------
  Stoffeigenschaft |Wärmeleitfähigkeit  |spez. el. Leitfähigkeit |Dielektrizitätskonstante
  '''Material-'''    |Wärmeleitfähigkeit  |spez. el. Leitfähigk. |Dielektrizitätskonst.
  .                |[J/(K*m)]          |[1/(Ohm*m)]             |[(A*s)/(V*m)]
  '''eigenschaft'''  |[W/(K·m)]          |[1/(Ohm·m)]           |[(A·s)/(V·m)]
  -------------------------------------------------------------------------------------------
  ---------------------------------------------------------------------------------
  Flussgröße       |Wärmestrom          |Elektrischer Strom     |Verschiebung (Ladung)
  '''Flussgröße'''  |Wärmestrom          |Elektrischer Strom   |Verschiebung (Ladung)
  .               |[W]                |[A]                     |[A*s]
  .           |[W]                |[A]                   |[A·s]
  -------------------------------------------------------------------------------------------
  ---------------------------------------------------------------------------------
  Flussdichte     |Wärmestromdichte    |Stromdichte             |Ladungsdichte
  '''Flussdichte'''  |Wärmestromdichte    |Stromdichte           |Ladungsdichte
  ("Flächenlast"|[W/m²]              |[A/m²]                 |[(A*s)/m²]
  "Flächenlast"|[W/m²]              |[A/m²]               |[(A·s)/m²]
 
 


'''===>>> Hier geht es bald weiter !!!'''
Die Berechnung der elektrischen Kapazität einer Leiter-Isolator-Geometrie gehört als Potentialproblem zur Domäne des elektrostatischen Feldes.
* Unsere elektrischen Größen behandeln wir in den Dialog-Feldern für thermische Größen.
* Da wir als Einheitensystem die SI-Einheiten nutzen, setzen wir ohne Umrechnungsfaktor gleich:
** Temperatur&nbsp;=&nbsp;Spannung
** Wärmeleitfähigkeit&nbsp;=&nbsp;Dielektrizitätskonstante
** Wärmeflussdichte&nbsp;=&nbsp;Ladungsdichte




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Aktuelle Version vom 26. April 2013, 14:14 Uhr

Memo stempel.gif Potentialfeld-Analogien


Falls man eine physikalische Domäne mit einem FEM-System behandeln möchte, für welches dieses nicht konzipiert ist, muss man sich der Analogien zwischen den Domänen bedienen:

             |Temperatur-Feld     |Elektr. (Fluss-)Feld  |Elektrostatisches Feld 
---------------------------------------------------------------------------------
Potential    |Temperatur          |elektrische Spannung  |el.statisches Potential
.            |[K]                 |[V]                   |[V]
---------------------------------------------------------------------------------
Pot.Gradient |Temperatur-Gradient |el. Spannungsabfall   |Feldstärke
.            |[K/m]               |[V/m]                 |[V/m]
---------------------------------------------------------------------------------
Material-    |Wärmeleitfähigkeit  |spez. el. Leitfähigk. |Dielektrizitätskonst.
eigenschaft  |[W/(K·m)]           |[1/(Ohm·m)]           |[(A·s)/(V·m)]
---------------------------------------------------------------------------------
Flussgröße   |Wärmestrom          |Elektrischer Strom    |Verschiebung (Ladung)
.            |[W]                 |[A]                   |[A·s]
---------------------------------------------------------------------------------
Flussdichte  |Wärmestromdichte    |Stromdichte           |Ladungsdichte
"Flächenlast"|[W/m²]              |[A/m²]                |[(A·s)/m²]

Die Berechnung der elektrischen Kapazität einer Leiter-Isolator-Geometrie gehört als Potentialproblem zur Domäne des elektrostatischen Feldes.

  • Unsere elektrischen Größen behandeln wir in den Dialog-Feldern für thermische Größen.
  • Da wir als Einheitensystem die SI-Einheiten nutzen, setzen wir ohne Umrechnungsfaktor gleich:
    • Temperatur = Spannung
    • Wärmeleitfähigkeit = Dielektrizitätskonstante
    • Wärmeflussdichte = Ladungsdichte