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Opera高精度低頻電磁仿真軟件

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更新時間：2026-04-09 11:49:08瀏覽次數(shù)：38次

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產(chǎn)品簡介

Opera軟件背景介紹Opera軟件源自英國盧瑟福實驗室，目前已經(jīng)被法國達(dá)索系統(tǒng)公司收購，達(dá)索公司同時還擁有Solidworks、Catia、Abaqus和CST（目前也被達(dá)索系統(tǒng)公司收購）等業(yè)內(nèi)軟件

詳細(xì)介紹

Opera軟件背景介紹

Opera軟件源自英國盧瑟福實驗室，目前已經(jīng)被法國達(dá)索系統(tǒng)公司收購，達(dá)索公司同時還擁有Solidworks、Catia、Abaqus和CST（目前也被達(dá)索系統(tǒng)公司收購）等業(yè)內(nèi)軟件。

Opera 仿真軟件是一種有限元分析軟件套件，允許用戶對電磁 (EM) 和機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行二維和三維仿真。在低頻仿真方面具有*優(yōu)勢，這對于設(shè)計磁體、電動機(jī)和其他電氣設(shè)備非常有用。

一、應(yīng)用領(lǐng)域

1，帶電粒子設(shè)備

帶電粒子模塊可以計算靜電和靜磁場中帶電粒子的相互作用。它使用有限元方法對離散模型中穩(wěn)態(tài)情況的 Maxwell 方程式進(jìn)行解算，并且提供了自洽場解決方案，包括空間電荷、自磁場和相對運(yùn)動的影響。

提供了一套完整的發(fā)射器模型，包括表面的熱電子和場效應(yīng)發(fā)射、表面和包絡(luò)體內(nèi)的二次發(fā)射（用于氣體電離建模）以及非磁化和磁化等離子體模型。

可以包括多種帶電粒子，每個都具有用戶定義的電荷和質(zhì)量。與熱離子發(fā)射相比，場發(fā)射是一種從陰極中提取電子的更具吸引力的機(jī)制，因為電子在室溫（冷陰極）下通過量子機(jī)械場效應(yīng)發(fā)射，耗電量更低。碳納米管發(fā)射器正越來越受行業(yè)青睞，這種發(fā)射器更加小巧，可在更加便攜的設(shè)備中使用。

2，磁體和屏蔽

憑借始終如一的準(zhǔn)確性、易用性和日常處理大型和復(fù)雜仿真的能力，Opera 成為了人們設(shè)計各種磁體時用到的最重要 FEA 設(shè)計工具。

Opera 被科學(xué)界廣泛應(yīng)用于粒子加速器、離子束設(shè)備、MRI/NMR 和各種其他磁性設(shè)備中的磁體設(shè)計。這款以應(yīng)用為中心的軟件經(jīng)過多年的發(fā)展，如今提供了全面的多物理場仿真，除了電磁研究之外，還支持研究熱學(xué)和應(yīng)力研究。

該軟件還可以通過電磁場來跟蹤帶電粒子。由于成像區(qū)域需要的場精度，因此 MRI/NMR 應(yīng)用的要求非常嚴(yán)苛。Opera 在開發(fā)時充分考慮了這一需求，因此許多的 MRI 和 NMR 設(shè)備制造商都使用 Opera 來設(shè)計超導(dǎo)磁體、執(zhí)行失超仿真以及設(shè)計磁體屏蔽。該軟件現(xiàn)在提供了全面的多物理場仿真，除了電磁之外，還能夠研究熱和應(yīng)力。

標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果（取決于執(zhí)行的解決方案）包括：

· 場分布

· 場均勻性和梯度

· 傅立葉分析系數(shù)

· 相關(guān)勒讓德多項式系數(shù)

· 線圈上的峰值場

· 雜散場/屏蔽效能 (EMC/EMI)

· 粒子束軌跡

· 脈沖磁體的動態(tài)性能

· 力和損耗 - 線圈、磁軛和護(hù)罩

· 機(jī)械負(fù)載導(dǎo)致的偏轉(zhuǎn)和應(yīng)力

· 冷卻預(yù)應(yīng)力

· 失超傳播

· 保護(hù)電路性能

· 匝間/層間電壓

· 本征頻率和 Q 系數(shù)

3，磁控管濺射

濺射鍍膜工藝在各種應(yīng)用中廣泛用于加工鍍膜，從玻璃上的裝飾鍍膜和低輻射鍍膜，到當(dāng)今最嚴(yán)苛應(yīng)用場合中所用產(chǎn)品上的工程涂層。優(yōu)化沉積膜屬性以及利用濺射靶對于保證最終產(chǎn)品的性能和流程的經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。Opera 將精確的有限元分析和詳細(xì)的等離子體、噴濺和膜沉積模型結(jié)合在一起，提供了用于設(shè)計和優(yōu)化磁控管的實用工具。

這是可供磁控管和濺射儀的設(shè)計人員使用的有效的設(shè)計仿真工具。在工程和產(chǎn)品設(shè)計的許多領(lǐng)域，此類工具已證明能夠增強(qiáng)性能、降低成本和縮短開發(fā)周期，并幫助創(chuàng)新以增強(qiáng)競爭優(yōu)勢。

Opera 中包含多種仿真功能，其中與磁控管設(shè)計人員尤為相關(guān)的功能包括：

· 使用高級有限元模擬進(jìn)行完整的 3D 系統(tǒng)評估和設(shè)計

· 仿真期間的磁場計算

· 在多磁控管濺射儀環(huán)境中包含來自相鄰磁控管的雜散場

· 自洽帶電粒子建模，包括空間電荷和相對論效應(yīng)

· 快速評估設(shè)計變體

· 多變量、多目標(biāo)優(yōu)化

通過 Opera，設(shè)計人員可以預(yù)測和優(yōu)化：

· 磨蝕槽輪廓

· 目標(biāo)利用率

· 基體涂層輪廓

· 涂層動態(tài) - 特性和質(zhì)量

4，船舶特征和陰極保護(hù)

通過開發(fā)的電磁特征建模、陰極保護(hù)系統(tǒng)和解決反向電磁感應(yīng)問題，Opera 高級電磁仿真已經(jīng)成為船舶工程師和設(shè)計師的稱手利器。

消除電場和磁場特征是船舶設(shè)計過程中的一個重要部分。多年以來，Opera 一直廣泛用作非消磁和消磁特征評估的仿真工具，在驗證實踐中表現(xiàn)出了出色的精度，并在消磁線圈位置優(yōu)化中表現(xiàn)出了高度的靈活性。

Opera 用戶可以輕松修改為磁性特征評估創(chuàng)建的模型，以便能夠使用相同的 Opera 仿真模塊對陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行建模。陰極保護(hù)分析只需要船舶的外表面模型，包括外加電流陽極、犧牲陽極以及噴漆和未保護(hù)區(qū)域。

Opera 的結(jié)果后處理可用于查詢多種有用的結(jié)果，包括：

· 在船舶上的潛在分布（可揭示陽極保護(hù)系統(tǒng)的有效性）。

· 海洋和海床模型包絡(luò)體中任意位置的電場分布

· 海洋和海床模型包絡(luò)體中任意位置的電流密度分布

· 海洋和海床中的電流產(chǎn)生的磁場

5，電機(jī)和發(fā)電機(jī)

Opera 是一款功能*的交互式有限元分析 (FEA) 軟件包，經(jīng)驗證可為所有類型的機(jī)器提供準(zhǔn)確的電磁場建模，包括軸向通量拓?fù)浜途€性運(yùn)動設(shè)備。電磁和其他物理解算器可提供不同復(fù)雜級別的分析，為用戶提供滿足其要求的工具。全面的材料建模選項（包括磁化、使用中消磁和全矢量磁滯材料模型）以及外部驅(qū)動電路的簡單定義均經(jīng)過精心考慮，以方便您設(shè)計機(jī)器。集成的優(yōu)化器可幫助您高效地將概念轉(zhuǎn)化為具有*競爭優(yōu)勢的產(chǎn)品。Machines Environment 是一種易用的模板驅(qū)動型開發(fā)工具，專為電氣設(shè)備工程師設(shè)計。根據(jù)幾何圖形的復(fù)雜性和對稱性，用戶可以選擇使用 Opera 2D 或 Opera 3D。

Opera 靜態(tài)解算器可以準(zhǔn)確地展示機(jī)器的電磁行為。這對于可將電磁場視為時間“凍結(jié)"點的機(jī)器（如 DC 機(jī)器）或者電磁場運(yùn)動速度與轉(zhuǎn)子相同（同步機(jī)器）的機(jī)器非常有用，讓用戶可以部署穩(wěn)態(tài)（時變 AC）解算器以執(zhí)行包含時變場的機(jī)器分析，例如感應(yīng)機(jī)器或扭矩與滑移特性分析。

通過使用運(yùn)動解算器，用戶可以對任何機(jī)器的實際性能進(jìn)行分析。這還包括對機(jī)械耦合影響的分析。Opera 的損耗解算器系列允許用戶評估任何類型機(jī)器的鐵損耗（包括渦流、磁滯和過長/旋轉(zhuǎn)組件）。這可以通過使用后處理方法完成，或者在制造商曲線的解算中直接完成。用戶可以通過模擬繞組中的電流計算出銅損耗。借助 Opera 的磁滯解算器，用戶可以明確地計算出磁滯損失（包括旋轉(zhuǎn)組件損耗和渦流損耗）。任何損耗量都可以在二維或三維熱分析中用作熱源。

6，變壓器和反應(yīng)器

Opera 仿真套件使用有限元方法來模擬設(shè)備和系統(tǒng)的電氣、熱力學(xué)和結(jié)構(gòu)行為。Opera 是一種虛擬原型設(shè)計工具，可用于探索設(shè)計變體、優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計，并提供與物理測試同樣精準(zhǔn)的測試結(jié)果。

電力系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備制造商致力于設(shè)計能夠滿足現(xiàn)代社會需求的產(chǎn)品，利用 Opera，這些制造商可提高效率，設(shè)計出外形更加小巧、更加環(huán)保的產(chǎn)品。Opera 可幫助您滿足這些往往彼此沖突的需求，成功設(shè)計出富有創(chuàng)新又高度優(yōu)化的產(chǎn)品。隨著設(shè)計迭代和物理原型構(gòu)建/測試的傳統(tǒng)開發(fā)流程變得耗時且成本高昂，設(shè)計人員開始更多地轉(zhuǎn)為使用 Opera。