利用Comsol模拟感应加热仿真案例

    感应加热是利用电磁感应方法使被加热材料内部产生电流，依靠这些涡流的能量达到加热目的。感应加热系统的基本组成包括感应线圈，交流电源和工件。根据加热对象不同，可以把线圈制作成不同的形状。线圈和电源相连，电源为线圈提供交变电流，流过线圈的交变电流产生一个通过工件的交变磁场，该磁场使工件产生涡流来加热。

图1.感应加热现象

    感应加热现象用途广泛，表格中列出了常见的使用场合。

图2.计算模型

图3.材料参数

2.2物理场设置

    电磁感应加热的计算物理场选择磁场和固体传热场，多物理场耦合方式为电磁热-感应加热。

图4.物理场设置

2.3网格剖分与求解

    网格划分选择四面体网格，考虑到集肤效应，线圈导体网格做细化处理，划分的网格质量分布图如下所示。计算方式采用50Hz频域求解电磁场，稳态计算传热场。

图5.网格质量分布图

    计算得到的电磁场和温度场分布如下所示。

图6.磁通密度分布

图7.工件温度场分布

图8.导体和工件温度场分布