高效电磁、热、应力多场耦合分析软件QuickField™QuickField™ 是一款高效的电磁，热，应力多场耦合分析软件包。它包括一系列的分析模块，使用了最新的求解器，具有界面友好的模型编辑器和功能强大的后处理器。

应用领域(工程应用 教学研究)

QuickField的特征

组成部分

应用模块简介(Transient Magnetic 暂态电磁场 DC magnetic 直流电磁场 AC Magnetic 交流电磁场 Electrostatic 静电模块 直流传导 AC Conduction 交流传导 Heat Transfer 热传模块 Stress analysis 应力分析 Electric circuit analysis 电流分析 Multi field coupling 多场耦合)

计算机硬件要求

应用领域

工程应用

QuickField可有效应用于众多工程项目，通常，QuickField 可用于设计电动机，电容器，涡轮发电机，致动器，传感器，扬声器，变压器，传输线，热传导系统，以及其它复杂的电子和电动设备。

QuickField 的应用不仅仅是这些，如果你想知道QuickField是否能解决您的问题——欢迎和我们联系，我们将会非常荣幸的为您提供服务。

教学研究

QuickField 不仅是专业工程师，设计师，研究人员的强大辅助工具，而且QuickField也是用于本科生和研究生教学的极佳教学工具。

 QuickField 能够适用于非常广泛的教学应用范围。

 QuickField的操作界面非常友好，简单易学。

 用户仅需经过简单的培训即可操作，QuickField的使用者甚至可以没有任何数学背景。

QuickField的特征

简单的参数建模工具LabelMover，把复杂的分析难题转化成一系列连续的简单步骤，只需点击鼠标操作。.

QuickField在最新的Windows环境下运行，结构紧凑，功能强大，可以应用于多种设计。

QuickField 的FEA内核ActiveField technology

QuickField 的特色在于它具有一个高效和友好的有限元分析内核。现在，在有限元分析的基础上，QuickField也变成了一个开放的工程应用软件开发平台，所有用户可以不仅仅拘泥于QuickField的图形用户界面，还可以在QuickField内核的基础上开发自己的专业程序或软件。而使用的开发语言包括最新的Visual Basi，C++，Delphi等等。

以下三个通用工具可以用来扩展QuickField的功能。

· QuickField LabelMover

这个简单的工具可用于指定修改QuickField模型的几何参数以及物理性质。求解后以表格或图表的形式输出结果。因为QuickField LabelMover 的基础是ActiveField technology，所以，完全不需要自己编程---全部通过图形界面简单操作。LabelMover可应用于QuickField描述的任何问题。

· Data Converter

Data Converter是基于ActiveField technology的一个工具，它使得数据可以在QuickField 数据编辑器和Microsoft Excel中自由转换，并且命令行格式和问答格式皆可。

· NLConfig

NLConfig 是用来调节QuickField 专业版网络安装的工具。它仅适用于专业版本的QuickField。

组成部分

前处理器

QuickField的前处理器让您能够快速，简单，完整的定义模型。您也可以从AutoCAD或其他CAD软件导入模型零部件。建立模型后，即可轻松划分网格。

您甚至可以不需要选择网格尺寸，因为前处理器已经内嵌了精密的网格程序，它可以根据您的几何模型自动划分平滑的网格。你可以指定几何区域或边界，独立的划分网格。同样，修改网格的操作也是非常简单的。

数据编辑器

在QuickField中数据定义是给几何模型的各个部分附物理参数，如边界，实体，点。这些条件设定都由数据编辑器来完成。对不同的问题类型数据文件可能不同，但在软件中的表达和操作几乎是一样的。

您可以定义一个边界条件或场源作为时间或与之相关变量的函数。

QuickField 支持输入函数定义场值。您同样可以定义非线性材料。

FEA求解器

QuickField 特有的“几何分解法”，解决了常规有限元分析的主要缺点，为您提供了一种极其高效的仿真工具。几何分解法™ 完成了以下几个目标：最优化了网格划分，在短时间内完成从粗糙到精细网格尺寸的完美过渡。

QuickField具有高效的FEA求解器

生成一个有100000个节点的大型网格问题然后解答，一切只需几分钟，而且您的机器只需64兆的内存。

正如以下图表所描述的，求解时间和网格节点书几乎是成正比。

一个线性直流电磁问题的求解时间

硬件配置：CPU: AMD 1700+, under Windows XP Professional

后处理器

QuickField的交互式后处理器帮助你分析不同绘图形式下的计算结果，包括：张量绘图，矢量绘图，场分布线，粒子轨迹，彩图，任意轮廓图，截面图。QuickField具有功能强大的计算器，这使得获取各种设计参数，积分任意边面和区域能够更简单快捷。

应用模块简介

Transient Magnetic 暂态电磁场

暂态电磁场模块是专为低频和中频电磁场的瞬态过程设计的。它具有交流和直流电磁场模块的特征。

在QuickField中暂态电磁场分析通过时阶与直流电磁场联合在一起。所以，直流电磁场分析的特征在暂态电磁场模块中能够全部体现。

瞬态电磁场分析突破了直流和交流方程的限制—它可以解决非线性材料和永磁体在变动条件下的动态系统仿真，包括正弦和脉冲电流激励。然而，暂态电磁场分析需要计算更多时阶，所以，相比之下，它需要比交流电磁和直流电磁解决方法花费更多的时间。

暂态电磁场模块可用于研究开关的on/off切换，故障，非线性磁性材料装置的交流感应。有源电装置的脉冲分析，以及其它交流和直流方法不能很好解决的仪器设备或物理过程。

暂态电磁场仿真可以和电路耦合应用。

暂态电磁场模块可用于设计和分析电磁装置，比如螺线管，电磁传感器，电动机，磁屏蔽罩，永磁体，以及这些东西的引伸。

暂态电磁场模块的特征：

· 材料：线性或非线性磁导率

· 处理B-H弯的特殊功能

· 具有线性或非线性退磁曲线的永磁体

· 对轴对称公式采用特殊的近似函数，保持旋转轴附近参数的高度准确性。

· 结果：磁流密度，磁场强度，磁势，磁导率，磁能，自感和互感，电磁力，扭矩及其它积分变量。

· 耦合：磁场力可施加于结构上，并做应力分析（发电机-结构 耦合）。损耗的能量可成为热源，并做热分析（发电机-热 耦合）

DC magnetic 直流电磁场

直流电磁场（静磁）模块可用于分析需要计算静磁场的问题。这些静磁场可由本场和/或直流分布联合产生，也可由永磁体产生或直接由边界条件设定的外场。

当交流频率低到可以用静态来考虑时，直流电磁场和交流电磁场相像。但与交流电磁场不同的是，直流电磁场模块允许在场模式中包含任意的非线性材料和具有强磁力的永磁体。

直流电磁场模块是用来设计和分析螺线管，电动机，磁屏障，永磁体，磁盘驱动器等装置的。

直流电磁场模块的特征

· 材料：线性或非线性磁导率

· 处理B-H弯的特殊功能

· 具有线性或非线性退磁曲线的永磁体

· 超导体

· 支路和干路电流

· 狄氏边界条件和纽曼边界条件

· 对轴对称公式采用特殊的近似函数，保持旋转轴附近参数的高度准确性。

· 结果：磁流密度，磁场强度，磁势，磁导率，磁能，自感和互感，电磁力，扭矩及其它积分变量。

· 耦合：磁场力可施加于结构上，并做应力分析（发电机-结构 耦合）。

AC Magnetic 交流电磁场

交流电磁场模块可用于多种问题的分析。比如需要研究源电流时谐变化产生的磁场或时谐磁场产生的电流（涡流），近场效应，计算阻抗，焦耳损耗，电磁力。

作为电磁仿真的一种特殊类型，交流电磁场分析要求所求解的问题中电流和电压具有相同的频率，所有 的介质需要有线性的参数。否则，非时谐问题就需要用暂态电磁场分析了。

然而，交流电磁场模块运算速度快，是解决复杂的电磁问题的首选方法。

交流电磁场模块能够非常好的应用于设计感应热装置，变压器，螺线管，电动机，以及其它的感应器。

交流电磁场模块的特征

· 材料: 各向异性介电常数, 已知电流或电压的载流导线。

· 负载: 电压, 总电流, 多相交流电, 电流密度,外加场。

· 边界条件: 指定电压值 (狄氏条件), 指定切向通量密度 (纽曼条件)

· 超导体

· 结果: 磁势,电流密度, 电压, 通量密度, 场量密度,力, 扭矩, 焦耳热,磁能, 交流阻抗, 自感和互感系数及其它积分量. 大多数量都表示为振幅-相位形式（复杂情形），有必要时，也可表示为平均时间的函数和RMS值。

耦合：磁场力可施加于结构上，并做应力分析（发电机-结构 耦合）。损耗的能量可成为热源，并做热分析（发电机-热 耦合）

Electrostatic 静电模块

静电模块可用于仿真已知电荷或电压分布产生的电场。但静电场中必须没有电流和电压的改变。

QuickField的静电模块可以仿真电荷粒子在电磁中的运动轨迹。

静电模块可用于设计分析绝缘系统，电缆和电容，电子管，高压设备。同样也可用于电磁兼容性，生物医学等方面的研究。

静电模块的特征

· 各向异性介电常数

· 分散或集中电荷

· 浮置导体

· 狄氏边界条件和纽曼边界条件

· 结果: 电压, 电场, 电位移, 电容, 电梯度, 应力, 扭矩以及其它积分量, 粒子运动轨迹。

· 耦合：电场力可施加于结构上，并做应力分析（发电机-结构 耦合）。

直流传导

直流传导（电流流）模块可以仿真导体介质中的 直流电分布。在QuickField的直流导体模块中，电流可能由施加在导体上的电压产生，也可能边界区域上有已知电流密度。直流导体分析模式是其它电场分析的很好的补充，如QuickField中的静电和交流导体模块。

直流传导模块可用于传导系统的设计和分析，比如连接器，印刷电路板，生物医学中的生物导体等等。

直流传导模块的特征

· 各向异型介电常数

· 电压源或电流密度源

· 狄氏边界条件和纽曼边界条件

· 结果:电压，电流密度，电场, 能量损耗, 表面电流, 以及其它积分量。

· 耦合: 损耗的能量可成为热源，并做热分析（发电机-热 耦合）

AC Conduction 交流传导

交流传导模块可用于分析由在边界区域上的时谐电压或时谐电流产生的电场。并且假定电介质具有非零小介电常数。在交流传导分析中所关心的物理量是电压，感应电流，电场，焦耳损耗，电容和电场力。

交流电分析模块可用于设计和分析多种传导系统，如电容器，电缆绝缘系统以及其他应用技术。

交流传导模块的特征

· 各向异性传导率

· 各向异性介电常数

· 电压源和电流密度源

· 狄氏边界条件和纽曼边界条件

· 结果: 电压，电场,传导和反向电流密度，通量密度 (电位移), 焦耳损耗, 自感和互感电容,力，扭矩, 和电能。

· 耦合：磁场力可施加于结构上，并做应力分析（发电机-结构 耦合）。损耗的能量可成为热源，并做热分析（发电机-热 耦合）

Heat Transfer 热传模块

热传模块是用来分析静态和瞬态热传过程的温度分布。

热传模块中的热源可以直接从QuickField中的其它问题指定，如焦耳热损耗。

热传模块可用于设计和分析许多不同的电系统和机械系统。

热传导模块的特征

· 具有任意初始场分布的恒定或瞬态公式，非线性热源和可变时间参数。

· 非线性或各向异性属性。

· 散热源或集中热源

· 热源是温度的函数

· 热源由电能损耗产生

· 边界温度和热通量

· 对流/辐射边界条件

· 结果: 温度,热通量, 热量梯度,各部分的热量损耗, 其它积分量。

· 耦合: 产出温度可以在稳恒或瞬态环境下用做热压力分析。也可以在其他稳恒或瞬态问题的结果上做瞬态热传递分析

Stress analysis 应力分析

应力分析模块可用于计算机械应力，应变和变形。

应力分析模块中的力可在QuickField其它问题中指定或导入。如电磁力或热应力。这样的分析通常是用QuickField仿真复杂电机械装置的最后一个步骤。

应力分析模块的特征

· 平面应力，表面张力， 轴对称应力问题

· 各向异性弹性属性

· 分散或集中负载

· 热应力，电磁力

· 多种支撑条件

· 结果: 位移, 应力成分,主应力, Von Mises应力, Treska应力, Mohr-Coulomb 准则和 Drucker-Prager 准则

Electric circuit analysis 电流分析

在QuickField中交流和瞬磁问题通常定义为电磁场中模型的表面电流。这些公式适用于仿真电磁设备，如具有复杂绕组的马达，组合负载的变压器，也可分析无场情况下的电流问题。

电流分析模块的特征

· 被动元件和主动元件;

· 负载: 恒量, 正弦源或复杂脉冲源（可用函数描述电源参数）

· 结果：各元器件的电压，电流和阻抗。电流和电压随时间变化曲线。

Multi field coupling 多场耦合

QuickField能够分析多物理场问题。因为，经常需要同时仿真多个物理场或者某个场的分析输出结果需要做为另一个场的输入数据。第二种情况必须在相同的几何模型上定义多物理场，也可能考虑到计算出的加载量或场源分布，以及其它的人为定义的负载和边界条件。

您可以在一个问题中联合几个耦合类型。比如，当在一个模型文件中计算出独立的电流分布，静电和磁场后，你可以根据焦耳热计算温度分布，然后再同时分析由温度，电和磁产生的应力。

支持以下几种耦合模式

目标问题

源: 瞬磁 恒定热传 瞬态热传 应力分析

直流电磁场 + +

交流电磁场 + + +

暂态电磁场 + + + +

静电 +

直流传导 + + +

交流传导 + + +

恒定热传 + +

瞬态热传 + +

应力分析

QuickField的用户

QuickField 具有多种分析选择，所以，它的用户范围从独立的个人到著名的研究机构以及工业集团。他们的行业范围涉及到电气工程，制造行业，生物，化学，等离子物理学，地质学等等。这些用户遍布欧洲，美洲，亚洲，大洋洲和非洲，甚至在太平洋的一个小火山岛上，也有QuickField的客户。我们非常尊重我们的客户，并努力给每一个客户提供最大限度的技术支持。

计算机硬件要求

计算机：Intel Pentium及以上级别或其同等处理器

操作系统: Windows 98 Second Edition,

Windows ME,

Windows NT 4.0 Service Pack 6a,

Windows 2000,

Windows XP,

Windows 2003 Server,

Windows XP x64,

Windows 2003 Server x64.

内存: 64 MB 以上

显示: 分辨率 800 x 600 ，256 色。