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CST软件基础四：电场和电导的设置

news 2025/5/22 6:58:31

CST的Conductivity页：指定当前材料的导电和磁导特性。

CST的Electric conductivity：这个比较通俗就是输入恒定的电导率。

CST的Advanced选项框：使用参数化电导率属性---时间相关或者非线性电导率。电机Parameter按钮打开电导率属性对话框，可以在其中定义参数化曲线。

CST的Tangent delta electric：此方式基于电场切向delta值定义不同损耗模型。在Specification下有两种定义方式，Const. Conductivity和Const. fit tan delta。

CST的Const. Conductivity：恒定导电性的材料，但在特定频率下使用给定电场切向delta值（tgδ）。（介电损耗正切也称介电损耗因子,tgδ是电介质在交变电场中损耗能量与贮存能量之比。由于电介质、基团或偶极的取向运动存在着阻力，使得极化滞后于电场的变化，其滞后相角δ的正切tgδ正比于材料在交变电场中能量的损耗。电介质在交变电场中能量的损耗与交变电场的频率f以及tgδ成正比。）

Const. fit tan delta：定义给定频率和模型阶数下的tgδ值。一阶对应于德拜色散，高阶用来拟合介电常数的虚部。适用于低损耗(低tgδ值)材料。在设置的频率点上，其属性等于介电常数的实部。User Order复选框打勾，则人为指定模型阶数。不打勾，模型阶数将由拟合算法自动决定-在最佳近似和最小可能的极点数量之间做最优选。一个完全恒定的tgδ在现实中是不存在的;该方程的宽频带表现为一个几乎恒定的tgδ曲线。

CST的Magnetic conductivity磁导率等完全和电导率设置含义相同。不做赘述了。
菜单底下还有个频率范围设置，Fmin/Fmax：这里的频率范围就是求解器设置中的频率范围，这里实际是用于显示的，而不是输入用的。

接下来来到dispersion色散页：

在页上有各种介电常数和磁导率的色散模型，代表不同的频率相关的属性。

Dispersion model：选择不同的色散模型，每一种模型都由一组不同的特定材料属性来定义。所有色散模型的第一个材料参数是ε及μ极限值，代表高频极限。

Debye 1st order：一阶德拜色散描述了由relaxation time弛豫时间和ε及μ静态值决定的物质弛豫过程。Debye 2nd order：二阶德拜色散描述了由两个单独的一阶德拜模型叠加而成的叠加弛豫过程。相应的参数是两个弛豫时间和两个静态值。Drude：Drude色散模型描述等离子体材料，由等离子体频率和代表阻尼效应的碰撞频率决定。该模型认为电子是自由运动的。用电子气模型近似描述电子运动。适用于金属良导体。Lorentz：电子束缚于分子或者原子内部，采用阻尼谐振子近似表征电子在束缚下的运动，适用于气体、绝缘体和半导体。下面这几种作为罗列，超出了我的认知。。。Gyrotropic、General 1st order、General 2nd order、Nonlinear 2nd order、Nonlinear 3rd order、Nonlinear Kerr、Nonlinear Raman。

来到Thermal温度场属性页：可以设置成各向同性Normal、各向异性Anisotropic和完美热导体PTC。

Thermal conductivity：导热系数。如果数值为零，则在计算热时该材料会被忽略。Specific heat：比热容 [J / (K *kg)]。Material density info：密度信息（显示用，实际在density页下输入）。Thermal diffusivity热扩散率（导温系数）：具有高热扩散系数的材料对其周围的温度响应迅速，导热速度比体积热容快。如果采用扩散系数很高的材料进行瞬态热模拟，计算时间可能会增加，因为高扩散系数会降低仿真时间的步长。这一栏只是显示用，根据如下式子计算出来：热扩散系数 [m² / s]=热导率[W / K / m]/(密度 [kg / m³]*比热容[J / K / kg]*1000)Emissivity 热辐射系数：只有在CHT求解器下，才会出现热辐射系数参数。Dynamic viscosity 动态粘滞度：同样只在CHT求解器下才出现。为背景流体的动态粘度。非背景材料的动态粘度值设置无效，会被自动忽略。

Bloodflow coefficient：血流系数是生物热方程的参数之一。它确定了在体积v中温度对血液的影响。血流的参考温度(通常为37°C)在热求解器对话框中定义。Basal metabolic rate：基础代谢率是生物热方程的一个参数。它描述了每体积V所产生的热量。Convection transfer coefficient对流换热系数：这个参数指的是人体模型与外界的对流过程。通常，指的是皮肤材料。
接下来是Mechanics结构属性页：

这页比较简单，就是Young's modulus杨氏模量：弹性材料承受正向应力时会产生正向应变，定义为正向应力与正向应变的比值。Poisson's ratio泊松比：泊松比是指材料受到纵向压力（或拉力）的时候，在弹性范围内它的横向变形量与纵向变形量的比值，也叫横向变形系数，是反映材料横向变形的弹性常数。大部分材料的泊松比在0~0.5之间。等于横向应变/纵向应变。Thermal expansion coefficient热膨胀系数：线性热膨胀系数表示物体温度变化1k时长度的相对变化。用于计算外部温度场引起的应变。Type下拉选项中，包含Unused（计算时忽略这种材料）、Normal（通常用法）、Temp.dependent（杨氏模量温度相关）。