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前言

     在使用ACDC模块进行仿真时，经常需要将电路和电磁场进行场路耦合建模，本文将对带续流回路的RLC放电回路中的线圈进行建模。分别通过电路接口，以及全局方程进行场路耦合，并对比两种建模方式的仿真结果。在前面一篇文章中链接: COMSOL中场路耦合（电路接口与电磁场接口）主要介绍了COMSOL中电路模块的使用：如何通过软件设计出需要的电路。因此本文将会简略的介绍电路接口的使用，而着重讲解全局方程的使用方法，在最后将两种方式的仿真结果进行对比。最后对比线圈电流、线圈电压及线圈的磁通密度发现：两种耦合方式几乎没有差异，但是由于使用电路接口仿真计算时间为33s，而使用全局仿真只使用了12s。对比十分明显，所以建议在简单电路仿真时使用全局方程可以大大减少计算时间。

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一、模型介绍

    上图所示为模型的电路结构。可以通过前言中提到的文章链接理解各个节点是如何连接的。

     如上图所示，在RLC放电电路的基础上引入了二极管和电路Rd从而加入了续流回路，使得放电不发生震荡；然后建立了一个二维轴对称的线圈模型，即上图中的外部耦合线圈，与放电电路相连接。

二、电路接口与电磁场接口

     根据上面图中的电路，整体比较清晰，这里我只简单的列出电路模块中导出的SPICE网表。

* 场路耦合对比
* 网表由“COMSOL 6.1.0.252”于“Apr 7 2023, 15:25”导出。
Rd 1 0 0.03
D1 1 2 D1MOD
C1 2 0 3.1999999999999997E-4
R1 4 0 0.03
L1 3 4 9.999999999999999E-6
.MODEL D1MOD D (CJO=0.0 FC=0.5 IBV=1.0E-9 IS=1.0E-13 ISR=0.0 M=0.5 N=1.0 
+               NBV=1.0 NR=2.0 RS=0.0 TNOM=293.15 VJ=1.0 )
.END

     将上面的文本复制到文本文档中，然后将文本保存为**.cir**格式的文件，然后导入COMSOL中即可得到上图中对应的电路。在这种方式中采用外部Uvs.I将电路与磁场进行耦合。

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三、全局方程与电磁场接口

     上面的方程形式需要考虑到COMSOL中书写函数的格式，然后根据电容方程和电感方程，基于KCL与KVL列写方程。
     其中的ict，即为ic对时间求导；
     其中mf.VCoil_1为磁场模块中定义的线圈电压，可以打开方程视图进行查看。

    在这里耦合时，直接将激励方式选择为了电流，定义Icoil为电路模型中的ic。

四、结果对比

     从上图中可以看到，两种耦合方式下的线圈电流和线圈电压之间曲线重合，在将曲线局部放大以后，曲线同样几乎没有差距。

     上图中，两种耦合方式最终线圈的磁通密度结果在相同时间下，分布与大小之间几乎没有区别。

     上图中，研究1为使用全局方程，计算时间为12s；研究2为使用电路接口，计算时间为33s。对于上述这样一个比较简单的模型计算时间就有如此大的差距，还是比较值得关注的。

总结

    以上就是两种耦合方式的介绍，比较简单，可以试着建模对比一下查看结果，其中的电路参数和几何参数可以任意给定，同时如需仿真文件可以留下邮箱我发给大家。欢迎大家留言讨论，希望对您有所帮助。
    注：由于COMSOL版本与电脑的区别，两种方式的计算时间可能与我所述有一定的区别。