opera(高精度多物理场电磁分析设计环境)

产生背景

1970 - 欧洲核子研究中心（CERN）为了开发超导磁体的加速器资助高能物理研究实验室合作，设计需要能够準确计算它们的磁体磁场，因此开发了最初的OPERA原始代码。1989年 - LEP超导四极子，以及2008年- 大型强子对撞机LHC的全超导磁体。 1970至1989年，大型超导磁体检测仪也正在开发中。在LHC CMS和ATLAS探测器磁体开发。在这之间（August 6, 1984）Vector Fields公司因此成立，最初的创立者包括：C W Trowbridge，J Simkin，J Whitney,

主要功能

电机设计

创新性磁耦合飞轮可节省燃油约10 %

超导磁体磁共振

自从上个世纪七八十年代至今，国内外已经开发了许多失超分析软体，各种失超分析软体从方法上讲大致可分为两种，第一种是有限元法，如Vector Fields公司的Opera3D-Quench失超分析软体包，它既可以套用低温超导磁体也可以套用于高温超导磁体，它可以处理複杂几何结构的磁体，有可视化三维界面等；第二种是基于失超扩散模型的方法，比较有名的如牛津仪器的大型数值分析软体包4QUENCH，该软体可以自定义触发方式和失超位置，计算複杂电路等，另外人们还可以基于Martin Wilson的Quench软体的基本模型来自编程式以达到方便设计的目的。

在MRI磁体的设计过程中,失超现象的研究对于超导磁体的安全运行具有重要的意义.本文採用三维有限元软体OPERA分别对1T对称磁体和非对称磁体的失超特性进行了仿真分析.详细介绍了仿真的建模过程和求解算法.NbTi超导材料的临界电流密度通过软体预设的查表变数实现设定.通过仿真分析,得到了两种磁体结构在失超过程中重要的物理量如超导线圈的电流、电阻的变化规律.三维仿真图形更有利于观察失超在不同方向的传播速度.通过比较得出结论,虽然对非称磁体的DSV比对称磁体要大,但在失超过程中,非对称磁体受到的破坏也比对称磁体要严重.

感应加热技术

大型有限元分析软体OPERA中引入复矢量磁位计算电磁场、涡流场的方法以及对温度场的求解,简述了OPERA软体中的电磁场、温度场以及耦合场分析。 根据对管道感应加热问题的特点,建立了计算模型,确定了模拟计算中边界条件、格线划分、材料温度特性等问题的处理方法。 利用OPERA-2D软体的后处理程式对感应加热过程中管道内涡流场、温度场的一些基本问题进行模拟及分析。

版本更新

• 7.0 March 1997
• 7.03 January 1999
• 7.1 September 1999
• 7.5 April 2000
• 8.0 March 2001
• 8.5 January 2002
• 8.7 September 2002
• 9.0 April 2003
• 10.0 March 2004
• 10.5 January 2005, 19-Sep-2005 Linux added
• 11.0 June 2006
• 12.0 October 2007, MS Windows: 32 bit and also 64 bit version
• 13.0 August 2009, Licensing with LM-X introduced
• 14.0 December 2010
• 14R1 July 2011
• 15.0 November 2011
• 15R1 March 2012
• 15R2 July 2012
• 15R3 November 2012
• 16.0 May 2013, VF License Management Suite 2
• 16R1 November 2013
• 17.0 June 2014
• 17R1 November 2014
• 18.0 July 2015
• 18R1 November 2015, Opera License Management Suite 3