opera(高精度多物理場電磁分析設計環境)

產生背景

1970 - 歐洲核子研究中心（CERN）為了開發超導磁體的加速器資助高能物理研究實驗室合作，設計需要能夠準確計算它們的磁體磁場，因此開發了最初的OPERA原始代碼。1989年 - LEP超導四極子，以及2008年- 大型強子對撞機LHC的全超導磁體。 1970至1989年，大型超導磁體檢測儀也正在開發中。在LHC CMS和ATLAS探測器磁體開發。

在這之間（August 6, 1984）Vector Fields公司因此成立，最初的創立者包括：C W Trowbridge，J Simkin，J Whitney,

主要功能

電機設計

創新性磁耦合飛輪可節省燃油約10 %

超導磁體磁共振

自從上個世紀七八十年代至今，國內外已經開發了許多失超分析軟體，各種失超分析軟體從方法上講大致可分為兩種，第一種是有限元法，如Vector Fields公司的Opera3D-Quench失超分析軟體包，它既可以套用低溫超導磁體也可以套用於高溫超導磁體，它可以處理複雜幾何結構的磁體，有可視化三維界面等；第二種是基於失超擴散模型的方法，比較有名的如牛津儀器的大型數值分析軟體包4QUENCH，該軟體可以自定義觸發方式和失超位置，計算複雜電路等，另外人們還可以基於Martin Wilson的Quench軟體的基本模型來自編程式以達到方便設計的目的。

在MRI磁體的設計過程中,失超現象的研究對於超導磁體的安全運行具有重要的意義.本文採用三維有限元軟體OPERA分別對1T對稱磁體和非對稱磁體的失超特性進行了仿真分析.詳細介紹了仿真的建模過程和求解算法.NbTi超導材料的臨界電流密度通過軟體預設的查表變數實現設定.通過仿真分析,得到了兩種磁體結構在失超過程中重要的物理量如超導線圈的電流、電阻的變化規律.三維仿真圖形更有利於觀察失超在不同方向的傳播速度.通過比較得出結論,雖然對非稱磁體的DSV比對稱磁體要大,但在失超過程中,非對稱磁體受到的破壞也比對稱磁體要嚴重.

感應加熱技術

大型有限元分析軟體OPERA中引入復矢量磁位計算電磁場、渦流場的方法以及對溫度場的求解,簡述了OPERA軟體中的電磁場、溫度場以及耦合場分析。根據對管道感應加熱問題的特點,建立了計算模型,確定了模擬計算中邊界條件、格線劃分、材料溫度特性等問題的處理方法。利用OPERA-2D軟體的後處理程式對感應加熱過程中管道內渦流場、溫度場的一些基本問題進行模擬及分析。

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