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ANSYS电磁场分析指南ANSYS电磁场分析指南(共17章)ANSYS电磁场分析指南第一章磁场分析概述:ANSYS电磁场分析指南第二章2-D静态磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第三章2-D谐波(AC)磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第四章2-D瞬态磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第五章3-D静态磁场分析(标量法):ANSYS电磁场分析指南第六章3-D静态磁场分析(棱边元方法):ANSYS电磁场分析指南第七章3-D谐波磁场分析(棱边单元法):ANSYS电磁场分析指南第八章3-D瞬态磁场分析(棱边单元法):ANSYS电磁场分析指南第九章3-D静态、谐波和瞬态分析(节点法):ANSYS电磁场分析指南第十章高频电磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第十一章磁宏:ANSYS电磁场分析指南第十二章远场单元:ANSYS电磁场分析指南第十三章电场分析:ANSYS电磁场分析指南第十四章静电场分析(h方法):ANSYS电磁场分析指南第十五章静电场分析(P方法):ANSYS电磁场分析指南第十六章电路分析:ANSYS电磁场分析指南第十七章其它分析选项和求解方法:第一章磁场分析概述1.1磁场分析对象利用ANSYS/Emag或ANSYS/Multiphysics模块中的电磁场分析功能,ANSYS可分析计算下列的设备中的电磁场,如:·电力发电机·磁带及磁盘驱动器·变压器·波导·螺线管传动器·谐振腔·电动机·连接器·磁成像系统·天线辐射·图像显示设备传感器·滤波器·回旋加速器在一般电磁场分析中关心的典型的物理量为:·磁通密度·能量损耗·磁场强度·磁漏·磁力及磁矩·S-参数·阻抗·品质因子Q·电感·回波损耗·涡流·本征频率存在电流、永磁体和外加场都会激励起需要分析的磁场。1.2ANSYS如何完成电磁场分析计算ANSYS以Maxwell方程组作为电磁场分析的出发点。有限元方法计算的未知量(自由度)主要是磁位或通量,其他关心的物理量可以由这些自由度导出。根据用户所选择的单元类型和单元选项的不同,ANSYS计算的自由度可以是标量磁位、矢量磁位或边界通量。1.3静态、谐波、瞬态磁场分析利用ANSYS可以完成下列磁场分析:·2-D静态磁场分析,分析直流电(DC)或永磁体所产生的磁场,用矢量位方程。参见本书“二维静态磁场分析”·2-D谐波磁场分析,分析低频交流电流(AC)或交流电压所产生的磁场,用矢量位方程。参见本书“二维谐波磁场分析”·2-D瞬态磁场分析,分析随时间任意变化的电流或外场所产生的磁场,包含永磁体的效应,用矢量位方程。参见本书“二维瞬态磁场分析”·3-D静态磁场分析,分析直流电或永磁体所产生的磁场,用标量位方法。参见本书“三维静态磁场分析(标量位方法)”·3-D静态磁场分析,分析直流电或永磁体所产生的磁场,用棱边单元法。参见本书“三维静态磁场分析(棱边元方法)”·3-D谐波磁场分析,分析低频交流电所产生的磁场,用棱边单元法。建议尽量用这种方法求解谐波磁场分析。参见本书“三维谐波磁场分析(棱边元方法)”·3-D瞬态磁场分析,分析随时间任意变化的电流或外场所产生的磁场,用棱边单元法。建议尽量用这种方法求解谐波磁场分析。参见本书“三维瞬态磁场分析(棱边元方法)”·基于节点方法的3-D静态磁场分析,用矢量位方法。参见“基于节点方法的3-D静态磁场分析”·基于节点方法的3-D谐波磁场分析,用矢量位方法。参见“基于节点方法的3-D谐波磁场分析”·基于节点方法的3-D瞬态磁场分析,用矢量位方法。参见“基于节点方法的3-D瞬态磁场分析”1.4关于棱边单元、标量位、矢量位方法的比较什么时候选择2-D模型,什么时候选择3-D模型?标量位方法和矢量位方法有何不同?棱边元方法和基于节点的方法求解3-D问题又有什么区别?在下面将进行详细比较。1.4.12-D分析和3-D分析比较3-D分析就是用3-D模型模拟被分析的结构。现实生活中大多数结构需要3-D模型来进行模拟。然而3-D模型对建模的复杂度和计算的时间都有较高要求。所以,若有可能,请尽量考虑用2-D模型来进行建模求解。1.4.2什么是磁标量位方法?对于大多数3-D静态分析请尽量使用标量位方法。此方法将电流源以基元的方式单独处理,无需为其建立模型和划分有限元网格。由于电流源不必成为有限元网格模型中的一部分,建立模型更容易。标量位方法提供以下功能:·砖型(六面体)、楔型、金字塔型、四面体单元。·电流源以基元的方式定义(线圈型、杆型、弧型)·可含永久磁体激励·求解线性和非线性导磁率问题·可使用节点偶合和约束方程此外,标量位方法中电流源建模简单,因为用户只需在合适的位置施加电流源基元(线圈型、杆型等)就可以模拟电流对磁场的贡献。1.4.3什么是磁矢量位方法?矢量位方法(MVP)是ANSYS支持的两种基于节点的方法中的一种(标量位法是另