ANSYS电磁场分析指南 第十七章 其它分析选项和求解方法
ANSYS电磁场分析报告指南设计
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。
ANSYS电磁分析解决方案
ANSYS 电磁分析解决方案——最完整的电磁分析技术产品关键字⏹ 完整的电磁分析技术 ⏹ 独特的耦合场分析特性⏹ 良好的易用性和统一的软件结构⏹ 精确求解电大尺寸电磁辐射/散射问题 ⏹系统级EMC/EMI概述自电子电气产品进入生活以来，产品设计师们就一致关心着能够满足用户各种需求的指标。
对于产品性能的可靠性分析，由最初的经验预估、理论计算，发展到了如今的计算机仿真，产品设计朝着计算机实现虚拟设计、虚拟实验的必然方向前进。
性能相对简单、测试成本较低的电子电气产品，可以通过原型或者简化实验完成性能评估。
对于具有复杂性能和复杂结构的电子电气产品，往往要求昂贵的测试设备，较长的实验周期，并对周围的测试环境有较强的依赖性。
这样条件下要完成某种产品在多种状态的性能评估，需要较高成本，并且难以满足一致性标准。
而现代电子电气产品的复杂性，需要在产品设计阶段就能给出指导产品设计的原则和标准，并完成产品的优化、更新设计。
计算机硬件条件的飞速发展和工程实际的市场需求，促进了计算机数值分析方法的不断进步，使计算机仿真对产品设计的指导意义愈加明显。
1970年，市场的广泛需求促使了专业的仿真软件公司——ANSYS 成立，并开始向用户提供在结构场、温度场、流体场和电磁场等领域的全面解决方案。
复杂电子电气产品中的电磁场往往具有结构材料复杂、具有复杂的激励和边界条件等挑战，因此在工程实践和科学研究中出现了针对不同问题的分析方法：按照数学方程的不同，分为微分方程方法（代表性的如有限元FEM ，时域有限差分方法FDTD 等）和积分方程方法（代表性的如矩量法MOM 等）；按照计算的电尺寸大小，分为高频渐近方法（物理光学方法PO ，一致渐近绕射理论UTD 等）和“低频”数值方法（有限元FEM ，矩量法MOM ）。
对于复杂的电磁问题，往往单一的方法不能完全解决问题，需要多种方法，多种工具混合使用。
产品特色● 最完整的电磁分析技术ANSYS 充分利用各种电磁计算方法的优点，发展了多个适用于不同领域的电磁分析模块，这些模块优势互补、在统一的软件界面（ANSYS PrepPost ）下共同解决各种复杂的电磁分析问题。
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。
ANSYS电磁场分析指南要点
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。
ansys电磁场仿真分析教程
有限元网格
1-6
• 进行模拟 • 观察结果
– 某指定时刻 – 整个时间历程 • 后处理 – 磁力线 –力 – 力矩 – 损耗 – MMF（磁动势） – 电感 – 特定需要
1-7
• 模拟由3个区域组成 • 衔铁区: 导磁材料 导磁率为常数（
即线性材料）
• 线圈区: 线圈可视为均匀材料. • 空气区:自由空间 (μr = 1) .
• 选择Apply (重复显示和输入) • 建立线圈面
利用TAB 键移动输 入窗口
• 选择 Apply
1-17
• 建立空气面
• 选择 OK 衔铁
到了这步，建立了全部平 面，但它们还没有连接起 来.
线圈
1-18
• 用Overlap迫使全部平面连接在一起 Preprocessor>Operate> Overlap>Areas
B
B
励磁体1/4对称模型
1-44
• 单元plane13 and plane53 用于模拟2D磁 场
• 按Pick All
现在这些平面被连接了，因此当 生成单元时，各区域将共享区域 边界上节点
这种操作后，原先平面被删除， 而新的平面被重新编号
1-19
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
• 用鼠标点取衔铁平面 • 选择OK (在选取框内） • 材料号窗口输入2
1-3
• 利用轴对称衔铁和平面定子设计 致动器的一个实例 – 衔铁旋转 – 衔铁气隙可变化
• 完整模型由2个独立部件组成 – 衔铁模块 – 定子模块
执行: solen3d.avi看动画
Ansys电磁分析教程
选择OK
• 打开绘制单元的材料属性 Utility>PlotCtrls>Numbering
• 选择 OK
1-24
• 力边界条件标志需要单元部件，即一组具有 “名称”的单元 • 把衔铁定义为一个单元组件 – 选择衔铁平面 Utility>select>entities
用此选项在图形窗 口中选择平面
再次选择用APPLY
Y
材料号 2
衔铁 长度=35
材料号3
线圈励磁为直流电流: 2 安 培
Coil
模型 轴对称 单位 (mm)
X
1-9
•
建模
– 设置电磁学预选项（过滤器） – 对各物理区定义单元类型 – 定义材料性质 – 对每个物理区定义实体模型 • 铁芯 • 线圈
• 空气
– 给各物理区赋材料属性 – 加边界条件
1-10
对于没有明确定义属性的 面，其属性缺省为1
• 选择 OK
1-20
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 • Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
选取线圈平面
（在选择对话框里）点取OK 材料号窗口输入3
• 点 OK
1-21
• • •
加通量平行边界条件 Preprocessor>loads>apply>-magnetic-boundary-flux-par’l 选On Lines并选取相应的线 选 OK
• 选择 OK
1-33
•
进行计算 Solu>-solve-electromagnet>Opt & Solve
• 选择OK
ansys电磁场仿真分析教程
• 选择 OK
1-20
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 • Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
选取线圈平面 （在选择对话框里）点取OK 材料号窗口输入3
• 点 OK
1-21
• 加通量平行边界条件 Preprocessor>loads>apply>-magnetic-boundary-flux-par’l
• 选择 OK
1-33
• 进行计算 Solu>-solve-electromagnet>Opt & Solve
• 选择OK
这些适用于用BH 数据来进行的分析，本题将忽略
1-34
• 生成磁力线圈 Postproc>plot results>2D flux
lines • 选择 OK
使用缺省设置，选择OK, （在通常情 况下，可这样做）
A
（1/2）对称模型
1-41
• 半对称模型与全模型比较： – 磁通量密度是相同的 – 线圈上Lorentz 力是相同的 – 贮能为 1/2 – 极面上力为 1/2 – 加载电流密度与全模型相同
简单导磁体的半对称模型
线圈 (象征性的)
1-42
• 沿B-B磁通量垂直边条件需满足 – B-B线上下两边如下参数是相同的 • 几何形状 • 材料性质 – B-B线上下两边励磁相同
• 选择 OK
1-37
第二章 第2节
二维静磁学
1-38
EMAG 模拟的概念
• 模型边界条件有:
– 磁通量垂直
– 磁通量平行
– 周期性对称 *
ANSYS电磁场分析指南
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。
ANSYS教程：ANSYS电磁场分析
ANSYS教程：ANSYS电磁场分析静态磁场分析：用于分析不随时间变化的磁场，主要包括三类情况：用磁场的磁场，稳恒电流产生的磁场，匀速运动的导体所产生的磁场。
对于三位静态磁场分析，ansys程序采用了两种方法：标量势法（scalar method）和单元边法（edge-based-method），其中标量势法根据其标量势方程的不同又可分为三种不同的标量势分析方法：简化标量势法（RSP）、微分标量势法（DSP）和广义标量势法（GSP）。
使用单元边法时，电流源是作为整个系统的一部分一起进行网格划分的，由此使用该方法不仅能计算常规物流量（如磁场、磁动势等），还能计算诸如焦耳热损、洛伦兹力等。
根据以下原则选择不同的分析方法：当所分析的问题中不含铁芯区域或虽含铁芯区域但不含电流源时，采用RSP法，在含有铁芯和电流源的模型分析中通常不使用RSP 法。
对于“单连通”铁芯区域模型，使用DSP法，对于“多连通”铁芯区域模型，使用GSP法。
单连通区域指的是带有空气隙的磁路不封闭的铁芯系统，没有空气隙的则为磁路封闭多连通铁芯区域系统。
对于非连续介质模型一般采用单元边法进行求解。
提示：单元边法中使用的单元的节点自由度矢量磁势是沿单元边切向积分的结果，其求解精度高于标量势法的求解精度。
单元边法不仅适用于三维静态磁场分析中，也适用于三维谐性和瞬态磁场分析中。
1 电磁场分析中的默认单位制为MKS单位制，即米、安培和秒。
可以定义其他的单位制：main menu/preprocessor/material props/electromag units2 电磁场分析中大多材料的磁性能可以从ansys程序的材料库中读入，用于也可以自己定义材料性能，方法如下：2.1 定义路径main menu/preprocessor/material props/material library/library path2.2 读入材料参数main menu/preprocessor/material props/material library/import librarymain menu/preprocessor/loads/load step opts/change mat props2.3 修正材料参数main menu/preprocessor/material props/material library/export library2.4 定义材料B-H曲线main menu/preprocessor/material props/material models/electomagnetics/BH curve2.5 在模型上施加电流密度载荷main menu/preprocessor/loads/define loads/apply/magnetic/excitation/current density/on elements2.6 施加电压载荷main menu/preprocessor/loads/define loads/apply/magnetic/excitation/volt drop/on elements2.7 进行求解main menu/solution/solve/electromagnet/static analysis/opt&solv2.8 退出求解器main menu/finish谐性磁场分析：用于分析激励源按正弦或余弦规律变化的磁场问题，如变压器、感应式电机，感应加热炉等电磁装置引发的磁场均属于谐性磁场问题。
ANSYS电磁场分析规范指南规范.doc
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。
ANSYS电磁场分析指南
ANSYS电磁场分析指南引言一、准备工作在进行电磁场分析之前，需要准备以下材料和信息：1.CAD模型：电磁场分析通常需要一个几何模型，可以是CAD软件创建的三维模型。
2.材料参数：需要知道模型中各个部分的材料参数，包括导体材料的电导率和非导体材料的介电常数等。
3.边界条件：需要定义模型的边界条件，例如电磁辐射的入射条件和模型表面的电磁辐射条件等。
二、建立模型在ANSYS中建立模型的方法有很多，可以根据需要选择适合的方法。
最常用的方法是通过导入CAD模型。
将CAD模型导入ANSYS后，可以对几何模型进行修剪、划分等操作，以确保模型的准确性和可靠性。
三、设置材料参数设置材料参数是电磁场分析中的重要步骤之一、根据模型中各个部分的材料，可以在ANSYS中设置对应的材料参数。
对于导体材料，需要设置其电导率；对于非导体材料，需要设置其介电常数。
四、设置边界条件在电磁场分析中，边界条件的设置非常重要。
边界条件决定了电磁场在模型中的传播方式和行为。
根据具体情况，可以设置不同的边界条件，包括入射条件、辐射条件、开路条件等。
五、设置求解器ANSYS提供了多种求解器用于求解电磁场问题，常用的有静态场和频率域两种求解器。
静态场求解器适用于求解稳态电磁场问题，而频率域求解器适用于求解频率响应问题。
根据具体问题的需求，选择适合的求解器进行分析。
六、设置分析参数在进行电磁场分析之前，需要设置一些分析参数，以确保分析的准确性和有效性。
可以设置初始条件、收敛准则、迭代次数等参数，以优化分析的效果。
同时，还需要设置输出参数，以便在分析结束后获取所需的结果。
七、进行分析设置好所有参数后，可以开始进行电磁场分析。
根据分析类型和求解器的不同，分析过程可能需要一定时间。
一般情况下，ANSYS会提供进度条显示分析的进展情况。
分析结束后，可以查看分析结果，并根据需要进行后续处理。
八、结果处理与后处理在进行电磁场分析之后，可以通过ANSYS提供的后处理工具进行处理和分析结果。
ANSYS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。
Ansys教程电磁场分析
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B
B
Quarter symmetry model of
the simple magnetizer
• 1/4模型与全模型比较 • 磁通密度分布相同 • 贮能为1/4 • 所示线圈上的Lorentz力 1/2 • 作用在极面上力为1/2
平面: +Z 电流方向出平面
铁板
轴对称: +Z 电流方向进平面
磁流密度矢 量显示
铁环
线圈
两种情况都是施 加正向电流
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• 磁力线描述 • 平面: AZ等值线 • 轴对称: r AZ 等值线
平面或 轴 对称 ?
电枢
线圈
定子
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平面或 轴 对称 ?
• 力、能量、电感的描述 • 平面: 单位长度 • 轴对称: 整个圆周上的值
• 沿A-A必须加约束
A
（1/2）对称模型
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• 半对称模型与全模型比较： • 磁通量密度是相同的 • 线圈上Lorentz 力是相同的 • 贮能为 1/2 • 极面上力为 1/2 • 加载电流密度与全模型相同
简单导磁体的半对称模型
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线圈 (象征性的)
• 沿B-B磁通量垂直边条件需满足 • B-B线上下两边如下参数是相同的 • 几何形状 • 材料性质 • B-B线上下两边励磁相同
• 轴对称 • 平面 • 点取单元选项
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• 选择 OK
用于定义平面属性的参考号 用于直流模拟
几何体型 式
因为plane13 用于耦合场模拟，故该 单元可以具有应力/应变结构选项
ANSYS电磁场指南探素
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ANSYS电磁场分析指南第11-17章
ANSYS电磁场分析指南第十一章磁宏11.1 什么是电磁宏电磁宏是ANSYS宏命令，其主要功能是帮助用户方便地建立分析模型、方便地获取想要观察的分析结果。
目前，ANSYS提供了下列宏命令，可用于电磁场分析：·CMATRIX：计算导体间自有和共有电容系数·CURR2D：计算二维导电体内电流·EMAGERR：计算在静电或电磁场分析中的相对误差·EMF：沿预定路径计算电动力（emf）或电压降·FLUXV：计算通过闭合回路的通量·FMAGBC：对一个单元组件加力边界条件·FMAGSUM：对单元组件进行电磁力求和计算·FOR2D：计算一个体上的磁力·HFSWEEP：在一个频率范围内对高频电磁波导进行时谐响应分析，并进行相应的后处理计算·HMAGSOLV：定义2-D谐波电磁求解选项并进行谐波求解·IMPD：计算同轴电磁设备在一个特定参考面上的阻抗·LMATRIX：计算任意一组导体间的电感矩阵·MAGSOLV：对静态分析定义磁分析选项并开始求解·MMF：沿一条路径计算磁动力·PERBC2D：对2—D平面分析施加周期性约束·PLF2D：生成等势的等值线图·PMGTRAN：对瞬态分析的电磁结果求和·POWERH：在导体内计算均方根（RMS）能量损失·QFACT：根据高频模态分析结果计算高频电磁谐振器件的品质因子·RACE：定义一个“跑道形”电流源·REFLCOEF：计算同轴电磁设备的电压反射系数、驻波比、和回波损失·SENERGY：计算单元中储存的磁能或共能·SPARM：计算同轴波导或TE10模式矩形波导两个端口间的反射参数·TORQ2D：计算在磁场中物体上的力矩·TORQC2D：基于一个圆形环路计算在磁场中物体上的力矩·TORQSUM：对2-D平面问题中单元部件上的Maxwell力矩和虚功力矩求和本章对这些宏有详细描述。
ANSYS电磁场分析指南 第十七章 其它分析选项和求解方法
第十七章其它分析选项和求解方法17.1 引言本章叙述ANSYS程序用于电磁、电场、静电场和电流分析的加载选项和其它求解方法。
所有这些分析类型，都可以使用ANSYS命令而不用GUI菜单路径来对边界条件和载荷进行施加、删除、列表显示或运算操作，本章就是描述应该使用哪些命令。
本章也解释每种分析类型的有效的载荷步选项。
载荷步选项用于控制如何施加载荷，它们包括：·时间和时间步·子步数·载荷的阶跃或斜坡变化·收敛容差（对非线分析）·输出控制另外，对于2-D和3-D静磁分析（标量势法、棱边单元法或矢量势法），还有另外一种求解选择，即，可通过人工控制求解顺序而不是让程序自动控制求解分析（用MAGSOLV命令或其菜单Main Menu>Solution>-Load StepOpts-Magnetics>-Static Analy-Opt and Solv可让程序自动控制求解分析）。
本章描述这种人工方法所要求的菜单路径或命令。
本章信息按分析类型编排，例如，首先是2-D静磁分析的全部加载和求解选项，接着是3-D标量势法磁分析的全部加载和求解选项，以此类推。
17.2 2-D静磁分析加载选项2-D静磁分析对载荷的施加、删除、列表显示、传递、或缩放，可用的命令如下。
关于这些命令的详细描述以及它们相应的菜单路径请参见ANSYS命令手册。
注意：对于这类分析，约束载荷为磁矢量自由度（AZ），力载荷为电流段（CSGX），表面载荷为Maxwell面（MXWF）和无限表面（INF），体载荷为源电流密度（JS）、磁虚位移（MUDI）、和电压降（VLTG）。
17.2.1 在关键点上加载：所执行的任务相应的命令加约束DK删除约束DKDELE列表显示约束DKLIST传递约束DTRAN加力FK删除力FKDELE列表显示出力FKLIST传递力FTRAN加体载荷BFK删除体载荷BFKDELE列表显示体载荷BFKLIST 传递体载荷BFTRAN17.2.2在线上加载：所执行的任务相应的命令加约束DL删除约束DLDELE列表显示约束DLLIST传递约束DTRAN加面载荷SFL删除面载荷SFLDELE面载荷列表显示SFLLIST 传递面载荷SFTRAN加面载荷设置SFGRAD加体载荷BFL删除体载荷BFLDELE列表显示体载荷BFLLIST 17.2.3 在面上加载：所执行的任务相应的命令加约束DA删除约束DADELE列表显示约束DALIST传递约束DTRAN加面载荷SFA删除面载荷SFADELE面载荷列表显示SFALIST 传递面载荷SFTRAN加面载荷设置SFGRAD加体载荷BFA删除体载荷BFADELE列表显示体载荷BFALIST17.2.4 在体上加载：所执行的任务相应的命令加体载荷BFV删除体载荷BFVDELE列表显示体载荷BFVLIST 17.2.5 在节点上加载：所执行的任务相应的命令加约束D删除约束DDELE列表显示约束DLIST缩放约束DSCALE加约束设置DSYM，DCUM加力F删除力FDELE列表显示力FLIST缩放力FSCALE加力设置FCUM加面载荷SF删除面载荷SFDELE列表显示面载荷SFLIST缩放面载荷SFSCALE加面载荷设置SFCUM，SFGRAD 加体载荷BF删除体载荷BFDELE体载荷列表显示BFLIST缩放体载荷BFSCALE17.2.6 在单元上加载：所执行的任务相应的命令加面载荷SFE删除面载荷SFEDELE列表显示面载荷SFELIST缩放面载荷SFESCALE加面载荷设置SFCUM，SFFUN，SFGRAD加体载荷BFE删除体载荷BFEDELE列表显示体载荷BFELIST缩放体载荷BFESCALE加体载荷设置BFECUM17.3 2-D静磁分析的另外一种求解方式本手册第2章叙述了如何使用MAGSOLV命令或它的等效菜单路径来快速求解2-D静磁分析，本节解释如何人工地用两步求解顺序来进行求解。
ANSYS电磁场分析指南第11-17章
ANSYS电磁场分析指南第十一章磁宏11.1 什么是电磁宏电磁宏是ANSYS宏命令，其主要功能是帮助用户方便地建立分析模型、方便地获取想要观察的分析结果。
目前，ANSYS提供了下列宏命令，可用于电磁场分析：·CMATRIX：计算导体间自有和共有电容系数·CURR2D：计算二维导电体内电流·EMAGERR：计算在静电或电磁场分析中的相对误差·EMF：沿预定路径计算电动力（emf）或电压降·FLUXV：计算通过闭合回路的通量·FMAGBC：对一个单元组件加力边界条件·FMAGSUM：对单元组件进行电磁力求和计算·FOR2D：计算一个体上的磁力·HFSWEEP：在一个频率范围内对高频电磁波导进行时谐响应分析，并进行相应的后处理计算·HMAGSOLV：定义2-D谐波电磁求解选项并进行谐波求解·IMPD：计算同轴电磁设备在一个特定参考面上的阻抗·LMATRIX：计算任意一组导体间的电感矩阵·MAGSOLV：对静态分析定义磁分析选项并开始求解·MMF：沿一条路径计算磁动力·PERBC2D：对2—D平面分析施加周期性约束·PLF2D：生成等势的等值线图·PMGTRAN：对瞬态分析的电磁结果求和·POWERH：在导体内计算均方根（RMS）能量损失·QFACT：根据高频模态分析结果计算高频电磁谐振器件的品质因子·RACE：定义一个“跑道形”电流源·REFLCOEF：计算同轴电磁设备的电压反射系数、驻波比、和回波损失·SENERGY：计算单元中储存的磁能或共能·SPARM：计算同轴波导或TE10模式矩形波导两个端口间的反射参数·TORQ2D：计算在磁场中物体上的力矩·TORQC2D：基于一个圆形环路计算在磁场中物体上的力矩·TORQSUM：对2-D平面问题中单元部件上的Maxwell力矩和虚功力矩求和本章对这些宏有详细描述。
ANSYS电磁场分析规范指南规范.doc
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。
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第十七章其它分析选项和求解方法17.1 引言本章叙述ANSYS程序用于电磁、电场、静电场和电流分析的加载选项和其它求解方法。
所有这些分析类型，都可以使用ANSYS命令而不用GUI菜单路径来对边界条件和载荷进行施加、删除、列表显示或运算操作，本章就是描述应该使用哪些命令。
本章也解释每种分析类型的有效的载荷步选项。
载荷步选项用于控制如何施加载荷，它们包括：·时间和时间步·子步数·载荷的阶跃或斜坡变化·收敛容差（对非线分析）·输出控制另外，对于2-D和3-D静磁分析（标量势法、棱边单元法或矢量势法），还有另外一种求解选择，即，可通过人工控制求解顺序而不是让程序自动控制求解分析（用MAGSOLV命令或其菜单Main Menu>Solution>-Load StepOpts-Magnetics>-Static Analy-Opt and Solv可让程序自动控制求解分析）。
本章描述这种人工方法所要求的菜单路径或命令。
本章信息按分析类型编排，例如，首先是2-D静磁分析的全部加载和求解选项，接着是3-D标量势法磁分析的全部加载和求解选项，以此类推。
17.2 2-D静磁分析加载选项2-D静磁分析对载荷的施加、删除、列表显示、传递、或缩放，可用的命令如下。
关于这些命令的详细描述以及它们相应的菜单路径请参见ANSYS命令手册。
注意：对于这类分析，约束载荷为磁矢量自由度（AZ），力载荷为电流段（CSGX），表面载荷为Maxwell面（MXWF）和无限表面（INF），体载荷为源电流密度（JS）、磁虚位移（MUDI）、和电压降（VLTG）。
17.2.1 在关键点上加载：所执行的任务相应的命令加约束DK删除约束DKDELE列表显示约束DKLIST传递约束DTRAN加力FK删除力FKDELE列表显示出力FKLIST传递力FTRAN加体载荷BFK删除体载荷BFKDELE列表显示体载荷BFKLIST 传递体载荷BFTRAN17.2.2在线上加载：所执行的任务相应的命令加约束DL删除约束DLDELE列表显示约束DLLIST传递约束DTRAN加面载荷SFL删除面载荷SFLDELE面载荷列表显示SFLLIST 传递面载荷SFTRAN加面载荷设置SFGRAD加体载荷BFL删除体载荷BFLDELE列表显示体载荷BFLLIST 17.2.3 在面上加载：所执行的任务相应的命令加约束DA删除约束DADELE列表显示约束DALIST传递约束DTRAN加面载荷SFA删除面载荷SFADELE面载荷列表显示SFALIST 传递面载荷SFTRAN加面载荷设置SFGRAD加体载荷BFA删除体载荷BFADELE列表显示体载荷BFALIST17.2.4 在体上加载：所执行的任务相应的命令加体载荷BFV删除体载荷BFVDELE列表显示体载荷BFVLIST 17.2.5 在节点上加载：所执行的任务相应的命令加约束D删除约束DDELE列表显示约束DLIST缩放约束DSCALE加约束设置DSYM，DCUM加力F删除力FDELE列表显示力FLIST缩放力FSCALE加力设置FCUM加面载荷SF删除面载荷SFDELE列表显示面载荷SFLIST缩放面载荷SFSCALE加面载荷设置SFCUM，SFGRAD 加体载荷BF删除体载荷BFDELE体载荷列表显示BFLIST缩放体载荷BFSCALE17.2.6 在单元上加载：所执行的任务相应的命令加面载荷SFE删除面载荷SFEDELE列表显示面载荷SFELIST缩放面载荷SFESCALE加面载荷设置SFCUM，SFFUN，SFGRAD加体载荷BFE删除体载荷BFEDELE列表显示体载荷BFELIST缩放体载荷BFESCALE加体载荷设置BFECUM17.3 2-D静磁分析的另外一种求解方式本手册第2章叙述了如何使用MAGSOLV命令或它的等效菜单路径来快速求解2-D静磁分析，本节解释如何人工地用两步求解顺序来进行求解。
17.3.1 给第一步解算定义载荷步选项可以给2-D静磁分析定义通用或非线性载荷步选项。
17.3.1.1 通用选项在非线性静磁分析中，一般都要使用通用选项，这些选项是：·子载荷步数或时间步长一个非线性分析要求在每个载荷步内有多个子步，以便ANSYS能逐步地施加所定义的载荷，从而得到精确的结果。
缺省为每载荷步内程序只使用一个子步。
命令：NSUBSTGUI：Main Menu>Solution>Load Step Opts-Time/Frequenc>Time and Substps·阶跃或斜坡加载如果为阶跃加载，则在第一子步就加上全载荷值，且载荷值在其余子步保持不变。
如果为斜坡加载（缺省），则每个子步都逐步增加载荷值。
要定义到底是阶跃型或是斜坡型加载，可用KBC命令或使用上述TIME 命令的GUI路径。
17.3.1.2 非线性选项第一次求解所仅有的非线性载荷步选项是平衡迭代数。
缺省的平衡迭代数是每子步25次平衡迭代，但该第一步求解是不需要收敛的，故推荐每子步执行一次平衡迭代即可。
用下面方法之一来定义平衡迭代数：命令：NEQITGUI：Main Menu>Solution>Nonlinear>Equilibrium Iter17.3.2 写载荷数据或开始求解对第一步近似求解可以将载荷数据写到载荷步文件中，或者立即开始求解第一载荷步，用下面的方法之一可以把载荷数据写入载荷步文件：命令：LSWRITEGUI：Main Menu>Solution>Write LS File用下面方法之一来立即求解该载荷步：命令：SOLVEGUI：Main Menu>Solution>Current LS17.3.3 给第二个载荷步定义载荷步选项可以对第二个载荷步定义通用选项、非线性选项、输出控制等。
17.3.3.1 通用选项通用选项在此用以定义子步数（用NSUBST命令或其等效菜单路径），对第二个载荷步，只需定义一个子载荷步即可。
17.3.3.2 非线性选项该选项主要是确定平衡迭代的选项，对于第二步求解，整个子步定义5到10次平衡迭代。
其他非线性载荷步选取项包括：·收敛容差当满足规定的收敛标准时，ANSYS才认为一个非线性求解是收敛的。
收敛检查可以基于磁势、电流段、或二者兼有，用户需要为收敛检查项定义一个典型值（VALUE），并为该典型值定义一个容差（TOLER），最后的收敛准则由VALUE*TOLER 给出。
例如，若定义5000作为电流段典型值，定义0.001作为容差，则电流段收敛标准将是5.0。
对于各种势的收敛检查，ANSYS将两次连续平衡迭代之间节点势的改变量（ΔA=Ai -Ai-1）与收敛标准比较。
对于电流段的收敛检查，ANSYS将不平衡载荷矢量与收敛标准进行比较，不平衡载荷矢量是外加电流（段）和内部（计算）电流（段）两者之间的差值。
对于2-D静磁分析，ANSYS推荐基于电流段的收敛检查。
ANSYS提供了两种定义收敛容差的方式，分别是：命令：CNVTOLGUI：Main Menu>Solution>Nonlinear>Convergence Crit·终止一个不收敛求解如果ANSYS在规定平衡迭代数内，其解不收敛，ANSYS要么中断求解，要么继续求解下一载荷步，这要根据所定义的中断准则而定。
定义中断准则的方式是：命令：NCNVGUI：Main Menu>Solution>Nonlinear>Criteria to Stop17.3.3.3 输出控制ANSYS提供如下三种进行输出控制的方式：·控制打印输出这种选项控制在打印输出文件（Jobname.OUT）中的结果数据：命令：OUTPRGUI：Main Menu>Solution>Load Step Opts>Output Ctrls>Solu Printout·控制数据库和结果文件输出这种选项控制保存在结果文件（Jobname.RMG）中的数据：命令：OUTRESGUI：Main Menu>Solution>Load Step Opts>Output Ctrls>DB/Results File·外推结果该选项通过把单元积分点结果拷贝到节点而不是外推到节点的方式来观察单元积分点结果（缺省是用外推方式）：命令：ERESXGUI：Main Menu>Solution>Load Step Opts>Output Ctrls>Integration Pt17.3.4 写载荷数据或开始求解对第二步求解可以将载荷数据写到载荷步文件中，或者立即开始求解，用下面的方法之一可以把载荷数据写入载荷步文件：命令：LSWRITEGUI：Main Menu>Solution>Write LS File用下面方法之一来立即求解该载荷步：命令：SOLVEGUI：Main Menu>Solution>Current LS17.3.5 开始求解只有当在上面只写了载荷步文件而没有用SOLVE命令或它的等效菜单路径来立即求解载荷步时，才需执行此步。
用下面方法之一，开始求解全部载荷步：命令：LSSOLVEGUI：Main Menu>Solution>From LS Files一个2-D静磁分析典型的求解命令顺序如下：/solunsubst,3! Three substepsneqit,1! One equilibrium iterationoutres,all,none! Do not save resultssolve! Solve the analysisnsubst,1! One substepneqit,20! Up to 20 equilibrium iterationscnvtol,csg,,le-3! Convergence criteriaoutres,all,last! Save converged solutionsolve! Solvefinish17.42-D或3-D谐波磁分析（MVP方法）的加载选项对于2-D谐波磁分析或3-D基于节点方法的谐波磁分析，可以定义如下载荷：·约束：矢势（AZ）或时间积分标量势（VOLT）·力：电流段（CSGX）或电流（AMPS）·体载荷：源电流密度（JS）或电压降（VLTG）用本章前面“2-D静磁分析加载选项”一节中列出的命令来对载荷进行施加、删除、列表显示、操作运算、或进行加载设置。