基于仿真软件的电磁场实验教学研究

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Matlab和CST联合仿真在研究生实验教学的应用

246DOI:10.16660/ki.1674-098X.2010-5640-9709Matlab和CST联合仿真在研究生实验教学的应用①林铭团1* 卞立安2(1.国防科技大学电子科学学院湖南长沙 410073;2.长沙理工大学物理与电子科学学院湖南长沙 410114)摘要：基于电磁领域相关实验课程的仿真教学需求，提出了多软件协同仿真的教学改革模式，充分发挥各软件的优势，克服了传统实验课仿真方式的单一性和低效率问题。

所提软件协同仿真实验以贴片天线、天线阵列和编码超材料天线为例子，利用Matlab的编程控制优势，调用CST软件进行建模，可实现大规模各向异性天线阵列的自动化建模，有效提升了复杂系统仿真建模时间。

该方法可促进学生在学习中进一步挑战复杂模型的联合仿真，有效节约时间，提升科研效率。

关键词：电磁仿真软件协同 CST Matlab 实验教学中图分类号：TN820；G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)10(c)-0246-04Teaching Reform of Co-Simulation Based on Matlab and CSTSoftwareLIN Mingtuan 1* BIAN Li'an 2(1.College of Electronic Science, National University of Defense Technology, Changsha, Hunan Province, 410073 China; 2．School of Physical and Electronic Science, Changsha University of Scienceand Technology, Changsha, Hunan Province, 410114 China)Abstract: Based on the simulation teaching demand of electromagnetics related courses, a teaching reform mode of co-simulation of multiple software is proposed, which gives play to the advantages of each software and overcomes the low efficiency problem of the traditional simulation mode that is based on single software. For example, a co-simulation experiment with Matlab and CST software is made to design a patch antenna, antenna array and a coding metamaterial antenna. With the programming ability of Matlab and the modeling function of CST, students can easily design a large-scale anisotropic antenna array with high efficiency. The proposed method can promote students to do more complex simulation efficiently and improve their ability of research.Key Words: Electromagnetics simulation; Co-simulation; CST; Matlab; Experiment teaching①通信作者：林铭团（1989—），男，汉族，福建南安人，博士，讲师，研究方向为电磁场与微波技术。

基于电磁参数测量的电磁场仿真及验证方法研究

基于电磁参数测量的电磁场仿真及验证方法研究电磁参数测量是电磁学领域中的常见研究内容，通过测量电磁场的各种参数，可以深入了解电磁场的特性并验证理论模型的准确性。

本文旨在研究基于电磁参数测量的电磁场仿真及验证方法，以帮助读者更好地理解和应用这一领域的研究成果。

首先，电磁参数测量是实现电磁场仿真及验证的基础。

电磁场的参数包括电场强度、磁场强度、电磁场频率、功率等。

通过适当的电磁参数测量方法，可以得到准确的电磁场参数数据，为后续的仿真和验证工作提供可靠的依据。

在电磁场仿真的过程中，一种常见的方法是使用计算机仿真软件，如有限元法（Finite Element Method, FEM）或有限差分法（Finite Difference Method, FDM）进行电磁场的数值模拟。

这些方法基于数学模型，通过对电磁场方程的离散化计算，得到电磁场在空间中的分布。

仿真结果可以通过可视化技术呈现，以便直观地了解电磁场的特性。

然而，仿真结果的准确性需要通过实验验证来进一步确认。

实验验证是电磁场仿真研究的重要环节，它可以与仿真结果进行对比，并验证仿真模型的可靠性和准确性。

因此，电磁参数测量在实验验证中具有关键作用。

实践中，常用的电磁参数测量方法包括点测法和扫描测量法。

点测法是在空间中选取几个特定的测量点，利用传感器测量电磁参数，并计算得到电磁场的数值。

这种方法适用于需要详细了解特定位置电磁场特性的情况。

扫描测量法则是通过传感器在整个测量区域内移动，定期记录电磁参数，并根据测量数据绘制电磁场的分布图。

这种方法适用于需要了解整个区域内电磁场分布的情况。

在电磁参数测量过程中，选择和校准合适的传感器是关键之一。

传感器的选择应根据需要测量的电磁参数类型和范围来确定，并保证具有足够的灵敏度和精度。

此外，传感器的校准是保证测量结果准确性的重要环节，以避免由于传感器本身误差导致的测量误差。

另外，电磁参数测量还需要注意测量环境的影响。

例如，在电磁场测量中，可能存在干扰源，如其他电子设备、金属结构等，这些干扰源可能改变电磁场的分布。

基于ANSYS的电磁感应加热系统仿真与实验

实验方案将理论分析、数值仿真和实验测量三者相结合，能够帮助学生更好地构建该课程系统全面的思维框架。
关键词：电磁感应；涡流；感应加热；工程电磁场
中图分类号：TM154
文献标识码：A
130
实验技术与管理
1 电磁感应加热原理
1831年，法拉第发现电磁感应定律[7]:导体回路
中感应电动势e 的大小与穿过回路的磁通随时间的变
化率成正比。当频率为/ 的交流电流流过匝数为W 的
线圈时，感应电动势e 为
e = - N -d <f i / d t
( 1)
感应加热技术是在法拉第电磁感应定律的基础上
基于 ANSYS的电磁感应加热系统仿真与实验
房紫路，龚直，李玉玲，姚缨英 ( 浙江大学电气工程学院，浙江杭州 310027 )
摘要：将电子工程专业基础课 “工程电磁场 ” 中的电磁感应定律和涡流理论与实际应用相结合，提出了基于电磁
(8 )
其中：c r 为材料的电导率；~ 为角频率， ffl = 2ir/ ，/ 为
电磁炉T .作频率。
涡流的焦耳热效应表达式为
Q = I 2R i
(9)
其中：/ 为感应电流，•/?为负载电阻值，/ 为加热时间。 1.3.2 锅具与线圈的距离
电磁炉的感应线圈与锅具之间放置陶瓷玻璃板与
Z eq = ^ e q + j ^ e q

应用MATLAB设计电磁场与电磁波模拟仿真实验

第39卷第9期高师理科学刊 Vol. 39 No.9 2019年 9月 Journal of Science of Teachers′College and University Sep. 2019文章编号：1007-9831（2019）09-0052-04应用MATLAB设计电磁场与电磁波模拟仿真实验凌滨，郭也，刘文川（东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 150040）摘要：由于电磁场与电磁波课程在电磁波传播部分授课中的理论和概念抽象，难以理解．利用MATLAB语言编程技术，针对电磁场和电磁波传播2个方面，设计2个模拟仿真实验：均匀平面波在无界空间中的传播和设定各参数实验数据获得分界面上波形的变化．2个具体仿真实验形象地再现了均匀平面电磁波在自由空间传播状态和在2个媒介边界上的变化特征，通过实验有助于学生对电磁场和电磁波基本规律的掌握．关键词：电磁场与电磁波；MATLAB；仿真实验；均匀平面波中图分类号：O441.4 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2019.09.014Application of MATLAB to design electromagnetic field andelectromagnetic wave simulation experimentLING Bin，GUO Ye，LIU Wen-chuan（School of Mechanical and Electrical Engineering，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China）Abstract：The theoretical and conceptual abstraction of the electromagnetic field and electromagnetic wave course in the teaching of electromagnetic wave propagation is difficult to understand．Using MATLAB language programming technology，two simulation experiments were designed for electromagnetic field and electromagnetic wave propagation，the propagation of uniform plane wave in unbounded space and setting experimental data of each parameter to obtain the waveform change on the interface．Two specific simulation experiments vividly reproduced the variation characteristics of uniform plane electromagnetic waves in free space and the boundary of two media．The experiment helps students master the basic laws of electromagnetic fields and electromagnetic waves．Key words：electromagnetic field and electromagnetic wave；MATLAB；simulation experiment；uniform plane wave电磁场与电磁波作为电子信息和通信工程的专业基础课之一，通过实验课程的环节来加深对电磁场理论知识的理解，并且可以将课堂上所学到的理论知识在实验课中进行验证，加深理解[1-2]．由于目前教学过程中受到实验室的硬件环境的限制，在实验教学环节中以仿真验证为主，利用MATLAB软件对所学的理论知识进行实验，通过理论知识来指导实践．将两者相结合，可以达到提高学生发现并分析问题，利用所学知识解决问题能力的目的，进一步将所学的理论知识完善巩固，更加全面地了解电磁场与电磁波的概念[3-5]．MATLAB仿真软件的数据分析和数据计算的能力十分强大，将实验数据以图形的形式进行展示，提供了一个数据可视化的平台[6]．本文在电磁场与电磁波的实验教学中，利用MATLAB模拟了2种情况下的仿收稿日期：2019-04-10基金项目：东北林业大学教育教学研究课题项目（JG2016008）作者简介：凌滨（1962-），男，黑龙江哈尔滨人，副教授，硕士，从事电磁场与电磁波研究．E-mail：756595015@第9期凌滨，等：应用MATLAB 设计电磁场与电磁波模拟仿真实验 53真实验，分别是自由空间和媒质空间中均匀平面电磁波传播波形的变化以及2种介质分界面上电磁波波形的变化．1 均匀平面波在真空和媒质中的传播仿真实验由麦克斯韦方程组可知，变化的电场和磁场相互作用下，产生的电磁波以光速在真空中传播；电磁波在理想介质中是横波，电场和磁场的方向与波的传播方向相互垂直，另外，电场方向与磁场方向也相互垂直[7]．理想介质中均匀平面电磁波的波动方程可以由麦克斯韦方程组推理得到220022200200E E tH H t e m e m ì¶Ñ-=ïï¶í¶ïÑ-=ï¶îu vu v uu v uu v （1）若电场为线极化方式，且电磁波沿x 轴方向，可以得到22000022(()E H H Ex t t x x tm m e m ¶¶¶¶¶¶=-=-=¶¶¶¶¶¶ （2）同理220022H Hx te m ¶¶=¶¶，这２个公式都属于波动方程．电场与磁场的传播速度，也就是电磁波在真空中的传播速度，即81/310m/s c =»´．由此可见，电磁波的传播速度（在真空中）与光速等值，理论数据和实验数据一致，这为光的电磁波理论提供了一个重要的理论依据．由波动方程 220022220022E E x tH H x t e m e m ì¶¶=ïï¶¶í¶¶ï=ï¶¶î （3）在真空中当平面电磁波的电场强度和磁场强度的频率和相位相同时，２个波动方程的瞬时表达式为m (,)cos()x x E z t e E t z w b =-r r（4）m (,)cos()x y E H z t e t z w b h=-r r （5）其中：m x E 是电场强度振幅；w 是电磁波的圆频率；b 是相位常数；h 是本征阻抗．设计的仿真均匀平面波形波动见图 1．均匀平面波在导电媒质中具有传播特性：电媒质的典型特征是电导率 0s ¹；电磁波在导电媒质中传播时，由于传导电流J E s =的存在，同时还伴随着电磁能量的损耗；电磁波的传播特性与非导电介质中的传播特性有所不同[8-10]．电场E 、磁场H 瞬时值形式m (,)e cos()z x x E z t e E t z a w b -=-v r（6） m (,)e cos()z x y cEH z t e t z a w b j h -=--r r （7）在导电媒质中衰减常数a 、相位常数b 和本征阻抗c h分别为a = （8）b = （9）54 高师理科学刊第39卷1arctg 2e j c c s weh h === （10）通过改变介电参数e 、磁导率m 、电导率s 和波的频率w ，电磁波在传播中是不断变化的，设计的仿真实验波形变化见图2．应用仿真实验可以形象直观地看到均匀平面波的传播特征，并通过改变介质各参数来观察电磁波的波形变化特性．2 均匀平面波的传播、反射及透射的仿真实验电磁波在入射到不同媒质分界面上时，一部分波会在分界面上进行反射，一部分波会透过分界面．入射波（已知）＋反射波（未知）= 透射波（未知）（1） 0z <中，导电媒质1的参数为111s e m ，，；（2） 0z >中，导电媒质2的参数为222s e m ，，．沿x 方向极化的均匀平面波从媒质1 垂直入射到与导电媒质2 的分界平面上，电场和磁场的变化见图3．媒质1中的入射波 1i im ()e zx E z e E g -=r r （11）1im i 1()e z y cEH z e g h -=r r （12）媒质1中的反射波1r rm ()e z x E z e E g -=r r（13） 1rm r 1()e z y cEH z e g h -=r r （14）媒质1中的合成波11im rm 1i r 12()()()e e z z y y c cE E H z H z H z e e g g h h --=+=-r r r r r H （15）111i r im rm ()()+()e e z z x x E z E z E z e E e E g g --==+r r r r r（16）其中传播常数1g 和波阻抗1c h为11211)j j s g we =- （17）11211c j s h we -==- （18）媒质2中的透射波第9期凌滨，等：应用MATLAB 设计电磁场与电磁波模拟仿真实验 5522tm t tm t 2()e ,()e zz x y cE E z e E H z e g g h --==r r r r （19）其中：传播常数2g 和波阻抗2c h为12222)j j s g we =- （20）12222c j s h we -=- （21）改变各参数的数值，介质1，2为不同媒质时，设计的仿真实验波形见图4．改变各参数的数值，介质1为非导电媒质、2为导电媒质时，设计的仿真实验波形见图5．改变各参数的数值，介质1，2为相同电媒质时，设计的仿真实验波形见图6．通过该仿真实验系统操作，设定各参数实验数据，即获得分界面上波形的变化特征．对实验结果进行分析和解释，得到合理有效的结论．3 结束语本文提出了利用MATLAB 来完成电磁场与电磁波的仿真实验，通过仿真实验将理论教学有效地运用到实践教学中，能够使学生更加有效地理解所学的理论知识．电磁场与电磁波的仿真实验练习可以让学生对自己所学的知识有更深地理解，可以用更加灵活的方式掌握专业技能，并对所学专业的应用领域和前景有进一步的了解．在鼓励学生自己利用所学知识解决实际问题的同时，将书本知识与工程实践相结合，将复杂的电磁波问题简化，可以有效地提高授课效果．参考文献：[1] 谢处方，饶克谨．电磁场与电磁波[M]．北京：高等教育出版社，2006[2] 刘亮元，贺达江．电磁场与电磁波仿真实验教学[J]．实验室研究与探索，2010，29（5）：30-32[3] 王明军．MATLAB 在电磁场与电磁波课程教学中的应用[J]．咸阳师范学院学报，2009，24（2）：89-91 [4] 郭瑜，虞致国．电磁场与电磁波仿真实验教学研究[J]．无锡职业技术学院学报，2018，17（2）：28-31[5] 杨明珊，谭凤杰，李志中，等．电磁场与电磁波实验仿真系统[J]．郑州大学学报：理学版， 2013，45（2）：64-67 [6] 乔世坤．Matlab 在通信课程中的仿真应用[M]．哈尔滨：东北林业大学出版社，2017 [7] 马冰然．电磁场与微波技术[M]．广州：华南理工大学出版社，1999[8] William Hayt，John Buck．Engineering Electromagnetics[M]．Beijing：Tsinghua University Press，2011[9] 万棣，范懿．电磁场与电磁波虚拟仿真系统的设计与开发[J]．电气电子教学，2017，39（4）：141-144[10]邓红涛，刘巧，田敏．利用仿真软件优化电磁场与电磁波教学[J]．电脑知识与技术，2014，10（4）：792-794。

hfss仿真实验报告

hfss仿真实验报告
标题：HFSS仿真实验报告
HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一款专业的电磁场仿真软件，广泛应用于微波、射频和毫米波领域。

本文将通过HFSS仿真实验报告，介绍其
在电磁场仿真方面的应用和优势。

首先，HFSS具有强大的建模能力，可以对各种复杂结构进行精确的建模和仿真。

通过HFSS，用户可以快速准确地分析电磁场的分布、波导传输特性和天线辐射特性等。

这为工程师提供了强大的工具，帮助他们在设计阶段快速验证和优化
设计方案。

其次，HFSS具有高度的计算精度和稳定性。

在仿真过程中，HFSS能够准确地
计算电磁场的分布和传输特性，确保仿真结果的准确性和可靠性。

这对于工程
设计和产品研发来说至关重要，可以有效减少实验测试的成本和时间。

此外，HFSS还具有友好的用户界面和丰富的仿真分析功能。

用户可以通过简单直观的操作界面，快速地构建模型、设置仿真参数，并进行仿真分析和结果展示。

同时，HFSS还提供了丰富的仿真分析工具，如S参数分析、模态分析、频率扫描等，满足不同领域的仿真需求。

综上所述，HFSS作为一款专业的电磁场仿真软件，具有强大的建模能力、高度的计算精度和稳定性，以及丰富的仿真分析功能，在微波、射频和毫米波领域
有着广泛的应用前景。

相信随着科技的不断发展，HFSS将在电磁场仿真领域发挥越来越重要的作用。

电磁场仿真技术的研究与应用

电磁场仿真技术的研究与应用一、引言电磁场仿真是电磁学研究领域的重要工具，旨在通过计算机模拟电磁场的行为及其在物体中的传播方式。

该技术可用于各种应用中，如无线电通信、电力系统、辐射安全等。

本文将着重探讨电磁场仿真技术的研究现状与应用实践。

二、电磁场仿真技术的研究现状1.基本原理电磁场仿真技术的基本原理是利用电磁场方程式，通过有限元分析、边界元法等计算方法求解电磁场的分布规律。

其中最常用的是有限元方法，即将分析区域分割为多个小单元，对每个小单元进行场量的模拟计算，再将整个区域的各个小单元的结果合并得到整个区域的场量分布，从而获得电磁场的仿真结果。

2.电磁场仿真软件商用电磁场仿真软件有多种，如ANSYS Maxwell、COMSOL Multiphysics、CST Studio Suite等。

这些软件通过算法实现对电磁场的仿真，用户可以方便地通过界面进行建模、参数、材料变换、条件设定等操作，来观察电磁场的分布及其性质，提供各种数据输出和可视化结果。

三、电磁场仿真技术的应用1.无线通信系统电磁场仿真技术可应用于无线通信系统中，如GSM、CDMA、LTE 等。

在通信系统中，需要考虑信道传输损耗、多径传输等问题，仿真技术可用于验证屏蔽设备的性能，以及优化天线和发射器的设计。

2.电力系统电磁场仿真技术可用于电力系统的电磁场分布分析。

电力系统中包括了各种输电线路、变电站、变流站等高压设备，这些设备会引发电磁辐射问题。

利用仿真技术，可以准确计算电磁场分布并分析其对健康和环境的影响，以便作出最优决策。

3.辐射安全辐射安全是电磁场仿真技术的重要应用之一。

如在移动电话塔、电台、雷达站等设备附近，可能会产生辐射场强的问题。

使用仿真技术可以得到设备的辐射情况，为人员防护工作提供可靠依据，并为相关部门与企业的相关决策提供参考。

4.电磁波探测电磁场仿真技术可以模拟电磁波在介质中的传播过程，在石油勘探、地质勘察、资源调查以及水文地质等领域有广泛的应用。

hfss仿真实验报告

hfss仿真实验报告HFSS仿真实验报告引言：HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一款电磁仿真软件，广泛应用于高频电磁场分析和设计。

本篇报告将介绍一次使用HFSS进行的仿真实验，并对实验结果进行分析和讨论。

实验目的：本次实验的目的是通过HFSS仿真软件，对一个电磁场问题进行模拟和分析，以验证其在理论上的正确性。

通过仿真实验，可以更好地理解电磁场的行为规律，并为实际应用提供参考依据。

实验步骤：1. 建立模型：根据实验需求，首先在HFSS中建立相应的电磁场模型。

模型的建立需要考虑几何形状、材料特性等因素，以确保仿真结果的准确性。

2. 设置边界条件：在模型建立完成后，需要设置边界条件，即模型与外界的交互方式。

边界条件的设置对于仿真结果的准确性至关重要，需要根据实际情况进行选择和调整。

3. 定义材料特性：根据实际材料的电磁特性，对模型中的材料进行定义和设置。

材料的特性包括介电常数、磁导率等参数，对于仿真结果的准确性起到重要作用。

4. 设定激励源：在模型中添加激励源，即对电磁场进行激励的源头。

激励源的设置需要考虑频率、功率等参数，以确保仿真结果与实际情况相符。

5. 运行仿真：完成上述设置后，即可运行仿真。

HFSS将根据模型和设置的参数，计算并输出电磁场的分布情况。

实验结果与分析：通过HFSS仿真软件进行实验后，我们得到了电磁场的分布情况。

根据仿真结果，我们可以对电磁场的特性进行分析和讨论。

首先，我们可以观察到电磁场的强度分布情况。

根据模型的不同特点，电磁场的强度在不同区域呈现出不同的分布规律。

通过分析电磁场的分布情况，可以更好地理解电磁场的行为规律，并为实际应用提供指导。

其次，我们可以通过仿真结果来评估不同材料对电磁场的影响。

在模型中，我们可以设置不同材料的特性参数，通过仿真实验来观察不同材料对电磁场的吸收、反射等影响。

这对于材料的选择和设计具有重要的参考价值。

基于CST软件的PCB板电磁兼容仿真技术研究

基于CST软件的PCB板电磁兼容仿真技术研究一、本文概述随着电子技术的飞速发展，电子设备在日常生活中的应用越来越广泛，从家用电器到通信设备，再到航空航天设备，电子设备无处不在。

然而，随着电子设备数量的增加，电磁兼容性问题也日益凸显。

电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在共同的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

在电子设备的设计和制造过程中，电磁兼容性的分析和优化至关重要。

本文主要研究基于CST软件的PCB板电磁兼容仿真技术。

CST是一款强大的电磁仿真软件，广泛应用于电磁场分析、电磁兼容性分析、天线设计等领域。

本文首先介绍了电磁兼容性的基本概念和重要性，然后详细阐述了CST软件的基本原理和功能特点，接着重点探讨了使用CST软件进行PCB板电磁兼容仿真的方法和流程，包括模型建立、仿真设置、结果分析等步骤。

本文旨在通过深入研究基于CST软件的PCB板电磁兼容仿真技术，为电子设备的设计和制造提供一种有效的电磁兼容性分析和优化方法。

本文也期望通过分享实际案例和经验，为同行提供参考和借鉴，共同推动电磁兼容仿真技术的发展。

二、CST软件介绍CST（Computer Simulation Technology）是一款广泛应用的电磁场仿真软件，被工程师和研究人员用于模拟和分析各种电磁兼容性问题。

CST软件具有高度的集成性和灵活性，可以精确地模拟从低频到高频，从直流到微波的电磁现象。

该软件提供了丰富的工具和算法，可以模拟复杂的电磁环境和设备，预测和优化产品的电磁兼容性。

CST软件的主要特点包括其强大的求解器，支持多种电磁场求解方法，如时域有限差分法（FDTD）、频域有限积分法（FIT）等。

这些求解器可以适应不同的仿真需求，从简单的电路分析到复杂的三维电磁场模拟。

CST软件还具有强大的后处理功能，可以将仿真结果以直观的方式呈现出来，帮助用户更好地理解和分析电磁兼容性问题。

在PCB板电磁兼容仿真方面，CST软件提供了专业的PCB板模块，可以模拟和分析PCB板上的电磁场分布、信号传输和干扰等问题。

ANSYS电磁场仿真实验报告

电磁场仿真实验报告求平行输电线周围的电位和电场分布一、报告要求：该生学号尾号为1，建立3条垂直排布的导线。

电位由下到上分别为1V，2V，3V，如下图所示：二、模型说明：静电场计算，求解区域为模型的5倍，截断边界条件。

最下方导线对地高度为10米，导线半径为0.01米，导线之间间距为5米。

（即：H1=10m，H2=15m，H3=20m，U1=1V，U2=2V，U3=3V，R0=0.01m，求解区域为一半圆，题目要求求解区域为模型的5倍，模型尺寸认为是40m，故取半圆半径L=200m。

）如下图所示：三、实验步骤：1、确定文件名，选择研究范围。

点击Utility Menu>File>Change Title，输入你的文件名。

例如“姓名_学号”（ZLM_2012301530051）点击Main Menu>Preferences，选择Electric。

点击Main Menu>Preprocessor>，进入前处理模块(command: /TITLE,ZLM_2012301530051/COM,Preferences for GUI filtering have been set to display:/COM, Electric/PREP7 )2、定义参数点击Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters，在下面“Selection”空白区域填入参数：H1=10H2=15H3=20R0=0.01U1=1U2=2U3=3每一个参数输入完毕，点击“Accept ”按钮，输入的参数就导入上方“Items”指示的框中，等参数导入完毕后，点击“close”按钮关闭对话框。

(command: *SET,H1,10*SET,H2,15*SET,H3,20*SET,R0,0.01*SET,U1,1*SET,U2,2*SET,U3,3)3、定义单元类型点击Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，出现单元类型对话框“Element Types”，点击Add，弹出单元类型选择库对话框“Library of ElementTpes”选择Electrostatic 和2D Quad 121（二维四边形单元plane121）。

基于 ANSYS 的电磁铁仿真分析及其实验验证

基于 ANSYS 的电磁铁仿真分析及其实验验证刘灿辉;黄丽容【摘要】The electromagnetic properties of electromagnet was simulated with ANSYS software based on the finite element method, in which the intensity of electromagnetic induction, lines of magnetic force distribution, surface induction vector of the electromagnet and the magnetic field intensity were calculated. Then the electromagnet structure was optimized and the optimized structure was analyzed by ANSYS by using the same parameters.It was found that the optimized structure of electromagnet has improved in electromagnetic properties.Finally, the simu-lation results of electromagnet were further compared with experimental results of this optimized sample and it was proved the theory of electromagnetic simulation analysis for the structural design of the electromagnet was effective and feasible.%在保证电磁铁安装及外形尺寸不发生改变的情况下，对电磁铁内部的铁心结构进行修改优化，以增强电磁铁铁心表面的磁感应强度；通过利用大型通用有限元软件ANSYS对电磁铁各部分进行二维建模，输入相关参数及设定约束后进行有限元静态磁场仿真分析，经计算分析得到电磁铁铁心的磁力线分布、表面的磁感应强度、表面磁感应矢量等电磁性能参数，然后对该电磁铁结构进行优化修改，结构修改后对修改模型在相同的条件下再一次进行建模分析，把得到的电磁性能参数与原结构的进行对比，发现经过结构优化后的电磁铁铁心的表面磁感应强度有一定程度的提高；为了更加明确电磁仿真分析的可行性，最后把所制作出来的电磁铁样品的实验结果与仿真结果进行对比，验证仿真分析的有效性，为电磁铁的结构设计提供理论依据。

电磁场与电磁兼容研讨-基于Maxwell 2D的实例研讨

电磁场与电磁兼容-基于Maxwell 2D的实例研讨小组成员：摘要：随着计算机软件技术的发展，越来越多的CAE软件被应用于工业产品的研发中，在这些产品的设计开发过程中发挥着举足轻重的作用。

在电气设备行业，ANSYS公司的ANSOFT MAXWELL软件作为世界知名的商用低频电磁场有限元分析软件已经在业界得到了广泛的应用。

本文所述结合电磁场与电磁兼容课程相关知识，基于Maxwell14.0电磁仿真软件，通过了“尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响”与“研究永磁同步电机静磁场分布”两个研究论题，着重阐述了利用Maxwell14.0进行2D电磁仿真的基本过程以及通过分析电磁场有关问题的基本方法对所研究论题得出一般性结论。

关键词：尖端放电、永磁同步电机、电磁仿真正文：一、尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响【原理解释】强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电，他属于一种电晕放电。

他的原理是物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电势梯度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电。

如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕。

通常情况下，空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。

由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了，空气电离后产生的负电荷就是负离子，失去原子的电荷带正电，叫做正离子。

（对孤立导体）导体表面有电荷堆积时，电荷密度与导体表面的形状有关。

在凹的部位电荷密度接近零，在平缓的部位小，在尖的部位最大。

当电荷密度达到一定的量值后，电荷产生的电场会很大，以至于把空气击穿（电离），空气中的与导体带电相反的离子会与导体的电荷中和，出现放电火花，并能听到放电声。

【尖端放电的应用】尖端放电在我们的生活中应用广泛，例如：如高压线有轮廓的地方，就会出现尖端放电。

由于接到电源上，它一边放电，一边不停的提供放电需要的电荷，这种放电会持续下去。

电磁场数值计算仿真实验设计

［收稿时间］2019-12-18［基金项目］哈工大（威海）研究生教育教学改革研究项目（WH2019014）；哈工大研究生教改研究项目（JGYJ-2019036）。

［作者简介］周洪娟（1980-），女，山东烟台人，博士，副教授，主要从事电磁理论方面的教学和研究工作。

［摘要］电磁场边值问题的求解是电磁理论教学中的难点和重点。

课题组以简单的静态二维电场边值问题为例，同时采用解析法和数值法求解，基于Matlab 仿真平台编程实现，从解析法和数值法的结论互相呼应的角度来逐层次地设计实验，使学生对电磁场边值问题求解方法、抽象复杂的数学结论以及唯一性定理产生感性认识。

［关键词］电磁场边值问题；唯一性定理；解析法；数值法［中图分类号］O411.1［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2021）02-0004-042021年2University Education“电磁场理论”或“电磁场与电磁波”是工科院校电子信息、无线电技术类专业的一门重要基础课，其涉及的矢量微积分公式繁多、概念抽象，需要学生具备较为扎实的数学和物理基础，学生普遍反映难度大。

“电磁场理论”这门课的教学虽然要侧重电磁场、电磁波的基础理论，但也要注重与工程实践的结合，为工科院校的学生在相关课程以及方向的学习研究提供较为直接的理论指导。

这其中，电磁场边值问题的求解就是联系电磁场麦克斯韦方程等基础理论与各种复杂工程实践，如天线设计、电磁干扰与电磁兼容以及雷达散射截面积等相关应用的桥梁[1-7]，但由于其涉及数理方程等复杂数学理论，使之成为本科教学中的难点。

电磁场边值问题指的是满足特定偏微分方程和边值条件的数理方程，静态电、磁场的边值问题的求解是指满足泊松方程或拉普拉斯方程和指定边值条件的数理方程的求解。

电磁场边值问题的求解方法主要分为解析法和数值法两大类。

解析法是指能从电磁理论出发通过公式推导可直接得到所求解问题的精确表达式的方法，该类方法通常只适合一些边界形状简单的特殊边值问题的求解，如边界形状为规则的平面状、球状或圆柱状。

实验二、矩形波导TE10的仿真设计与电磁场分析

实验二、矩形波导TE 10的仿真设计与电磁场分析一、实验目的：1、熟悉HFSS 软件的使用；2、掌握导波场分析和求解方法，矩形波导TE 10基本设计方法；3、利用HFSS 软件进行电磁场分析，掌握导模场结构和管壁电流结构规律和特点。

二、预习要求1、导波原理。

2、矩形波导TE 10模式基本结构，及其基本电磁场分析和理论。

3、 HFSS 软件基本使用方法。

三、实验原理与参考电路3.1 3.1.1.对由均匀填充介质的金属波导管建立如图1 所示坐标系, 设z 轴与波导的轴线相重合。

由于波导的边界和尺寸沿轴向不变, 故称为规则金属波导。

为了简化起见, 我们作如下假设： ① 波导管内填充的介质是均匀、线性、各向同性的；② 波导管内无自由电荷和传导电流的存在；③ 波导管内的场是时谐场。

图1 矩形波导结构本节采用直角坐标系来分析,并假设波导是无限长的,且波是沿着z 方向无衰减地传输,由电磁场理论, 对无源自由空间电场E 和磁场H 满足以下矢量亥姆霍茨方程:式中β为波导轴向的波数,E 0(x,y)和H 0(x,y)分别为电场和磁场的复振幅,它仅是坐标x 和y 的函数。

以电场为例子，将上式代入亥姆霍兹方程 ,并在直角坐标内展开,即有222222222222222220T c E E E E k E k E x y z E E E k E x yE k E β∂∂∂∇+=+++∂∂∂∂∂=+-+∂∂=∇+=式2 k c 表示电磁波在与传播方向相垂直的平面上的波数,如果导波沿z 方向传播,则 k 为自由空间中同频率的电磁波的波数。

由麦克斯韦方程组的两个旋度式,很易找到场的横向分量和纵向分量的关系式。

具体过程从略,这里00(,)(,)j z j z E E x y e H H x y eββ--⎧=⎪⎨=⎪⎩ 式1220E k E ∇+=22222222T c E E E x y k k β⎧∂∂∇=+⎪∂∂⎨⎪=-⎩其中式3222c x yk k k =+仅给出结果：从以上分析可得以下结论:（1）场的横向分量即可由纵向分量；（2）既满足上述方程又满足边界条件的解有许多, 每一个解对应一个波型也称之为模式,不同的模式具有不同的传输特性;（3）k c 是在特定边界条件下的特征值, 它是一个与导波系统横截面形状、尺寸及传输模式有关的参量。

《电磁场与电磁波》仿真实验

年《电磁场与电磁波》仿真实验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《电磁场与电磁波》仿真实验2016年11月《电磁场与电磁波》仿真实验介绍《电磁场与电磁波》课程属于电子信息工程专业基础课之一，仿真实验主要目的在于使学生更加深刻的理解电磁场理论的基本数学分析过程，通过仿真环节将课程中所学习到的理论加以应用。

受目前实验室设备条件的限制，目前主要利用MATLAB 仿真软件进行，通过仿真将理论分析与实际编程仿真相结合，以理论指导实践，提高学生的分析问题、解决问题等能力以及通过有目的的选择完成实验或示教项目，使学生进一步巩固理论基本知识，建立电磁场与电磁波理论完整的概念。

本课程仿真实验包含五个内容：一、电磁场仿真软件——Matlab的使用入门二、单电荷的场分布三、点电荷电场线的图像四、线电荷产生的电位五、有限差分法处理电磁场问题目录一、电磁场仿真软件——Matlab的使用入门 (4)二、单电荷的场分布 (10)三、点电荷电场线的图像 (12)四、线电荷产生的电位 (14)五、有限差分法处理电磁场问题 (17)实验一电磁场仿真软件——Matlab的使用入门一、实验目的1. 掌握Matlab仿真的基本流程与步骤；2. 掌握Matlab中帮助命令的使用。

二、实验原理（一）MATLAB运算1.算术运算(1)．基本算术运算MATLAB的基本算术运算有：＋(加)、－(减)、*(乘)、/(右除)、\(左除)、^(乘方)。

注意，运算是在矩阵意义下进行的，单个数据的算术运算只是一种特例。

(2)．点运算在MATLAB中，有一种特殊的运算，因为其运算符是在有关算术运算符前面加点，所以叫点运算。

点运算符有.*、./、.\和.^。

两矩阵进行点运算是指它们的对应元素进行相关运算，要求两矩阵的维参数相同。

例1：用简短命令计算并绘制在0≤x≦6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。

电磁仿真软件的开发和应用研究

电磁仿真软件的开发和应用研究摘要：本文主要研究电磁仿真软件的开发与应用，通过对电磁场的数值模拟，提供了一种快速而准确的分析电磁现象并预测电磁场行为的方法。

文章介绍了电磁仿真软件的概念、基本原理和分类，并探讨了其广泛应用于通信、电子、半导体等领域的重要性。

文章还介绍了电磁仿真软件在电磁兼容、天线设计、电磁波传播、电磁散射等方面的应用研究情况，并对未来的发展趋势进行了展望。

1. 引言电磁场具有广泛的应用领域，如通信、雷达、半导体等。

为了更好地理解和研究电磁现象，研究人员开发了电磁仿真软件，通过数值模拟来分析电磁行为。

电磁仿真软件能够为工程师提供一种直观、准确、高效的电磁场分析方法，促进了电磁技术的发展。

本文将重点介绍电磁仿真软件的开发和应用研究。

2. 电磁仿真软件的基本原理和分类2.1 基本原理电磁仿真软件通过建立数学模型，应用数值计算方法求解电磁场的分布。

这些方法基于麦克斯韦方程组，利用有限元法、有限差分法、时域积分方程等数值方法，对电磁场进行数值计算和仿真。

2.2 分类电磁仿真软件根据研究对象的不同可以分为电磁场分布仿真软件、电磁场散射仿真软件、电磁场辐射仿真软件等。

根据求解的方法不同，可以分为FDTD法、FEM法、MOM法等。

3. 电磁仿真软件在通信、电子、半导体等领域的应用3.1 通信领域电磁仿真软件在通信系统中的应用非常广泛，如天线设计、无线通信链路仿真等。

通过仿真软件，工程师可以提前预测信号传播特性、优化天线设计并解决通信系统中的电磁兼容问题。

3.2 电子领域电磁仿真软件在电子器件设计中也起到了重要的作用。

比如，在射频电路设计中，仿真软件可以模拟电磁振荡器、滤波器等电子元件的工作情况，帮助工程师优化设计并提高系统性能。

3.3 半导体领域电磁仿真软件在半导体器件设计和工艺研究中也具有重要的应用价值。

通过仿真软件，工程师可以模拟半导体元件在不同电磁场下的性能，预测器件的电磁兼容性和可靠性，并指导工艺参数的优化。

电磁仿真软件研究报告

电磁仿真软件研究报告随着科技的不断发展，电磁仿真软件在电子工程领域中扮演着越来越重要的角色。

本报告将对电磁仿真软件进行研究，并探讨其在实际应用中的优势和局限性。

电磁仿真软件是一种通过计算机模拟电磁场分布和电磁波传播的工具。

它可以帮助工程师在设计电子设备和电磁系统时进行预测和优化。

电磁仿真软件的研究和应用领域非常广泛，包括无线通信、雷达系统、天线设计、电磁兼容性等。

首先，电磁仿真软件具有高度的灵活性和可定制性。

它可以根据用户的需求进行定制，以满足不同的仿真需求。

例如，用户可以选择不同的电磁场模型、边界条件和材料参数，以模拟不同的电磁环境。

此外，电磁仿真软件还可以与其他工程软件进行集成，以实现更复杂的仿真和分析。

其次，电磁仿真软件具有高度的精度和准确性。

通过数值计算和数值方法，电磁仿真软件可以准确地模拟电磁场的分布和传播。

这使得工程师可以在设计阶段就能够预测和解决潜在的电磁问题，从而节省时间和成本。

此外，电磁仿真软件还可以提供详细的仿真结果和分析报告，帮助工程师更好地理解和解释仿真结果。

然而，电磁仿真软件也存在一些局限性。

首先，电磁仿真软件的计算复杂度较高，需要大量的计算资源和时间。

对于大规模的电磁系统和复杂的电磁场分布，仿真过程可能会非常耗时。

其次，电磁仿真软件的精度和准确性受到多种因素的影响，如模型的简化、边界条件的设定和材料参数的选择等。

因此，在使用电磁仿真软件进行仿真和分析时，需要仔细选择合适的模型和参数，以确保结果的可靠性。

综上所述，电磁仿真软件在电子工程领域中具有重要的应用价值。

它可以帮助工程师在设计阶段就能够预测和解决潜在的电磁问题，从而提高设计效率和质量。

然而，电磁仿真软件的使用也需要注意其局限性，以确保仿真结果的准确性和可靠性。

未来，随着计算机技术的不断发展和硬件性能的提升，电磁仿真软件将会更加强大和智能化，为电子工程师提供更好的仿真和分析工具。

仿真项目引入电磁场与电磁波课程的探讨

Ｅ（ｒ）＝ＰＥ．ｅ一 ‘ （１）
学）的生长点和新兴边缘学科（如：计算电磁学、特异介
质、变换光学）发展的基础。然而该门课程知识点多、概念抽象，理论性很强，数学基础及其应用能力、空间想象
能力要求高，造成学生畏难和极强的厌学情绪。这与社会埘掌握扎实的电磁场与电磁波知识的人才的巨大需
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则对应的磁场为
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此探索如何提高学生的学习兴趣，培养学生的动手能力、创新精神和可持续发展能力，是每位担任电磁场与电磁波课程老师的使命。购买硬件开设电磁场与电
基本理论又是一些交叉学科（如：生物电磁学、微波化
以谢处方等人编写的电磁场与电磁波教材介绍垂直极化波对理想介质分界面斜入射的理论模型。如ｌ所示，垂直极化波从左侧以人射角为Ｏｉ，斜入射到南介质ｌ（介电常数和磁导率分别为。和。）和介质２（介电常数和磁导率分别为和）组成的分界面上。电磁波在分界面处发生反射和折射。南于垂直极化波的电场在和方向的分量均为零，所以入射电磁波的电场可表示为
教学方法
教学改革
仿真项目
［中图分类号］Ｇ６４２
［文献标识码］Ａ
［文章编号］２０９５－３４３７（２０ｌ３）】８－００４９－０３

Ansoft Maxvell电磁仿真软件的应用实验报告

Ansoft Maxwell电磁仿真软件的应用实验报告一Maxwell 简介Ansoft公司的Maxwell是一个功能强大、结果精确、易于使用的二维/三维电磁场有限元分析软件。

包括静电场、静磁场、时变电场、涡流场、瞬态场和温度场计算等，可以用来分析电机、传感器、变压器、永磁设备、激励器等电磁装置的静态、稳态、瞬态、正常工况和故障工况的特性。

Maxwell还可以产生高精度的等效电路模型以供Ansoft的SIMPLORER模块和其他电路分析工具调用。

三维静电场分析（3D Electrostatic Field）用于分析由静止电荷、直流电压引起的静电场。

该模块直接计算标量电位，得到电场强度（E），电位移矢量（D），电场力、电场能量、转矩、电容值等。

可用于分析直流高压绝缘问题，电容器储能问题等。

三维直流磁场分析（3D DC Magnetic）用于分析由恒定电流、永磁体及外部激磁引起的磁场。

该模块可计算磁场强度（H），电流密度（J），磁感应强度（B），磁场力、磁场能量、转矩、电感等。

可用于分析直流载流线圈磁场，永磁体产生磁场等。

涡流场分析（Eddy Current Field）用于分析受涡流、集肤效应、邻近效应影响的系统。

它求解的频率范围可以从０到数百兆赫兹，能够计算损耗、铁损、力、转矩、电感与储能。

可用于分析导体中的涡流分布。

三维正弦电磁场特性等。

瞬态场（Transient Field）用于求解某些涉及到运动和任意波形的电压、电流源激励的设备。

该模块能同时求解磁场、电路及运动等强耦合的方程，因而可轻而易举地解决上述装置的性能分析问题。

二Maxwell 仿真步骤1 选择求解器类型2 建模3 设置材料属性（电导率，介电常数，磁导率等）4 设置激励源和边界条件5 自适应网格剖分6 有限元计算7 后处理三Maxwell仿真实例题目三：静电除尘器电磁场分析要求：掌握静电除尘的工作原理，建立静电除尘器模型，观测内部电场及能量的分布情况，并对结果进行分析。

基于cst的仿真课程设计

基于cst的仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解CST软件的基本原理和使用方法，掌握仿真实验的基本流程。

2. 学生能够运用CST软件进行简单的电磁场仿真，并分析仿真结果。

3. 学生能够了解CST软件在工程实践中的应用，如天线设计、微波器件等领域。

技能目标：1. 学生能够独立操作CST软件，进行仿真实验的设置和运行。

2. 学生能够运用CST软件解决实际问题，如优化天线性能、分析微波器件特性等。

3. 学生能够通过CST仿真实验，提高实际动手能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到仿真技术在现代工程领域的重要性，增强学习兴趣。

2. 学生能够通过团队协作完成仿真实验，培养团队合作精神和沟通能力。

3. 学生能够遵循实验规范，养成良好的实验习惯，树立正确的科学态度。

课程性质：本课程为选修课，旨在提高学生对仿真技术的认识和实际操作能力。

学生特点：学生为高年级本科生，具备一定的专业基础知识和动手能力。

教学要求：结合课本内容，注重实践操作，培养学生的实际应用能力和创新精神。

通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。

教学设计和评估将围绕课程目标展开，确保学生能够达到预期学习成果。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. CST软件基础操作与原理：- 教材章节：第一章软件概述与基本操作- 内容：CST软件简介、安装与启动、界面与工具栏、基本操作流程。

2. 电磁场仿真实验：- 教材章节：第二章电磁场仿真原理与实验- 内容：电磁场理论基础、仿真实验设置、边界条件与激励源、网格划分、仿真结果分析。

3. CST软件在实际工程中的应用：- 教材章节：第三章工程应用案例- 内容：天线设计、微波器件分析、电磁兼容性研究等实际应用案例解析。

教学大纲安排如下：第一周：CST软件概述与基本操作第二周：电磁场理论基础与仿真实验设置第三周：边界条件与激励源设置、网格划分第四周：仿真结果分析与应用案例学习第五周：综合实验与团队协作项目教学内容注重科学性和系统性，结合课本章节和实际应用，使学生能够掌握CST软件的操作和电磁场仿真实验，培养实际工程应用能力。

基于obe 理念的电磁场与电磁波课程教学仿真案例的应用

基于obe 理念的电磁场与电磁波课程教学仿真案例的应用1. 引言1.1 概述引言部分将介绍本篇文章的主要内容以及研究背景和意义。

电磁场与电磁波作为物理学中的重要概念，在现代科技和通信领域中发挥着重要作用。

然而，传统的课堂教学方式存在一些问题，无法满足学生对于实际应用场景的需求以及培养学生的动手能力。

因此，采用基于OBE（Outcome-based Education）理念的电磁场与电磁波课程教学仿真案例可以提供更具实践性和综合性的学习体验。

1.2 文章结构在这一部分，将简要介绍本文所包含的章节和各个章节之间的逻辑关系。

文章分为五个主要章节：引言、OBE理念的介绍、电磁场与电磁波课程概述、基于OBE 理念的课程教学仿真案例设计与实施、结论与展望。

下面将详细阐述每个章节所涉及内容。

1.3 目的在这一部分，将阐明本文旨在探讨基于OBE理念开展电磁场与电磁波课程教学中的仿真案例应用，以提升教育质量和学生能力培养。

通过引入仿真工具和平台，设计并实施针对电磁场与电磁波的具体案例，旨在增强学生的综合素质、动手能力和实际应用能力。

本文将从理论和实践两个层面深入探讨该方法的有效性，并展望未来发展方向。

以上是引言部分内容的详细清晰撰写，请参考。

2. OBE理念的介绍:2.1 OBE理念的定义:OBE（Outcome-Based Education），即基于结果导向的教育，强调学生能力和知识的实际应用。

该理念旨在使学生通过达成特定目标，获得与现实世界相关的能力。

OBE将学习者放在中心地位，强调学生实现目标、完成任务和解决问题的能力。

2.2 OBE理念在教育中的应用:OBE理念与传统课程设计不同，它关注学生所需具备的技能和知识，并以实际应用为导向。

通过设定明确而可度量的目标，OBE鼓励学生主动参与学习过程，培养他们解决问题、批判思考和团队合作等关键能力。

2.3 OBE理念与课程设计的关系:在课程设计中，OBE强调清晰定义并评估学习者需要达到的结果。

基于仿真软件的电磁场实验教学研究

Matlab和CST联合仿真在研究生实验教学的应用

基于电磁参数测量的电磁场仿真及验证方法研究

基于ANSYS的电磁感应加热系统仿真与实验

应用MATLAB设计电磁场与电磁波模拟仿真实验

hfss仿真 实验报告

电磁场仿真技术的研究与应用

hfss仿真实验报告

基于CST软件的PCB板电磁兼容仿真技术研究

ANSYS电磁场仿真实验报告

基于 ANSYS 的电磁铁仿真分析及其实验验证

电磁场与电磁兼容研讨-基于Maxwell 2D的实例研讨

电磁场数值计算仿真实验设计

实验二、 矩形波导TE10的仿真设计与电磁场分析

《电磁场与电磁波》仿真实验

电磁仿真软件的开发和应用研究

电磁仿真软件研究报告

仿真项目引入电磁场与电磁波课程的探讨

Ansoft Maxvell电磁仿真软件的应用实验报告

基于cst的仿真课程设计

基于obe 理念的电磁场与 电磁波课程教学仿真案例的应用

hfss仿真实验报告

实验二、矩形波导TE10的仿真设计与电磁场分析

基于obe 理念的电磁场与电磁波课程教学仿真案例的应用